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Sommaire

I. LA VANILLE...................................................................................................................2

A. C

ULTURE DE L'ORCHIDEE DE VANILLE............................................................................2

1.

Origine ......................................................................................................................2

2. Botanique ..................................................................................................................2

3. Fécondation / pollinisation .......................................................................................3

B. LES PAYS PRODUCTEURS.................................................................................................4

C. L

A PREPARATION DES GOUSSES DE VANILLE ...................................................................5

1. Mortification des gousses de vanille..........................................................................5

2. Fermentation..............................................................................................................5

3. Séchage.......................................................................................................................6

4. Séchage à l'ombre......................................................................................................6

5. Séjour en malles.........................................................................................................7

II. MODE D'OBTENTION DE L'AROME...................................................................7

A. L'AROME NATUREL.........................................................................................................8

1. Extrait de la gousse....................................................................................................8

2. Par bioconversion......................................................................................................9

B. A

ROME IDENTIQUE AU NATUREL

: LA VANILLINE..........................................................11

1. A partir du gaïacol...................................................................................................11

2. A partir d'eugénol....................................................................................................11

3. A partir de la coniférine...........................................................................................12

4. A partir de pulpe de bois..........................................................................................12

C. AROME ARTIFICIEL : L'ETHYL-VANILLINE.....................................................................12

III. LA VANILLE DANS L'INDUSTRIE AGROALIMENTAIRE............................13 A. R 1.

Les différents types d'arômes...................................................................................13

2. Etiquetage.................................................................................................................14

3. Fraude et analyse.....................................................................................................16

B. ASPECT ECONOMIQUE...................................................................................................19

1. Les différents produits..............................................................................................19

2. Les prix.....................................................................................................................20

1

Introduction

Les arômes sont des substances responsables des propriétés organoleptiques d'une

denrée alimentaire. Ils ne possèdent aucune qualité nutritive, mais jouent cependant un rôle

essentiel. Le goût et l'odeur d'une denrée sont les facteurs qui déterminent l'acceptation de

celle-ci par un individu. En effet, un seul composé, ou un petit groupe de composés, suffit parfois à reproduire la note typique d'un aliment. Un arôme n'est pas considéré comme un additif 1 , même s'il répond à sa définition, c'est une catégorie à part.

La vanille, épice qui a été de tout temps très convoitée, est aujourd'hui l'arôme le plus

répandu dans le monde. Nous verrons donc comment cette plante atypique a pu, au cours des ans, susciter un tel engouement, et a conduit à l'imitation de son arôme par différents

procédés, dont les coûts sont très variables. Les utilisations de ces arômes en industrie

agroalimentaire sont nombreuses. Pour que le consommateur ne soit pas lésé, il a fallu instaurer des règles précises et s'assurer de leur respect. 1

Additif : Un additif est une substance naturelle ou synthétique ajoutée à un aliment ou à une boisson ou à une

préparation pour en améliorer l'aspect, le goût, la consistance, la conservation. L'adjonction doit faire partie

intégrante du produit alimentaire. 2

I. LA VANILLE

A. Culture de l'orchidée de vanille

1. Origine [1], [2]

Originaire du Mexique, la vanille était auparavant utilisée pour l'aromatisation du cacao. C'est à la fin du 15

ème

siècle suite à l'invasion du Mexique par les conquistadores espagnols que Hernando Cortez fit importer la gousse de vanille en Europe.

Arrivée en France dès le siècle suivant, la vanille fut vite appréciée. A la fin du 18

ème

siècle, les français implantèrent quelques vanilliers à Madagascar, à Tahiti et sur les îles de

France et Bourbon

2 . Cependant la gousse de vanille ne semblait se développer qu'au pays d'origine. En 1836, le botaniste Charles Morren, à la suite d'observations sur les vanilliers du Mexique, découvrit que c'est en fait des hyménoptères 3 du genre melipona qui permettaient la

fécondation de la fleur et donc la formation des fruits. On a tenté d'introduire cet insecte dans

les différents lieu d'exportation de l'orchidée, mais cela fut un échec, car l'insecte ne put

survivre hors du Mexique. Il fallut attendre 1841 pour qu'un jeune esclave réunionnais Edmond Albius découvre la méthode de fécondation manuelle. C'est alors que la culture du vanillier put prendre son essor ailleurs qu'au Mexique (Madagascar, la Réunion, les Comores,...).

2. Botanique [3],[4]

Le vanillier est une liane tropicale de la famille des orchidées, cultivées pour ses fruits, qui sont des capsules et non des gousses, comme on le dit couramment. Pour faciliter la compréhension nous allons néanmoins conserver le terme de gousse. Le vanillier croît dans les pays chauds et humides, à basse altitude (moins de

600 mètres). Il peut atteindre plusieurs dizaines de mètres de long en utilisant comme tuteur

des arbres tels que le caféier, l'avocatier auxquels il s'attache à l'aide de vrilles 4 et de racines adventives 5 , pour trouver de l'ombre. Pour augmenter le rendement, la plantation des

vanilliers se fait par bouturage. Cela permet d'éviter les aléas de la germination. Le vanillier

fleurit généralement dès la troisième année de plantation. 2

Île Bourbon : île de la Réunion

3

Hyménoptères : Ordre d'insectes pourvus de deux paires d'ailes membraneuses de grandeur inégale, et dont

l'abdomen est pédonculé. (ex : abeille) 4

Vrille : Organe de fixation de certaines plantes grimpantes, production foliaire allongée qui s'enroule en hélice

5

Adventives : Qui apparaissent dans une position particulière, par rapport aux processus normaux de

ramification. 3

Figure 1 : La fleur de vanille [5]

Les fleurs (Figure 1), d'environ 8 cm de large,

jaune ou vert-jaunâtre, forment de courtes grappes 6 . Elles ont l'organisation typique de la famille, y compris le caractère hercogamique 7 de leurs pièces sexuées qui rendent nécessaire l'intervention d'un insecte spécialisé. En effet l'entrave de l'autopollinisation est d'origine mécanique et repose sur l'existence d'un obstacle (rostellum) empêchant le dépôt du pollen sur la surface stigmatique [4]. Il existe trois types de vanilliers : Vanilla planifolia qui est la vanille la plus couramment utilisée, Vanilla pompona et la Vanilla tahitensis venant de Tahiti, aux gousses

plus volumineuses et ayant une senteur plus capiteuse encore et légèrement anisée et dont la

rareté accroît encore le prix [6].

Nous allons nous intéresser à la Vanille planifolia et plus particulièrement à "la vanille

Bourbon ».

3. Fécondation / pollinisation [4], [7]

Figure 2 :Schéma de la fécondation manuelle de la fleur de vanille [8]

Le fruit étant le produit commercial,

la fécondation doit nécessairement avoir lieu.

Pour cela, on effectue la fécondation

manuelle de la fleur de vanille, même au

Mexique où cela n'est pas nécessaire, pour

avoir un meilleur rendement. La pollinisation (Figure 2) que l'on appelle " mariage » de la vanille consiste à l'aide d'une petite épine de citronnier ou une pointe de bambou à remonter le rostellum afin de mettre en contact l'anthère, qui contient le pollen et le stigmate. Cela permet au grain de pollen de germer et de féconder les ovules. Cette opération

s'effectue à l'heure d'ouverture des corolles (le matin entre 6h et 11h), durant la seule journée

où fleurit l'orchidée. Si la fécondation est réussie, la fleur fane rapidement ; sinon elle tombe

6 Grappes : Assemblage de fleurs portés par des pédoncules étagés sur un axe commun. 7

Hercogamique : Fleurs pourvues d'étamines et de carpelles fonctionnels, mais ou l'auto-pollinisation ne peut

se réaliser.

4entière. Les fruits de la vanille apparaissent environ un mois après le " mariage ». Il faut

encore attendre sept ou huit mois, pour que les fruits soient mûrs [6]. La récolte commence dès que les gousses se colorent d'une nuance particulière de jaune. Un peu plus tôt : la gousse manquera d'arôme ; un peu plus tard, la gousse s'ouvrira et perdra toute valeur [6].

B. Les pays producteurs

Sur les 20000 tonnes de vanille dont le monde à besoin chaque année, moins de

2000 tonnes sont des produits naturels aujourd'hui [9]. En sachant que les trois plus grands

producteurs, sont : (Figure 3)

Madagascar avec 1000 à 1200 tonnes/an,

L'Indonésie avec 600 tonnes/an

Les Comores avec 200 tonnes/an.

Puis viennent ensuite :

Les îles Tonga (40 tonnes/an),

La Réunion (20 tonnes/an),

La Polynésie française (20 tonnes/an),

Le Mexique (10 tonnes/an), etc.... [7]

Mexique

Les Comores

îles Tonga

La Réunion

AutresPolynésie française

Indonésie

Madagascar

Figure 3 : Représentation graphique des tonnages de vanille selon le pays de production. Cependant la production de vanille de chaque pays est très fluctuante d'une année à l'autre compte tenu des aléas climatiques (en effet si nous prenons l'exemple de Madagascar, sa production était de 900 tonnes en 2002 et de 500 tonnes en 2003 en raison de la sécheresse et des ouragans) [7].

5Les principaux pays importateurs sont : les États-Unis à hauteur de 800 tonnes par an,

la France et l'Allemagne environ 200 tonnes par an chacune.

C. La préparation des gousses de vanille [1]

La vanille doit subir une préparation particulière pour son utilisation. En effet lorsque les gousses de vanille sont récoltées, elles n'ont aucun parfum. Elles contiennent seulement

les matériaux nécessaires à la formation ultérieure de l'arôme. C'est pourquoi les gousses

doivent être traitées dans les meilleures conditions pour permettre le déclenchement des

réactions enzymatiques, par le biais des glucosidases, qui conduisent à la formation d'arôme

(Annexe I). Tel est le but des différentes opérations qui constituent la préparation.

Nous allons décrire la méthode de préparation dite " Bourbon », utilisée à la Réunion,

à Madagascar et aux Comores. Il en existe d'autres, mais elles donnent des produits de qualité moindre (Annexe II).

1. Mortification des gousses de vanille

La première chose à faire est de trier les gousses selon leur état (grandes, moyennes, petites et fendues), car le traitement sera plus ou moins rapide suivant la taille. La loi interdit

l'achat de gousses immatures, car elles nécessitent plus de soins à la préparation et donnent un

produit de qualité inférieure. Les gousses sont alors prêtes pour être échaudées 8 . Elles sont mises dans des paniers et

plongées dans de l'eau à 63°C pendant 3 minutes, pour stopper toute végétation. C'est un

temps moyen, car, en pratique, les températures et les durées de trempage varient légèrement

en fonction de la qualité des gousses traitées, de l'expérience du préparateur, etc.

2. Fermentation

Après échaudage, les gousses sont rapidement égouttées, et encore toutes chaudes,

elles sont versées dans le caissons d'étuvage. Ce sont de grandes caisses en bois capitonnées.

A l'intérieur, les gousses sont recouvertes également de couvertures. Les caisses sont fermées,

ce qui permet de maintenir constante la température dans les caissons d'étuvage pendant plusieurs heures. Sous l'action de la température, les réactions enzymatiques démarrent rapidement. Quand les gousses sont retirées des caissons, elles sont de couleur brunâtres, signe qu'elles sont mortes. Alors commence le séchage. 8 Echauder : plonger dans l'eau chaude ou bouillante.

63. Séchage

Le séchage peut être effectué de deux façons, soit au soleil, soit au four. En effet dans

certains pays, le séchage au soleil est rendu difficile en raison des conditions météorologiques

(ciel nuageux, averses fréquentes, ...). Il faut alors avoir recours à un séchoir à air chaud.

a) Le séchage au soleil Les gousses sont étendues sur des couvertures, et exposées au soleil pendant trois

heures par jour entre 9h et 14-15h. Le séchage au soleil dure 3 à 7 jours jusqu'à ce que les

gousses deviennent souples. b) Le séchage au four

L'appareil utilisé est un séchoir industriel. La température est maintenue à 60°C, par le

biais d'un thermostat. Les gousses restent trois heures par jour. La vanille passe dans le

séchoir de 4 à 7 jours selon la qualité. Par exemple les gousses petites et fendues sèchent plus

vite que les grandes. Les avantages de cet appareil sont nombreux. D'abord, le produit est traité d'une

manière homogène, sans à-coup. Il est possible de travailler jour et nuit si nécessaire, et dans

n'importe quelle condition climatique. Il permet également une importante économie de main-d'oeuvre, car les manipulations sont réduites au minimum, tandis que la méthode

traditionnelle de séchage au soleil, nécessite plus de main d'oeuvre pour sortir et rentrer les

gousses à chaque averse. De plus cette méthode permet de diminuer le nombre de couvertures utilisées, qui sont souvent source de contamination. Ajoutons enfin que le produit final a une meilleure qualité et un meilleur rendement. Le séchoir est uniquement utilisé en remplacement du séchage au soleil.

4. Séchage à l'ombre

La préparation n'est pas terminée, mais le séchage doit être ralenti pour éviter un trop

grand dessèchement des gousses, qui dans ce cas, ne présenteraient pas un bel aspect, ce qui se traduirait par un manque à gagner pour le producteur. Une gousse de bonne apparence doit

être souple, grasse et huileuse.

Les gousses de vanille sont donc placées dans une grande pièce bien ventilée avec de grandes ouvertures. Le séchage et les réactions enzymatiques se poursuivent simultanément.

Après un à deux mois de séchage à l'ombre, celui-ci est arrêté. Elles ont perdu environ 60%

de leur teneur en eau.

7Les gousses de vanille sont alors mises en petits paquets d'une centaine liées et mises

en malle.

5. Séjour en malles

Le séchage est très ralenti, mais les réactions enzymatiques se poursuivent : le parfum

s'affine. Comme ces réactions sont des réactions d'hydrolyse, la vanille libère de l'eau. Si

cette opération est négligée, des moisissures peuvent apparaître et entraîner la dégradation de

la vanille, ou tout au moins causer des pertes. Après deux mois dans les malles, la préparation

est terminée. Si la vanille a été récoltée à maturité et si la préparation a été bien faite, le

produit peut-être conservé plusieurs années sans problème. Mais si le vieillissement des gousses est prolongé d'encore un ou deux ans, dans leur

caisse, leur moitié inférieure se couvrira peu à peu d'une sorte de givre pailleté jaune pâle : de

la vanilline en cristaux exsudant 9 du fruit [6]. Comme on peut le voir, le processus de préparation de la vanille est lent et délicat. Il s'étend sur environ quatre mois. Le rendement est compris entre 15 et 20%, il faut 5 à 6 kilos de vanille verte pour produire un kilo de vanille noire préparée [10]. Au moment de leur commercialisation, les gousses de vanille ont des teneurs en eau variables en fonction des techniques de préparation, et donc du pays d'origine (entre 15 et

40%). Par rapport à la matière sèche, la gousse contient 1,3 à 3 ,8% de vanilline, 4,5 à 15% de

corps gras et 7 à 20% de glucides, principalement glucose et fructose [6].

II. Mode d'obtention de l'arôme

CHO OCH 3 OH

Figure 4 : La molécule de vanilline

Les chimistes ont essayé d'obtenir

synthétiquement le parfum que la vanille exhale. C'est ainsi qu'ayant découvert la vanilline (Figure 4), principal constituant de l'arôme de vanille, ils en ont ensuite fait la synthèse. Selon la réglementation sur les arômes, on peut les classer en trois catégories, arôme naturel, arôme identique au naturel et arôme artificiel. La différence entre ces catégories sera développée ultérieurement. ( III.A.1) 9 Exsudant : issue du suintement pathologique d'un liquide organique. 8

A. L'arôme naturel

D'après la réglementation il existe deux méthodes principales pour obtenir un arôme naturel, la méthode traditionnelle d'extraction et le biais des biotechnologies.

1. Extrait de la gousse [11]

La vanilline naturelle est présente à hauteur de 2% dans les gousses de vanille. Il faut

50 kg de gousses de vanille pour produire 1 kg de vanilline naturelle.

La vanilline est extraite en faisant macérer les gousses de vanille, préalablement

broyée, dans un mélange d'eau et d'alcool. Ce mélange a le pouvoir de pénétrer la structure

cellulaire des tissus de la gousse de vanille pour aller chercher et décrocher la vanilline au

coeur du végétal. Il faut plusieurs " lavages » successifs du mélange hydro-alcoolique pour

entraîner la totalité de la vanilline. A chaque lavage, le solvant ressort chargé de vanilline

mais aussi de nombreux autres composés dont des cires, des tanins, des sucres, des résines, et beaucoup de molécules aromatiques lui conférant ses caractéristiques gustatives.

Le liquide final obtenu sera ensuite filtré pour se débarrasser des impuretés entraînées

lors du passage du mélange hydro-alcoolique sur les gousses de vanille.

La dernière étape consiste à chauffer modérément le liquide filtré afin de séparer par

évaporation sous vide l'alcool de l'extrait de vanille (constitué à 95% de vanilline). La vanilline naturelle, étant accompagnée d'autres parfums, cela donne un mélange

complexe bien supérieur par sa finesse à la vanilline de synthèse. Cet arôme est différent

suivant le pays d'origine, l'espèce de vanillier, les conditions de culture, de récolte et de préparation. Il existe une demande croissante des consommateurs pour les arômes naturels que la culture actuelle du vanillier ne peut satisfaire. C'est pourquoi, récemment, un procédé biotechnologique a été élaboré.

92. Par bioconversion, [12], [13]

La production de vanilline naturelle par voie biotechnologique répond au critère lui permettant d'avoir le label naturel et offre un nouveau marché à fort potentiel. L'INRA 10 a mis au point un procédé exploitant des champignons filamenteux du groupe des basidiomycètes, afin de transformer en vanilline un composant abondant des parois de cellules végétales, l'acide férulique. Les matières premières végétales utilisées sont, soit les coproduits de la meunerie, c'est à dire les sons 11 de blé, soit les coproduits de l'industrie du sucre, c'est à dire la

betterave. Ces produits ont été choisis en raison de leur disponibilité, de leur faible coût et de

leur richesse en acide férulique.

La première étape consiste à libérer l'acide férulique grâce à l'action d'enzymes

agissant sur les parois cellulaires des coproduits. C'est en 1994 que l'on a réussi à isoler de

telles enzymes (auparavant le rendement était insuffisant). Ce sont les férulate-estérases, chez

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