8.1 Introduction
Le ricin (Ricinus communis) appartient à la famille des Euphorbiacées et pousse à l’état sauvage dans des conditions climatiques variées. Cette plante est originaire d’Inde ainsi qu’en Afrique. La taille, l’apparence et ses parties varient en fonction de la variété, de l’environnement et des pratiques agronomiques de la plante. L’huile de ricin est d’abord domestiquée en Afrique de l’Est, puis introduite en Chine depuis l’Inde il y a environ 1400 ans (Patel et al., 2016). La Chine et le Brésil sont les principaux pays producteurs de ricin jusqu’à 90% de la production mondiale, même s’il est cultivé dans environ 30 pays. Cependant, l’Inde produit 85% de la production mondiale d’huile de ricin et domine le commerce international (Ogunniyi, 2006). L’Inde est l’un des principaux exportateurs d’huile de ricin à plus de 90%, avec une valeur pouvant atteindre 1 milliard de dollars par an, et les États-Unis, l’Union européenne, le Japon, le Brésil et la Chine sont les principaux importateurs, représentant jusqu’à 84% de l’huile de ricin importée (Patel et al., 2016).
La culture de la ricine comporte divers défis et l’adaptabilité climatique limite la plantation de ricin aux États-Unis en plus de la présence de protéines toxiques, à savoir la ricine dans la plante. La culture implique également un processus de récolte à forte intensité de main-d’œuvre, ce qui justifie que les États-Unis et d’autres pays développés poursuivent la plantation de ricin (Patel et al., 2016). Les feuilles de ricin fournissent les nutriments nécessaires à la croissance du ver à soie en tant que plante hôte. La soie produite à partir du ver à soie à base de plantes ricin est connue sous le nom de soie eri. Le sous-produit de cette industrie est la pupe d’eri, qui est une bonne source de protéines et d’huile nutritive. Les pupes du ver à soie eri contiennent environ 18% à 20% d’huile (à base sèche) et contiennent de l’acide alpha-linolénique (ALA) jusqu’à 43%. L’analyse régiospécifique de l’huile a montré un niveau plus élevé d’ALA (47,3 %) à la position sn-2 (Shiv Shankar et al., 2006). L’huile contenant environ 2,5% de phospholipides et de phosphatidyléthanolamine est le principal phospholipide (64%) suivi de la phosphatidylcholine (19,2%). La cardiolipine et le phosphatidylinositol en contiennent également en quantités mineures (Ravinder et al., 2016). Le même groupe a signalé le processus de raffinage de l’huile pupille eri (Ravinder et al., 2015).
L’extraction de l’huile est généralement réalisée par expression mécanique ou extraction au solvant, ou les deux et la teneur moyenne en huile est d’environ 45% à 55% en poids selon les variétés de ricin et la situation géographique (Ogunniyi, 2006). Les graines de ricin contiennent trois constituants toxiques, à savoir la ricine (glycoprotéine), la ricinine (alcaloïde) et l’allergène (complexe protéines–glucides), et ces trois composants se conservent dans le gâteau déshuilé pendant l’extraction et l’huile est exempte de ces composants. Pour cette raison, le gâteau déshuilé au ricin ne peut pas être utilisé pour des applications comestibles, même s’il contient des quantités importantes de protéines et se limite donc à des applications de faible valeur comme le biofertilisant. Cependant, l’isolat protéique a été extrait du gâteau déshuilé au ricin et de deux produits différents, à savoir les acides aminés N-acyl (Prasad et al., 1988) et les diéthanolamides (Lakshminarayana et al., 1992), ont été signalés avec de bonnes propriétés tensioactives pour une utilisation possible dans des applications industrielles.
Depuis des siècles, l’huile de ricin a été utilisée dans diverses applications médicinales, y compris comme stimulant laxatif purgatif et elle est classée par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis comme généralement reconnue comme sûre et efficace (GRASE). L’acide ricinoléique (PR) s’est avéré efficace pour prévenir la croissance de nombreuses espèces de virus, de bactéries, de levures et de moisissures.
L’huile de ricin est une huile non comestible ancienne et populaire ayant une valeur industrielle et médicinale importante (Anjani, 2012). L’huile possède les propriétés physiques et chimiques les plus inhabituelles par rapport aux autres huiles végétales traditionnelles, en raison de la présence d’acide gras hydroxy insaturé appelé RA varie de 87% à 92% (Borch-Jensen et al., 1997; Binder et coll., 1962). Les autres acides gras, à savoir palmitique (0,8–1,1), stéarique (0,7–1,0), oléique (2,2–3,3), linoléique (4,1–4,7) et linolénique (0,5–0,7), sont présents en quantités mineures dans l’huile. Le RA est un acide à chaîne droite à 18 carbones avec une liaison cis-double entre le 9ème et le 10ème carbone et un groupe hydroxy au 12ème carbone. En raison de la présence de la fonctionnalité hydroxy, l’huile de ricin présente une combinaison unique de propriétés physiques telles qu’une viscosité élevée, une densité (0,959 g / ml à 25 ° C), une conductivité thermique (4,727 W m ° C−1), un point d’écoulement (2,7 ° C), un point de fusion (-2 à -5 ° C), un point d’ébullition (313 ° C), une excellente solubilité dans les alcools et une capacité à plastifier une grande variété de résines naturelles et synthétiques, de cires, de polymères et d’élastomères (Kazeem et al., 2014). L’huile de ricin maintient sa fluidité à des températures extrêmement élevées et basses et, de par sa nature, elle est considérée comme un lubrifiant attrayant et, en outre, elle est également une excellente matière première pour la préparation de divers stocks de base biolubrifiants.
En raison de la présence d’acide gras hydroxy (HFA), l’huile de ricin est une molécule multifonctionnelle industrielle bien connue avec une variété d’applications telles que savons de spécialité, adhésifs, tensioactifs, produits cosmétiques et de soins personnels, substituts de cire, encres, parfums, plastifiants, peintures et revêtements, divers lubrifiants et graisses, ainsi que dans les industries alimentaires, chimiques fines et pharmaceutiques (Achaya, 1971, Borg et al., 2009). Étant donné que l’huile de ricin est un diélectrique polaire avec une constante diélectrique relativement élevée, l’huile de ricin séchée est utilisée comme fluide diélectrique dans des condensateurs haute tension haute performance.
Le RA et l’acide 12-hydroxy-stéarique (12-HSA) sont dérivés respectivement de l’huile de ricin et de l’huile de ricin hydrogénée (HCO). Les trois fonctionnalités présentes dans la PR ont rendu cette molécule très unique dans le monde de la chimie. La fonctionnalité ester de l’huile de ricin peut intervenir dans l’hydrolyse, l’estérification, l’alcoolyse, la saponification, l’hydrogénolyse, l’amidation et l’halogénation, et générer des produits finaux tels que des acides gras, des esters de glycérol, des esters partiels, des savons solubles / insolubles, des alcools, des sels d’amines, des amides, des chlorures d’acides, etc. L’insaturation de l’huile de ricin en particulier celle de la RA peut impliquer dans les réactions comme l’oxydation, l’hydrogénation, l’époxydation, l’halogénation, la sulfonation, les réactions d’addition aboutissant à des huiles polymérisées, des hydroxy stéarates, de l’huile époxydée, des huiles halogénées, des huiles sulfonées, etc. De la même manière, la fonctionnalité hydroxy peut participer à des réactions telles que la déshydratation, la fusion caustique, l’halogénation, l’alcoxylation, l’estérification, la sulfatation et l’uréthane, entraînant l’huile de ricin déshydratée (DCO) et ses acides gras, l’acide sébacique, le 2-octanol, l’acide 10-undécénoïque (UDA), l’heptaldéhyde, les huiles halogénées, les huiles alcoxylées, les esters de phosphate, l’huile rouge de dinde, les polymères d’uréthane, etc. En raison de cette unicité, l’huile de ricin est devenue une alternative potentielle aux produits à base de pétrole et est également considérée comme le meilleur candidat à exploiter en mode bioraffinerie car des milliers de dérivés peuvent en être préparés. De plus, l’huile de ricin est une matière première entièrement biodégradable et renouvelable. Plusieurs revues intéressantes ont été publiées dans la littérature sur la production d’huile de ricin, la chimie et les produits à valeur ajoutée (Achaya, 1971; Borg et al., 2009; Gayki et coll., 2015; Mubofu, 2016; Mutlu et Meir, 2010; Pabiś et Kula, 2016; Patel et al., 2016).