Soutenance mémoire
L’entraînement à la vapeur [6]
Cette méthode, la plus utilisée, permet d’extraire la quasi-totalité des constituants aromatiques à partir de la matière première. Il s’agit d’une codistillation d’eau et de produits odorants volatils ; ces derniers étant entraînés par des aérosols de vapeur d’eau avant leur propre point d’ébullition, ce qui permet de les recueillir intacts. En effet, le mélange hétéroazéotropique eau/composé organique distille généralement à une température inférieure à 100°C. Le principe de l’entraînement à la vapeur est simple : la vapeur fournie par une chaudière traverse de manière ascendante un lit de matériel à extraire, ce dernier n’étant pas immergé dans l’eau. Les cellules éclatent et libèrent l’huile essentielle qui, par la suite, sera véhiculée vers le condenseur. Un essencier ou un vase florentin recueille les deux liquides eau et huile, dans la plupart des cas non miscibles. En effet, les composés volatils ne se dissolvent que très partiellement dans l’eau. L’huile essentielle, dont la densité est souvent inférieure à celle de l’eau, peut être séparée par décantation du distillat après refroidissement.
Hydrodistillation par micro-ondes [6,8,9]
L’extraction par les micro-ondes est un procédé récent mis au point en 1987-1988 par des chercheurs canadiens pour l’extraction d’huiles essentielles et d’arômes. Elle s’applique essentiellement aux matières végétales dont la teneur en eau est assez importante, supérieure à 80%. Sous l’effet du chauffage micro-ondes, l’eau contenue dans les cellules de la matière végétale fraîche, entre en état d’agitation moléculaire et provoque la rupture des tissus entraînant la libération des composés volatils en dehors du tissu biologique. La condensation du mélange azéotrope constitué de vapeur d’eau et d’huile essentielle est suivie d’une décantation pour séparer l’huile essentielle del’eau.
Chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CG/SM)
La spectrométrie de masse (SM) désigne une méthode d’analyse qui repose sur la détermination des masses des espèces atomiques ou moléculaires individuelles de l’échantillon analysé, ce qui permet de recueillir des informations sur sa nature, sa composition et même sur sa structure. Le principe est le suivant : une très petite quantité du composé à analyser, sous forme convenable (gazeuse ou assimilée), est ionisée : les espèces porteuses de charges électriques qui en résultent sont soumises à l’action d’un champ électrique et/ou magnétique suivant l’appareil. L’étude des trajectoires suivies, dans une enceinte où règne un très bon vide, permet de déterminer le rapport masse/charge des ions, donc éventuellement leur nature. Cette méthode détruit le composé analysé, mais il n’en faut qu’une quantité infime, tant sa sensibilité est grande. Le résultat de l’analyse est représenté par un graphe appelé spectre de masse qui représente l’abondance statistique de chaque type d’ion formé, suivant son rapport masse/charge dans l’ordre croissant des masses. Pour un composé, en opérant dans des conditions identiques, la fragmentation est reproductible et donc caractéristique. Dans le spectromètre de masse, le composé passe par les étapes suivantes :
1- Ionisation : l’espèce étudiée est vaporisée et ionisée dans la source de l’appareil par un des très nombreux procédés existants. A ce stade, toute molécule conduit à un mélange statistique d’ions de fragmentation.
2- Accélération : aussitôt formés, les ions sont extraits de la source, focalisés et accélérés par des lentilles électroniques, pour accroître leur énergie cinétique.
3- Séparation : les ions sont filtrés suivant leur rapport masse/charge par l’analyseur, certains appareils combinant plusieurs types d’analyseurs en série.
4- Détection : après séparation les ions terminent leurs course en venant frapper un détecteur qui amplifie le courant ionique très faible.
5- Affichage du spectre de masse issu du traitement du signal envoyé par le détecteur [18].
Pour l’analyse des mélanges complexes, telles que les huiles essentielles, il est fréquent de séparer au préalable les constituants par une technique chromatographique qui est interfacée avec le spectromètre de masse. Le couplage CG/SM est simple : on fait déboucher la colonne capillaire dans la chambre d’ionisation. Les composés purs arrivent donc à l’état gazeux et sont ionisés les uns après les autres. La technique d’ionisation la plus utilisée pour un couplage CG/SM est l’ionisation par impact électronique (figure 2). L’ionisation est provoquée par des collisions avec des électrons obtenus par effet thermo-ionique. Au cours du choc avec une molécule neutre, il y a arrachement d’un de ses électrons, ce qui conduit à un ion porteur d’une charge élémentaire positive [19]. Ce procédé reproductible permet alors des comparaisons à l’aide de spectrothèques.
Cedrelopsis procera
Localisation : Cedrelopsis procera est présent sur le massif de l’Anjenabe au Sud de Vohémar. C’est une espèce à essence assez abondante et atteignant de belles dimensions en forêt ombrophile* dans les vallons à sol profond et frais mais de plus petite taille dans les parties rocheuses (Figure 11).
Description : Cette espèce se présente comme un grand arbre atteignant dix à vingt cinq mètres de haut et ayant quarante centimètres de diamètre. Ses écorces sub-lisses* et rhytidomes* peuvent se détacher en longues plaques minces. Cedrelopsis procera est connue par ses inflorescences* en thyrses* pubérulents* grisâtre ou ferrugineux. Les bractéoles* sont largement triangulaires aiguës, coriaces*, charnues, pubérulentes extérieurement, glabres* à glabrescentes* à l’intérieur. Les fleurs sont à pédicelle* épais et court de un à deux millimètres, tomenteux*. Le calice est lobé. Les lobes* sont concaves, très épais, charnus, largement triangulaires, aigus au sommet, densément tomenteux* à poils pluricellulaires très courts et enchevêtrés gris ou roux extérieurement, glabres* à glabrescents* intérieurement.
Principe de la SPME
La microextraction en phase solide ou SPME est une technique d’échantillonnage développée en 1989 par PAWLISZYN à l’Université de Waterloo au Canada. Elle permet de concentrer les composés volatils et non volatils présents dans des échantillons à l’état liquide ou gazeux avant analyse par chromatographie en phase gazeuse ou par chromatographie liquide à haute performance. La SPME se décompose en deux étapes :
• d’abord, l’extraction proprement dite qui consiste en un équilibre de partage entre une phase solide et une phase gazeuse ou liquide. Généralement, cette phase solide est un film polymère enrobant une fibre de silice, l’ensemble étant protégé dans une aiguille creuse amovible. Cette aiguille permet de percer le septum du flacon contenant l’échantillon à analyser. La fibre est alors déployée hors de l’aiguille et placée au-dessus de l’échantillon à analyser. Les solutés se concentrent dans la phase solide polymère.
• ensuite, la désorption thermique des solutés adsorbés. La fibre de silice, recouverte du film polymère et protégée dans l’aiguille creuse est introduite :
→ soit dans l’injecteur chauffé d’un chromatographe en phase gazeuse où elle est à nouveau déployée hors de l’aiguille protectrice pour désorber rapidement les solutés qui, par la suite, seront transférés vers la colonne d’analyse,
→ soit dans la vanne d’injection d’un chromatographe liquide à haute performance pour une désorption par solvant. La technique SPME présente plusieurs avantages :
– ne nécessite pratiquement pas de solvant ni d’appareillage compliqué,
– permet de réduire le temps de préparation des échantillons et les coûts associés à celle-ci,
– sensible grâce au facteur de concentration que la fibre peut produire,
– sélective à cause des compositions différentes des revêtements polymériques des fibres.
Cette technique a toujours été appliquée avec succès à la détermination d’une grande variété de composés aromatiques volatils.
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Table des matières
Introduction
Chapitre I : Extraction d’une huile essentielle et identification des constituants volatils
I Méthodes d’extraction d’une huile essentielle
I-1 L’entraînement à la vapeur
I-2 L’hydrodistillation
I-3 L’hydrodiffusion
I-4 L’expression à froid
I-5 L’extraction au four à micro-ondes
I-5-1 Hydrodistillation par micro-ondes
I-5-2 Hydrodistillation par micro-ondes sous vide
II Méthodes d’identification des constituants d’une huile essentielle
II-1 Chromatographie gazeuse (CG)
II-2 Chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CG/SM)
II-3 Chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem (CG/SM/SM)
II-4 Chromatographie gazeuse en tandem couplée à la spectrométrie de masse (CG/CG/SM)
II-5 Chromatographie gazeuse couplée à la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (CG/IRFT)
Références bibliographiques
Chapitre II : Le genre Cedrelopsis
I Position systématique du genre Cedrelopsis
II Description botanique et localisation des espèces du genre Cedrelopsis
II-1 Cedrelopsis ambanjensis
II-2 Cedrelopsis gracilis
II-3 Cedrelopsis grevei
II-4 Cedrelopsis longibracteata
II-5 Cedrelopsis microfoliolata
II-6 Cedrelopsis procera
II-7 Cedrelopsis rakotozafyi
II-8 Cedrelopsis trivalvis
III Utilisation de Cedrelopsis grevei
Références bibliographiques
Chapitre III : Etude des huiles essentielles de Cedrelopsis grevei
I Origine des huiles essentielles
II Caractérisation organoleptique
II-1 Aspect
II-2 Couleur
II-3 Odeur
III Caractérisation physico-chimique
IV Caractérisation chimique
IV-1 Principe
IV-1-1 Détermination des indices de rétention relatifs IRRX
IV-1-2 Comparaison des spectres de masse et des indices de rétention relatifs avec la littérature
IV-2 Résultats
V Fractionnement de l’huile essentielle
V-1 Isolement de quelques constituants de l’huile essentielle d’écorce et de feuilles
V-1-1 Séparation sur colonne ouverte
V-1-2 Séparation par chromatographie liquide à haute performance (CLHP)
V-2 Identification des composés isolés
V-2-1 Composé A : β-dihydroagarofurane
V-2-2 Composé B et C : cis-hydrate de sesquisabinène et trans-hydrate de sesquisabinène
V-2-3 Composé D : oxyde de caryophyllène
VI Discussion
VII Détermination de la composition chimique de l’espace de tête de l’huile essentielle d’écorce par microextraction en phase solide (SPME) sur colonnes polaire et apolaire
VII-1 Principe de la SPME
VII-2 Résultats
VII-3 Discussion
Références bibliographiques
Chapitre IV : Criblage phytochimique de Cedrelopsis grevei et activités biologiques de son huile essentielle d’écorce
I Criblage phytochimique de Cedrelopsis grevei
I-1 Travaux antérieurs
I-2 Résultats du criblage
I-3 Discussion
II Activités biologiques de l’huile essentielle d’écorce de Cedrelopsis grevei
II-1 Analyse microbiologique
II-1-1 Généralités
II-1-2 Technique d’étude
II-1-3 Résultats et discussion
II-1-4 Détermination de la concentration minimale inhibitrice (CMI) de HE écorce 1 sur Pseudomonas aeruginosa
II-2 Etude pharmacologique de l’huile essentielle d’écorce de Cedrelopsis grevei : test de contraction
II-2-1 Généralités
II-2-1 Technique d’étude
II-2-3 Résultats et discussion
II-3 Conclusion
Références bibliographiques
Conclusion générale
Partie expérimentale
Glossaire
Annexes
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des photographies et des organigrammes
Liste des annexes
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