IBTSS-05-OMM
Activité antibactérienne de l’huile essentielle de Ammoides verticillata
INTRODUCTION
L’olivier, Olea europea est l’un des arbres les plus caractéristiques de la région méditerranéenne ; un arbre chargé de symboles : de paix et de réconciliation, de victoire, de force et de fidélité, de longévité et d’espérance, comme il a une grande importance nutritionnelle, sociale et économique pour les peuples de cette région où il est largement distribué (Gaouar, 1995).
L’olivier est exposé à un complexe parasitaire très diversifié : ravageurs, oiseaux, maladies cryptogamiques, bactériennes et plantes parasites. L’ensemble des maladies de l’olivier entraîne des chutes de rendement considérables et représente une menace pour l’oléiculture.
Bactrocera oleae est considéré comme l’un des ravageurs les plus redoutables parmi les insectes nuisibles, attirant l’attention de tous les oléiculteurs, notamment en Algérie (Gaouar et Debouzie, 1991; Gaouar, 1996 ; Bouktir, 2003 ; Hamiche, 2005).
Ce phytophage transmet également des champignons et bactéries provoquant la pourriture des fruits. En effet, en se nourrissant, les larves de ce phytophage créent des galeries à travers le fruit ; la destruction et la consommation de la pulpe permettent l’accès et le développement de ces bioagresseurs qui déprécient la qualité de l’huile d’olive (Athar, 2005).
La recherche des alternatives biologiques et naturelles aux pesticides est une grande préoccupation pour l’industrie alimentaire, principalement en raison des pertes post-récolte importantes qui se produisent en raison de la contamination fongique. En même temps, les agences et les organisations de protection de l’environnement expriment leur inquiétude à propos de l’utilisation généralisée des fongicides de synthèse qui contaminent le sol et l’eau et laissent des résidus toxiques qui pourraient affecter les cultures ainsi que les consommateurs. D’un point de vue santé, le plus grand danger est associé au développement des champignons est leur capacité à produire des mycotoxines. La possibilité d’utiliser des composés extraits de plantes ou leurs extraits entiers pour contrôler la contamination par les mycotoxines est une alternative prometteuse.
Le fait d’utiliser des plantes qui ont été historiquement employées par la médecine alternative, dont la sécurité est avérée, renforce la confiance chez les consommateurs qui sont de plus en plus intéressés à obtenir des « produits verts » et « bio ». Il induit également un avantage économique supplémentaire en raison de la possibilité de fournir une utilisation pour une large gamme de plantes.
De nombreuses études ont été consacrées à la recherche de produits naturels ayant une activité antimicrobienne, surtout fongicide ; cependant, l’activité insecticide des huiles essentielles a été peu étudiée, ce qui nous incite à effectuer ce travail afin de savoir si l’on peut utiliser certaines huiles essentielles pour lutter contre la mouche de l’olive, l’un des ravageurs des plus importants au monde.
Présentation de la plante hôte
Depuis des millénaires, l’olivier est cultivé dans le Bassin méditerranéen où il marque le paysage de sa silhouette si caractéristique. Arbre sacré, il a inspiré aussi bien les grands textes religieux fondateurs (Bible, Torah, Coran) que les peintres et les poètes (Breton et al., 2006).
L’olivier est la deuxième plus importante culture fruitière et oléagineuse à travers le monde, après le palmier à huile.
Sa culture est liée à la région méditerranéenne où il revêt une grande importance économique, sociale et écologique. En effet, 95% des oliveraies mondiales se concentrent dans cette région, assurant l’essentiel de la production mondiale. Comme conséquence des effets bénéfiques de l’huile d’olive sur la santé humaine, l’intérêt pour cette culture est grandissant, la consommation de l’huile d’olive s’est développée aussi dans les pays traditionnellement non producteurs comme les USA, l’Australie et le Japon (Pineli et al., 2003).
L’Algérie fait partie des principaux pays méditerranéens dont le climat est propice à sa culture. Durant les trente années qui ont suivi l’indépendance, l’oléiculture fut abandonnée et le paysan livré à lui-même. Malgré une prise de conscience salvatrice, quoique tardive, l’évolution des plantations est insignifiante ; en 10 ans on a planté moins de 50.000 arbres, soit moins de 5000 oliviers par an.
Actuellement, un programme de plantation en intensif a été mis en oeuvre pour rattraper le retard accusé par l’Algérie dans le domaine de l’oléiculture par rapport aux autres pays du Maghreb, et ce, en dépit de la disponibilité des ressources naturelles considérables lui permettant d’occuper une place de choix sur le marché mondial.
La mouche de l’olive Bactrocera oleae Gmel
La mouche de l’olive est le principal ravageur de l’olivier. Cet insecte peut causer des dégâts considérables, jusqu’à 100% d’olives abîmées et inutilisables. La période la plus critique se situe en septembre-octobre, mais la mouche est présente dès le mois de juin dans les vergers en zones précoces et réalise 4 à 5 générations, jusqu’à la fin octobre et parfois la mi-novembre. Il n’existe pas de solution unique de lutte contre ce ravageur, les techniques s’orientent vers une alternance des produits, l’utilisation de produits préventifs ou la conjugaison de plusieurs méthodes.
Lutte chimique
L’utilisation des traitements insecticides contre les mouches de fruit pour les désinfestations est un complément de contrôle (kapatos, 1989). Parmi ces traitements utilisés contre la mouche de l’olive B. oleae on distingue :
Lutte préventive
La lutte préventive est réalisée dès l’apparition des premiers adultes de chaque génération (date donnée par les avertissements agricoles ou par piégeage dans la parcelle). Le principe repose sur l’utilisation d’un attractif, généralement un hydrolysat de protéine, mélange destiné à éliminer les adultes de B. oleae. Ce traitement présente l’avantage d’être économique et utilisable même en zone d’accès difficile ou dans les régions pauvres en eau.
Par ailleurs, les femelles ont besoin de protéines pour leur maturation sexuelle et le développement de leurs oeufs ; de ce fait, l’utilisation de l’attractif protéinique dans la solution d’insecticide augmente son efficacité (Rossler, 1989 ; Aversenq, 2000).
Lutte curative
Elle a été largement utilisée lorsque l’apparition des insecticides de synthèse chlorés puis organophosphorés a permis un développement de la protection phytosanitaire en oléiculture. Ces traitements se font par pulvérisation d’insecticides qui tuent les adultes par contact et les larves dans le fruit par effet semi systémique. Ils tendent à régresser actuellement en raison de leurs effets secondaires soit au niveau de l’olivier, quand ils sont utilisés par voie terrestre, soit au niveau de toute la zone oléicole traitée y compris le sol, lorsqu’ils sont réalisés par voie aérienne.
Ce traitement curatif présente l’inconvénient de détruire l’intégralité de la faune utile (Aversenq et Pinatel, 2000).
Les sesquiterpènes
Les sesquiterpènes contiennent trois unités d’isoprène(C15), montre le sesquiterpène (E)-bêta-farnésène, un sesquiterpène à chaîne ouverte (Fig.13). L’une des caractéristiques des sesquiterpènes est qu’ils subissent facilement des réactions créant des structures moléculaires à anneaux fermés, les formes moléculaires formées par les anneaux fermés peuvent être classées en sous-groupes de sesquiterpènes (Bowles, 2003).
Activité antifongique et antibactérienne des huiles essentielles
Les HEs peuvent représenter l’un des produits naturels les plus prometteurs pour l’inhibition fongique. Les fongicides chimiques sont largement adoptés dans les pratiques agricoles pour protéger les cultures contre les maladies ; cependant, leur utilisation a récemment suscité de plus en plus d’attention car ils sont hautement toxiques. Ils peuvent provoquer une contamination de l’environnement et/ou la présence des résidus de fongicides dans les produits alimentaires, induisent un agent pathogène résistant (Moenne-Loccoz et al., 1998).
Les HEs sont utilisées comme agents de protection dans le domaine phytosanitaire et agro-alimentaire contre les champignons phytopathogènes et les microorganismes envahissant les denrées alimentaires (Lis-Balchin et al., 2002).
Nom scientifique
La désignation scientifique est Ammoides verticillata, en Algérie, elle est appelée Nounkha ou Nûnkha tirée du nom Perse «Nankhah» qui est utilisée comme aromate dans le pain (Baytop et Sütlüpinar, 1986).
Composition chimique
Les plantes possèdent des métabolites dits ‘secondaires’ par opposition aux métabolites ‘primaires’ que sont les protéines, les glucides et les lipides. Ces composés diffèrent en fonction des espèces, il est cependant clair qu’ils interviennent dans les relations qu’entretient la plante avec les organismes vivants qui l’entourent (Krief, 2003).
Les résultats du screening phytochimique confirment la richesse de cette plante en composés terpéniques (saponosides, stéroïdes, stérols, triterpènes et huiles essentielles), en composés azotés (alcaloïdes), ainsi qu’en antioxydants (caroténoïdes) et en composés phénoliques (polyphénols, flavonoïdes, flavonoïdes libres (flavones), coumarines, anthocyanes et quinones libres) (Daira et al., 2016).
Composition chimique
La poudre de curcuma contient environ 60-70% de glucides, 6-13% d’eau, 3-7% de minéraux alimentaires, 6-8% de protéines, 5-10% de matières grasses, 2-7% de fibres alimentaires, 3-7% d’huiles essentielles et 1 à 6% de curcuminoïdes (Nelson et al., 2017) . Les composants phytochimiques du curcuma comprennent les diarylheptanoïdes, une classe comprenant de nombreux curcuminoïdes tels que la curcumine, la déméthoxycurcumine et la bisdéméthoxycurcumine (Nelson et al., 2017) . La curcumine constitue jusqu’à 3,14% des échantillons commerciaux de poudre de curcuma testés (la moyenne était de 1,51%) (Hu et al., 2014).
Utilisation thérapeutique
Le curcuma dont la composante majoritaire est la curcumine, connu depuis longtemps en médecine traditionnelle en Inde, en Chine et en Iran, a été utilisée contre plusieurs maladies telles que le diabète, les maladies du foie, les maladies rhumatoïdes, l’athérosclérose, les maladies infectieuses et le cancer (Noorafshan et Esfahani , 2013 ; Ammon et Wahl M, 1991).
L’ar-Turmèrone, est le composé majoritaire de l’huile essentielle de curcuma, il présente une activité anti oxydante et aussi une forte activité d’agrégation antiplaquettaire in vitro, antimutagène, anti-inflammatoire puissant et neuroprotecteur, il possède aussi des activités insectifuges, antihépatotoxiques, antiarthritiques et il possède également une forte activité antibactérienne et antifongique (Dosoky et Setzer , 2018).
Allium sativum
Présentation de la plante
L’ail est une plante médicinale appartenant à la famille des Amaryllidaceae (Block, 2010) ; la hauteur de la tige et de la fleur est en moyenne 40 cm, sa floraison est en mois du juin à août, il se caractérise par une odeur particulière forte provenant de l’allicine, un composé organo-sulfuré. Il est utilisé par les médecins de l’Inde ancienne (Colin, 2016).
Intérêt de l’Encapsulation
L’objectif de l’encapsulation est de préserver la stabilité des composés bioactifs pendant le traitement et le stockage, d’empêcher les interactions indésirables avec la matrice alimentaire, et de ralentir les processus de dégradation (par ex. l’oxydation ou l’hydrolyse) jusqu’à ce que le produit soit libéré aux sites désirés (McClements et Lesmes, 2009), ces ingrédients alimentaires et surtout les huiles étant très sensibles à l’environnement, au traitement et / ou les conditions gastro-intestinales.
Analyse statistique des données
Les résultats obtenus à partir de la dissection des olives prélevées à différentes dates ont été testés par les analyses de variance et les corrélations linéaires.
Analyse de variance et autres tests utilisés
Ces analyses ont été utilisées pour tester l’influence de la date sur le nombre de piqures et de trous de sortie. Une analyse de variance (Anova) et le test de Tukey (HSD) test (p <0,05) ont été utilisés pour comparer les moyennes des générations de différentes mois et / ou des années. Bien que les données aient été transformées pour l’analyse statistique, les moyennes et les erreurs-types basées sur les données originales sont présentées dans les figures. Les calculs ont été effectués à l’aide du Minitab 15.
Corrélation et régression
➢ Coefficient de corrélation linéaire
Pour savoir s’il existe une dépendance entre la date et les nombres de piqures, et des pupes (représentées par les trous de sortie) des olives infestées, nous avons calculé les coefficients de corrélation linéaire.
CONCLUSION
L’étude de l’infestation des olives par Bactrocera oleae et de la flore pathogène qui lui est associée d’une part ; l’étude phytochimique des huiles essentielles des plantes médicinales Ammoides verticillata, Curcuma longa et Allium sativum d’autre part, ont permis d’obtenir des résultats servant à connaître leurs taux de toxicité contre les bioagresseurs de l’olivier, leurs effets synergiques ainsi que le procédé de micro-encapsulation de l’huile essentielle de Ammoides verticillata.
Les taux d’infestation de la mouche représentés par le nombre de piqûres et de trous de sortie montrent des variations significatives aux différentes dates. Les attaques du ravageur dans notre verger fluctuent au cours du temps en raison des facteurs écologiques tels que la température, les précipitations et le vent, dont on connaît l’impact sur la bioécologie de cet insecte phytophage.
L’identification de la microflore pathogène qui provoque des dégâts d’importance économique est nécessaire. L’étude microbiologique a révélé une diversité importante ; nous avons identifié quatre genres de moisissures : Alternaria alternata; Fusarium solani; Rhizopus stolonifer et Penicillium expansum ainsi que trois souches bactériennes Pseudomonas aeruginosa ; Staphylococcus aureus ; Bacillus cereus et une levure, Candida albicans.
En raison de ces infestations, la recherche de traitements naturels et de solutions alternatives aux pesticides de synthèse, en utilisant des produits d’origine biologique pour lutter contre les ravageurs et les microorganismes nuisibles est devenue indispensable.
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Table des matières
Introduction
Synthèse bibliographique
I-Présentation de la plante hôte
1. Description botanique de la plante
1.1. Taxonomie de l’olivier (Cronquist, 1981)
1.2. Morphologie de l’olivier
1.2.1. Système racinaire
1.2.2. Tronc
1.2.3. Feuilles
1.2.4. Fleurs
1.2.5. Fruit ou drupe
1.3. Cycle végétatif
1.4. Exigences de l’olivier
1.4.1. Climat
1.4.2. Températures
1.4.1. Eau
1.4.2. Lumière
1.4.3. Exigences pédologiques
1.5. Répartition géographique de l’olivier
2. Bioagresseurs de l’olivier
II. La mouche de l’olive Bactrocera oleae Gmel.
1. Description
2. Biologie et cycle de développement
3. Facteurs favorisant le développement de la mouche de L’olive
4. Dégâts
5. Lutte contre Bactrocera oleae
a. Lutte intégrée (IPM)
b. Lutte chimique
III. Les huiles essentielles
1. Composition chimique des huiles essentielles
1.2. Les monoterpènes
1.3. Les sesquiterpènes
1.4. Phénols et phényles propanoïdes
1.5. Molécules aliphatiques non terpénoïdes
2. Activité antioxydante des huiles essentielles
3. Activité antifongique et antibactérienne des huiles essentielles
4. Effets synergiques, additifs et antagonistes des mélanges alimentaires sur . les capacités antioxydantes et antifongiques totaux
IV. Les plantes étudiées
1. Ammoïdes verticillata
1.1. Présentation de la plante 1.2. Caractéristiques générales des Apiacées
1.3. Nom scientifique
1.4. Composition chimique
1.5. Utilisation thérapeutique
2. Curcuma longa
2.1. Présentation de la plante
2.2. Nom scientifique
2.3. Composition chimique
2.4. Utilisation thérapeutique
3. Allium sativum
3.1. Présentation de la plante
3.2. Nom scientifique
3.3. Composition chimique
3.4. Utilisation thérapeutique
V. Micro-encapsulation des huiles essentielles
1. Définition de l’encapsulation
2. Intérêt de l’Encapsulation
3. Les formes galéniques obtenues
4. Techniques de Micro-encapsulation de l’huile essentielle
5. Coacervation
5.1. Principe
5.2. Usage
Matériels et Méthodes
PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
1. Situation géographique
1.1. Situation géographique de la wilaya de Tlemcen
1.2. Situation géographique de la station d’étude
2. Etude bioclimatique
2.1. Paramètres climatiques
2.1.1. Précipitations
2.1.2. Températures
2.2. Synthèse bioclimatique
2.2.1. Diagramme ombrothermique de Bagnouls et Gaussen (1953)
2.2.2. Quotient pluviothermique d’Emberger
3. Etude entomologique
3.1. Echantillonnage des olives
3.2. Estimation du taux d’infestation
3.3. Analyse statistique des données
3.3.1. Analyse de variance et autres tests utilisés
3.3.2. Corrélation et régression
4. Etude mycologique
4.1. Purification des souches fongiques isolées
4.2. Identification des moisissures
5. Matériel végétal
5.1. Choix des plantes
5.2. Collecte du matériel végétal
5.2.1. Procédés d’extraction des huiles essentielles
5.2.2. Conservation des huiles essentielles
5.2.3. Détermination du rendement en huiles essentielles
5.3. Analyse des huiles essentielles
5.3.1. Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
5.3.2. Conditions CPG-SM
5.3.3. Identification des composés
6. Activité antioxydante
7. Activité Antimicrobienne
7.1. Méthode de disques
7.2. Détermination des CMI et CMB
8. Procédé d’encapsulation par coacervation complexe
8.1. Matériel et produits chimiques
8.2. Mode opératoire
8.3. Calcul du rendement d’encapsulation (%)
Résultats et Discussion
1. Etude Entomologique
1.1. Effet de la date
1.1.1. Effet de la date en fonction des piqûres
1.1.2. Effet de la date en fonction des trous de sortie
1.2. Corrélations entre les caractères liés à l’infestation de l’olive et la date
1.3. Cinétique des populations de B. oleae dans la station de Bouhanak
2. Etude phytochimique
2.1. Caractéristiques des huiles essentielles extraites
2.2. Rendement en huiles essentielles des plantes étudiées
2.3. Composition chimique des huiles essentielles étudiées
3. Pouvoir antioxydant
3.1. Evaluation des propriétés antioxydantes des trois huiles essentielles
3.2. Piégeage du radial libre DPPH•
3.3.Matrice croisée
4. Activité antiparasitaire de L’huile essentielle de Ammoides verticillata sur . Bactrocera oleae
5. Activité antibactérienne de l’huile essentielle de Ammoides verticillata
5.1. Méthode de disque
72 5.2. Méthode de microdilution
6. Activités antifongiques combinatoires des huiles essentielles de Ammoides verticillata, Allium sativum et Curcuma longa
6.1. Activités antifongiques in vitro des huiles essentielles individuelles et . combinées
6.1.1. Activité antifongique in vitro des huiles essentielles individuelles
6.1.2. Etude de l’effet synergique
6.2. Activité antifongique in vivo des huiles essentielles combinées
7. Micro-encapsulation de l’huile essentielle de Ammoides verticillata
7.1. Observation visuelle
85 7.2. Etapes de la formation des microparticules par coacervation complexe
7.3. Caractérisation des capsules
7.4. Étude du relargage de l’huile de Ammoides verticillata à température . ambiante
7.5. Efficacité de l’encapsulation 7.6. Interprétation
Conclusion
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