Activité insecticide de l’huile essentielle de basilic encapsulée

Activité insecticide de l’huile essentielle de basilic encapsulée

Généralités sur les huiles essentielles

Les HEs, constituants du métabolisme secondaire des plantes, ne sont pas toujours présentes chez tous les végétaux. Néanmoins, elles existent en grande partie dans le règne végétal et se rencontrent uniquement chez les plantes supérieures. Elles se trouvent en quantité appréciable chez environ 2000 espèces réparties en 60 familles botaniques3. Nous citerons entre autres : les Composeae (armoise, camomille, pissenlit,…), les Myrtaceae (eucalyptus, girofle,…), les Rutaceae ou Hespéridés (citron, orange,…), les Apiaceae (anis, angélique, carotte, carvi, cerfeuil, persil, coriandre,…), les Lamiaceae (thym, lavande, menthe, patchouli, romarin, basilic,…), et les Conifères (cèdre, cyprès, pin, épicéa, sapin,…)4. Elles se localisent dans toutes les parties vivantes de la plante, aussi bien dans les fleurs, les feuilles, les fruits, les tiges que dans les écorces, les graines, les racines, les rhizomes ou le bois.

Elles se forment dans des cellules spécialisées, le plus souvent, regroupées en poches ou en canaux sécréteurs et elles sont ensuite transportées lors de la croissance de la plante dans d’autres parties5. Dans la plupart des cas, ces cellules sécrétrices se situent sur ou à proximité de la surface de la plante ce qui facilite l’emission des essences lorsque la température est élevée. Les HEs ou essences végétales sont des substances odorantes volatiles de composition assez complexe et plus ou moins modifiées au cours de la préparation. Elles sont generalement liquides d’odeur et de saveur generalement forte, tres rarement colorees. Leur densite est le plus souvent inferieure a l’eau. Elles ont un indice de refraction elevé, et le plus souvent sont douees de pourvoir rotatoire. Elles sont tres peu solubles dans l’eau, en revanche, elles sont généralement assez solubles dans les solvants organiques. Elles se différencient des huiles grasses, par leurs propriétés physiques et leur composition, du fait qu’elles se volatilisent à la chaleur et que leurs taches sur le papier sont passagères6.

Les HEs émises par les plantes sous forme de vapeur ont un impact écologique évident. Elles protègent les cultures en inhibant la multiplication des bactéries et des champignons. Elles empêchent la dessiccation de la plante par évaporation excessive et protègent la plante contre la lumière soit par diminution ou par concentration et maintiennent une certaine humidité autour des plantes des régions arides 7 . Elles protègent les parties reproductives de la plante contre les prédateurs (herbivores, insectes)8. Elles interviennent lors de l’interaction vegetal-animal et dans les communications plante–plante 9 . Elles attirent les insectes et favorisent la pollinisation par leurs odeurs caractéristiques10. En outre, elles embaument l’atmosphere en exhalant differents parfums; c’est pour cela que beaucoup d’entre-elles sont utilisées en cuisine comme condiments. Les HEs sont commercialisées et présentent un grand intérêt dans divers secteurs industriels en particulier en pharmacie par leurs proprietes therapeutiques en tant qu’agents antiseptique, analgesique, antispasmodique, aperitif,…et antidiabetique, en cosmetologieparfumerie par leurs propriétes odoriferantes,…en agroalimentaire par leurs activités antioxydante et aromatisante, ainsi que dans le domaine de l’aromatherapie (la massokinesitherapie, l’osteopathie, l’acupuncture, la podologie, la rhumatologie et également dans l’esthétique)11. Les HEs représentent une source inépuisable de remèdes naturels. Néanmoins, il y a lieu de souligner que l’automedication frequente et abusive surtout en ce qui concerne le dosage ainsi que le mode d’application interne ou externe par les essences est nocive. Elle engendre des effets secondaires plus ou moins nefastes dans l’organisme (allergies, epilepsie, etc…)12.

Extraction assistée par ultrasons

L’extraction assistee par ultrasons est une technologie émergente qui a été mise au point dans le but d’ameliorer l’efficacité et le rendement d’extraction, et de réduire le temps et la consommation d’energie durant l’extraction. Son principe consiste à immerger la matiere vegetale dans l’eau ou dans le solvant, et en meme temps elle est soumise a l’action des ultrasons32. Pendant la sonication, les ondes sonores (20 kHz à 10 MHz) utilisées induisent des vibrations mécaniques agissant comme un piston dans la surface du milieu, et conduisent au phénomène de cavitation à travers une succession de phases d’expansion et de compression. L’implosion des bulles de cavitation générées donne lieu à des micro-jets pour détruire les glandes sécrétrices des HEs afin de faciliter le transfert de masse et la liberation de l’HE (Figure I.18). Cet effet de cavitation est fortement dépendant des paramètres de fonctionnement (fréquence ultrasonique, intensité, température et temps de traitement, etc…) qui sont importants pour un fonctionnement effectif des sono-réacteurs. En plus de l’amelioration du rendement, l’extraction assistee par ultrasons fournit des HEs de très haute qualité avec moins de dégradation thermique. L’extraction par ultrasons peut être couplée ou associée avec d’autres techniques d’extraction telles que l’énergie des micro-ondes, l’extraction par fluide supercritique, ou par des méthodes classiques telle que l’extraction au Soxhlet23,30.

Extraction assistée par micro-ondes

Les micro-ondes sont une source de chaleur sans contact qui permet d’obtenir un chauffage plus efficace et plus selective. Avec l’aide de micro-ondes, la distillation peut maintenant être achevée en quelques minutes au lieu des heures avec divers avantages qui sont en conformité avec la chimie verte et les principes d’extraction. Dans ce procédé, les matières végétales sont extraites dans un réacteur micro-ondes avec ou sans solvants organiques ou dans l’eau, dans des conditions différentes selon le protocole expérimental. Principes des micro-ondes Les radiations micro-ondes utilisent un champ électromagnétique à une fréquence spécifique allant de 300 MHz à 300 GHz. Les fréquences des micro-ondes se situent sur le spectre électromagnétique entre les infrarouges et les ondes radio, avec des longueurs d’ondes comprises entre 1 mm et 1 m (Figure I.19).

Cependant, seules quelques fréquences sont autorisées pour des utilisations industrielles, scientifiques et médicales afin d’eviter toutes interferences avec les radiocommunications et les radars, et en général 0,915 et 2,45 GHz (λ = 12,2 cm) sont les plus utilisés dans le monde entier33. Les principes de base de l’extraction par micro-ondes sont différents de ceux des méthodes classiques (solide–liquide ou extraction simple), parce que l’extraction se produit à la suite de changement dans la structure cellulaire provoquée par les ondes électromagnétiques. Dans l’extraction par micro-ondes, l’accélération des procédés et l’elevation du rendement d’extraction peuvent être le resultat d’une combinaison synergique de deux phénomènes de transfert : transfert de chaleur et de masse qui se propagent dans la même direction, de l’interieur vers l’exterieur. D’autre part, dans l’extraction classique, le transfert de masse s’effectue de l’intérieur vers l’extérieur, bien que le transfert de chaleur se transmette de l’exterieur vers l’intérieur du substrat (Figure I.20).

Par ailleurs, bien que dans l’extraction conventionnelle, la chaleur est transférée du fluide de chauffage à l’interieur de l’echantillon, dans l’extraction par micro-ondes la chaleur est dissipee de facon volumetrique a l’intérieur du milieu irradié34,35. Dans le procédé de chauffage par micro-ondes, le transfert d’énergie se produit par deux mécanismes : la conduction ionique et la rotation dipolaire à travers des inversions de dipôles et de déplacement d’ions chargés présents dans le soluté et le solvant. Dans de nombreuses applications, ces deux mécanismes se produisent simultanément. La conduction ionique est la migration électrophorétique des ions lorsqu’un champ électromagnétique est appliqué, et la résistance de la solution a ce flux d’ions entraîne la friction qui réchauffe la solution. La rotation dipolaire signifie réarrangement des dipôles avec le champ appliqué. Le transfert d’énergie est la principale caractéristique du chauffage par micro-ondes. Traditionnellement, dans le transfert de chaleur du procede classique, l’énergie est transférée à la matière par convection, par conduction et par le phénomène de radiation à travers la surface externe de la matière en présence de gradients thermiques. En revanche, dans l’extraction par micro-ondes, l’énergie des micro-ondes est délivrée directement aux matériaux à travers les interactions moléculaires avec le champ electromagnetique par l’intermédiaire de la conversion d’énergie électromagnétique en énergie thermique34.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Références
PREMIERE PARTIE : Etude Chimique de l’Huile Essentielle de Basilic
CHAPITRE I : Procédés d’extraction des produits bioactifs
I.1. Introduction
I.2. Généralités sur les huiles essentielles
I.3. Composition chimique des huiles essentielles
I.3.1. Terpènes
I.3.2. Composés aromatiques
I.3.3. Composés d’origine variée
I.3.4. Chémotypes
I.4. Biosynthèse des constituants des huiles essentielles
I.4.1. Biosynthèse des terpènes
I.4.2. Biosynthèse des phénylpropanoïdes
I.5. Procédés d’extraction des produits bioactifs
I.5.1. Techniques d’extraction conventionnelles
I.5.1.1. Entraînement à la vapeur d’eau
I.5.1.2. Hydro-diffusion
I.5.1.3. Hydro-distillation « HD
I.5.1.4. Extraction par les solvants organiques
I.5.1.5. Expression à froid
I.5.1.6. Enfleurage
I.5.2. Techniques d’extraction innovantes
I.5.2.1. Turbo hydro-distillation « THD »
I.5.2.2. Extraction par fluide supercritique
I.5.2.3. Extraction par détente instantanée contrôlée « DIC
I.5.2.4. Extraction par Ultrasons
I.5.2.5. Extraction assistée par micro-ondes
I.5.2.5.1. Hydro-distillation assistée par micro-ondes
I.5.2.5.2. Extraction par solvant assistée par micro-ondes
I.5.2.5.3. Hydro-diffusion assistée par micro-ondes et gravité
I.5.2.5.4. Extraction sans solvant assistée par micro-ondes « SFME »
I.5.3. Etude comparative entre les extractions classiques et celles par micro-ondes
I.6. Conclusion
Références
CHAPITRE II : Extraction et propriétés physico-chimiques de l’huile essentielle de basilic
II.1. Introduction
II.2. Etude botanique de la plante étudiée : « Ocimum basilicum L. »
II.2.1. Présentation de la famille des Lamiaceae
II.2.1.1. Généralités sur les Lamiaceae
II.2.1.2. Description botanique de la famille des Lamiaceae
II.2.2. Etude botanique du basilic
II.2.2.1. Classification
II.2.2.2. Noms et synonymes du basilic
II.2.2.3. Origine et répartition géographique du basilic
II.2.2.4. Description botanique du basilic
II.2.2.5. Usage et propriétés thérapeutiques
II.3. Extraction de l’HE de basilic
II.3.1. Matériel et méthodes
II.3.1.1. Matériel végétal
II.3.1.2. Méthodes d’extraction : description expérimentale de HD et SFME
II.3.1.2.1. Conduite de l’hydro-distillation « HD
II.3.1.2.2. Conduite de l’extraction sans solvant assistée par micro-ondes « SFME »
II.3.1.3. Détermination des propriétés physico-chimiques et organoleptiques
II.4. Résultats et discussion
II.4.1. Facteurs influençant l’extraction
II.4.1.1. Influence de la température sur l’extraction par HD et SFME
II.4.1.2. Influence du temps sur l’extraction par HD et SFME
II.4.2. Propriétés physico-chimiques et organoleptiques
II.5. Conclusion
Références
CHAPITRE III : Composition chimique de l’HE de basilic
III.1. Introduction
III.2. Méthodes d’identification chimique des huiles essentielles,
III.2.1. Chromatographie en phase gazeuse (CG)
III.2.2. Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CG/SM
III.3. Chémotypes de l’huile essentielle d’Ocimum basilicum L.
III.4. Matériel et méthodes
III.4.1. Matériel végétal
III.4.2. Description des méthodes d’analyse chromatographique des HEs de basilic
III.4.2.1. Analyse par chromatographie en phase Gazeuse (CG) par détecteur à ionisation de flamme (DIF)
III.4.2.2. Analyse par chromatographie en phase Gazeuse couplée à la Spectrométrie de
Masse (CG/SM)
III.4.3. Identification des composés
III.5. Résultats et Discussion
III.5.1. Composition chimique de l’HE d’Ocimum basilicum L.
III.5.2. Comparaison de la composition chimique de l’HE de basilic extraite avec les
essences étrangères
III.6. Conclusion
Références
DEUXIEME PARTIE : Etude Biologique de l’Huile Essentielle de Basilic
CHAPITRE I’ : Activité antimicrobienne de l’huile essentielle de basilic
I’.1. Introduction
I’.2. Mécanisme d’action des huiles essentielles sur les bactéries
I’.3. Matériel et méthodes
I’.3.1. Matériel
I’.3.1.1. Principales caractéristiques des souches testées
I’.3.1.1.1. Souches bactériennes
I’.3.1.1.2. Souche fongique : levure
I’.3.1.2. Milieux de culture
I’.3.2. Méthodes d’étude de l’activité antimicrobienne des HEs
I’.3.2.1. Méthodes par diffusion sur milieu solide : Méthode des disques
I’.3.2.2. Méthodes sur milieu liquide : Méthode des dilutions
I’.3.3. Tests de l’activité antimicrobienne de l’HE de basilic
I’.3.3.1. Tests de l’activité antimicrobienne par la méthode des disques
I’.3.3.2. Tests de l’activité antimicrobienne par la méthode des dilutions concentration minimale inhibitrice (CMI)
I’.4. Résultats et discussion
I’.5. Conclusion
Références
CHAPITRE II’ : Activité antioxydante de l’huile essentielle de basilic
II’.1. Introduction
II’.2. Tests d’évaluation de l’activité antioxydante
II’.3. Matériaux polaires totaux (TPM
II’.4. Matériel et méthodes
II’.4.1. Matériel
II’.4.2. Méthodes
II’.4.2.1. Détermination de l’activité antioxydante de l’HE de basilic par le test au DPPH
II’.4.2.2. Détermination de l’activité antioxydante de l’HE de basilic par le test de l’huile de friture
II’.5. Résultats et discussion
II’.5.1. Activité antioxydante de l’HE de basilic
II’.5.2. Effet de chauffage et d’enrichissement de l’huile d’olive par l’HE de basilic
II’.6. Conclusion
Références
CHAPITRE III’ : Activité insecticide de l’huile essentielle de basilic encapsulée
III’.1. Introduction
III’.2. Techniques d’encapsulation
III’.2.1. Procédés chimiques
III’.2.1.1. Coacervation
III’.2.1.2. Co-crystallisation
III’.2.1.3. Inclusion moléculaire
III’.2.1.4. Polymérisation interfaciale
III’.2.2. Procédés mécaniques
III’.2.2.1. Atomisation « Spray-drying »
III’.2.2.2. Séchage en lit fluidisé
III’.2.2.3. Atomisation à froid
III’.2.2.4. Extrusion
III’.2.2.5. Lyophilisation « Freeze-drying »
III’.3. Huiles essentielles comme bio-insecticides
III’.4. Matériel et méthodes
III’.4.1. Matériel
III’.4.1.1. Provenance
III’.4.1.2. Description des trois principaux insectes ciblés
III’.4.2. Méthodes
III’.4.2.1. Description expérimentale de la lyophilisation de l’HE de basilic
III’.4.2.2. Description de la méthode d’analyse « Diffraction des Rayons X
III’.4.2.3. Méthodes d’évaluation de l’activité insecticide des HEs
II’.4.2.3.1. Toxicité par contact direct
II’.4.2.3.2. Toxicité par ingestion
III’.4.3. Calcul de la mortalité
III’.4.4. Efficacité d’un produit toxique
III’.4.5. Tests d’activité insecticide de l’HE de basilic
III’.4.5.1. Toxicité par contact direct
III’.4.5.2. Toxicité par ingestion
III’.6. Résultats et discussion
III’.6.1. Analyse par DRX des capsules de l’HE d’O. basilicum
III’.6.2. Résultats de l’activité insecticide de l’HE de basilic
III’.6.3. Discussion des résultats de l’activité insecticide de l’HE de basilic
III’.7. Conclusion
Références
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES

Télécharger le rapport complet