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Méthodes de suivi des produits d’oxydation

No documento végétales en émulsion eau-dans-huile (páginas 48-53)

I. Etude Bibliographique

1. Oxydation des lipides

1.7. Méthodes de suivi des produits d’oxydation

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28 Tableau I.1. Principales méthodes usuelles de caractérisation de l’oxydation des huiles.

Composé

détecté Principe de mesure

Réactifs

Perte des AGPI Analyse par chromatographie en phase gazeuse pour déterminer la composition en acides gras Indice d’iode pour mesurer le nombre des insaturations des acides gras

Absorption d’oxygène

Mesure de l’augmentation du poids gagné par la fixation de l’oxygène sur les acides gras

Mesure de la réduction de la pression de l’oxygène par chromatographie en phase gazeuse couplée à l’espace de tête Technique de détection électrochimique

Produits primaires de

l’oxydation

Hydroperoxydes

Titration iodométrique (indice de perxoxyde)

Mesure de l’oxydation des ions ferreux en ions ferriques en présence du thiocyanate d’ammonium ou du xylénol orange Mesure basée sur la réaction stœchiométrique du tri-phénylphosphine (TPP) avec les hydroperoxydes et mesure de la bande d’absorption par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier

Détection des produits chemiluminescents générés par la réaction des hydroperoxydes avec le luminol et le dichlorofluorescéine

Détection de hydroperoxydes spécifiques par chromatographie en phase gazeuse ou en phase liquide Diènes et triènes

conjugués Mesure de l’absorption à 233 et 268 nm respectivement

Radicaux libres Mesure de la résonance paramagnétique électronique : absorption de l’énergie microonde par un échantillon placé dans un champs magnétique varié

29 Tableau I.1. Principales méthodes usuelles de caractérisation de l’oxydation des huiles (suite).

Composé détecté Principe de mesure

Produits secondaires

de l’oxydation

Aldéhydes Réaction colorée entre p-Méthoxyaniline et les composés aldéhydiques (principalement 2-alkénals et 2,4-alkadiénals) (indice de para-anisidine)

Détermination des substances réagissant

avec l’acide thiobarbiturique)

Réaction colorée de produits d’oxydation avec l’acide thiobarbiturique (malonaldéhyde, alkénals et alkadiénals)

Acides organiques volatils

Formation d’acides à courte chaîne (acides formique et acétique) mesurée par la détermination de l’Indice de stabilité de l’huile

Composés carbonylés totaux

Réaction colorée entre les composés carbonylés (aldéhydes et cétones) et le 2,4-dinitrophénylhydrazone pour donner les hydrazones analysés par spectrophotométrie

Composés carbonylés

volatils Séparation et identification des aldéhydes à courte chaîne par chromatographie couplée à l’espace de tête Hydrocarbures Chromatographie en phase gazeuse pour les hydrocarbures à courte chaîne (C1-C5)

Produits primaires et

secondaires de l’oxydation

Indice d’oxydation

totale Totox Totox= 2 Ip + IpA

Résonance

magnétique nucléaire Changement de l’environnement moléculaire du proton (1H) ou du carbone (13C)

30 1.7.2. Méthodes thermiques

Les analyses chimiques de l’oxydation lipidique sont souvent basées sur l’utilisation de solvants qui peuvent être nocifs pour la santé et qui nécessitent un recyclage spécifique compte-tenu des contraintes environnementales. De plus, ces techniques sont souvent longues à mettre en œuvre si elles ne sont pas automatisées. Citons l’exemple de la mesure des produits primaires d’oxydation comme l’indice de peroxyde ou la concentration en diènes conjugués classiquement utilisée pour caractériser les stades précoces de l’oxydation. Ces déterminations utilisent, respectivement, du chloroforme et de l’hexane. Les analyses physiques pour mesurer l’oxydation des lipides nécessitent souvent l’utilisation d’appareillages à coût élevé (spectroscopie par résonance magnétique nucléaire, spectroscopie infra rouge,..). Néanmoins, plusieurs études reportent l’utilisation de techniques thermo-analytiques pour déterminer l’état d’oxydation des huiles. En effet, l’oxydation implique un nombre de transitions exothermiques. La calorimétrie à balayage différentiel (DSC) est parmi les techniques thermiques qui peuvent être utilisées dans l’étude de l’oxydation lipidique.

1.7.2.1. Principe de la DSC

La DSC est basée sur la mesure de la différence de température (ΔT) qui s’établit entre le matériau qui réagit (l’échantillon) et le matériau inerte (la référence). En effet, lorsqu’un système subit une réaction de transformation sous l’effet d’un programme de chauffage ou de refroidissement, sa température évolue différemment de celle d’un matériau inerte à la chaleur.

La différence de température (ΔT) est proportionnelle à la chaleur échangée au cours de la réaction :

𝑄 = 𝑚𝐶𝑝 ΔT (I.20)

Avec Q la quantité de chaleur échangée (J) ; ΔT la différence de température (K) et Cp la capacité thermique massique (J.K-1.g-1).

31 1.7.2.2. Avantages de l’utilisation de la DSC dans l’étude de l’oxydation des

lipides

La DSC permet le suivi en temps réel de l’oxydation et dans des conditions accélérées.

Elle peut être utilisée en conditions isothermes et non isothermes, dans des conditions d’auto- oxydation ou de thermo-oxydation, en se basant sur le caractère exothermique des réactions d’oxydation (Cross, 1969 ; Kowalski et al., 1997 ; Tan et Man, 2002 ; Vittadini et al., 2003).

La DSC est une méthode sensible, qui permet, en utilisant une petite masse d’huile, la mesure directe du flux de chaleur dégagé par la réaction chimique sans avoir besoin de préparation de l’échantillon de l’huile. La procédure expérimentale est simple et le temps d’analyse peut être réduit en cas d’application de températures élevées. D’après Hassel et al. (1976), les échantillons d’huile qui nécessitent 14 jours par la méthode AOM (active oxygen method), pourraient être étudiés en moins de 4 heures par DSC. De plus, l’utilisation de la DSC en mode non-isotherme permet la mesure des paramètres cinétiques de la loi d’Arrhenius tels que l'énergie d'activation, le facteur pré-exponentiel et la constante de vitesse de la réaction.

La DSC a été utilisée pour caractériser la stabilité oxydative des acides gras libres (Litwinienko et al., 1999 ; Ulkowski et al., 2005), de la lécithine (Ulkowski et al., 2005), d’huiles végétales pures (Kasprzycka-Guttman et al., 1995 ; Šimon et Kolman, 2001 ; Tan et al., 2002 ; Vecchio et al., 2009) ou en mélange (Thurgood et al., 2007). Elle a montré de bonnes corrélations avec les analyses chimiques (Cross, 1969 ; Kowalski et al., 1997 ; Tan et al., 2002 ; Vittadini et al., 2003) et avec l’indice de stabilité oxydative OSI mesuré par la méthode Rancimat (Tan et al., 2002 ; Arain et al., 2009 ; Pardauil et al., 2011).

Néanmoins, les appareillages de DSC actuellement disponibles sur le marché présentent des inconvénients : un investissement matériel avec un coût élevé et une utilisation pouvant être limitée par la capacité du volume de la cellule d'échantillonnage. De plus, si les dispositifs de DSC actuels permettent le contrôle de paramètres ayant une influence sur l’oxydation lipidique tels que la pression d'oxygène (Lopez-Beceiro et al., 2011 ; Ciemniewska- Zytkiewicz et al., 2014), ils ne permettent pas de jouer sur le rapport surface/volume de l'échantillon. Enfin, la plupart des DSC disponibles sur le marché ne sont pas capables de mesurer avec précision et sans dérive de la ligne de base des flux de l’ordre de quelques dizaines de microwatts (ordre de grandeur des puissances mises en œuvre dans les réactions d’oxydation).

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2. Emulsions inverses : caractérisation de la stabilité physique

No documento végétales en émulsion eau-dans-huile (páginas 48-53)