Soutenance mémoire
Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études
Description botanique
Le Lantana camara est un arbrisseau de 2 à 3 m de hauteur, avec un port épineux, et possédant un parfum corsé très spécifique. Il forme une touffe impénétrable.
Ses tiges sont dressées, quadrangulaires, plus ou moins grimpantes ou parfois à rameaux traînants, et toujours vertes.
Les feuilles de 5 à 8 cm de long et 3 à 4 cm de large sont opposées, à limbe ovale, crénelées, dentées, vert sombre, caduques selon le climat et présentent souvent des poils blanchâtres ou brunâtres.
Les inflorescences sont axillaires de type panicule capitée, renferment 30 à 50 petites fleurs, (ANDRIANAIVO, 2000) généralement de couleur blanchâtre, virant au jaune orangée ou au rose violacée. Elles sont composées de petites fleurs tubulaires à corolle versicolore de 4 ou 5 lobes arrondis.
Selon la couleur des inflorescences, deux variétés de Lantana camara sont prépondérantes à Madagascar telles la variété rose violacée (figure 4), à corolles initialement jaune qui deviennent rose violacée claire et celles jaune orangée (figure 3) dont les jeunes fleurs se colorent en jaune et les âgées virent à l’orange (RAJAONARISON, 2005).
Les fruits sont constitués par des drupes globuleuses d’environ 3 à 6 mm de diamètre, groupés mais non soudés et de couleur noire, violette ou bleu profond à maturité. Ils sont groupés mais non soudés entre eux,
Synthèse des travaux antérieurs sur les huiles essentielles de Lantana camara
Rendement et propriétés physico chimiques
La synthèse des caractéristiques physico-chimiques selon les bibliographies effectuées est reprise dans le tableau 1 suivant.
De cette synthèse, le rendement en huile essentielle de Lantana camara varie de 0,02 à 0,27%. Cette huile est légère par rapport à l’eau vu sa densité comprise entre 0,88 à 0,98. Concernant l’indice de réfraction, une fourchette comprise entre 1,4353 à 1,4912 est trouvée par ces chercheurs. De même cette huile est classée dextrogyre du fait que son pouvoir rotatoire est toujours positif. Enfin, une teneur faible en ester est constatée pour l’huile essentielle de Lantana camara, car l’indice d’ester trouvé par ces auteurs est compris entre 19,35 et 45,6.
Composition chimiques
L’étude sur l’huile essentielle de Lantana camara s’est entreprise vers le début du XXème siècle suite à la détection d’huile dans diverses parties de cette plante (ANDRIANAIVO, 2000). SUNDMAIAH V ; a isolé en 1973 du lantadène A, du lantadène B, de l’acide lantanolique et de l’acide lantique à partir des racines de Lantana camara de l’Inde. L’extraction a été effectuée par l’ethanol chaud, suivie d’une analyse de l’extrait qui a montré deux fractions, telle une fraction acide de 1,9% et une fraction neutre de 0,1%. La fraction acide est composée surtout d’acide linoléique. En 1974, SALEH et al. , ont analysé par chromatographie en phase gazeuse cinq variétés de Lantana camara d’Egypte. Ils ont identifiés 32 composants sur les huiles de la variété aculeata et hybrida tandis que 31, 29 et 27 pour celles des flava, nivea et mista. Pour les cinq variétés, le citral s’avère majoritaire avec une quantité importante de -phellandrène et de géraniol.
PIERI BATTESTI, en 1982, a montré une grande différence de composition entre les huiles essentielles de Lantana camara des diverses régions. En effet, une teneur élevée en -phellandrène est remarquée dans l’huile essentielle provenant de l’inde, tandis que le davanone et l’-humulène occupent une place importante dans les huiles essentielles d’Anjouan et de l’île de la Réunion. Par ailleurs, les huiles essentielles égyptiennes présentent comme composants principaux le β-phellandrène, le citral et le géraniol. Pour ces trois pays, il est remarqué que le caryophyllène a une teneur supérieure à 10%. En plus, le citral, le β-phellandrène, le linalol et le géraniol sont absents dans les deux variétés des îles de la Réunion tandis que le davanone, le sabinène et le camphène n’existent pas dans l’huile essentielle indienne et égyptienne.
MOLLENBECK et al. (1997) ont fait l’étude de la composition chimique et l’analyse d’huile essentielle de Lantana camara de Madagascar. Trois composants majeurs y sont constatés, tels le -caryophyllène (19%), un sesquiterpène inconnu (16%), et le delta -3- carène (10%), avec 19 composants mineurs. Le davanone est absente dans l’analyse de tous ses échantillons.
En 1999, WEYRSTAHL et al. ont fait l’étude sur l’huile essentielle commerciale de Lantana camara de Brésil. Leur étude a montré l’absence du caryophyllène, de l’humulène et du davanone. Cette huile ne présente presque pas de monoterpènes, mais il y a 2% de Safrole, et une douzaine d’aldéhydes. Le composant majoritaire est le squelette de bisabolène (65%), avec le -curcumène et l’ar-curcumène.
ANDRIANAIVO (2000) a montré que les composants principaux de l’huile essentielle du Lantana camara sont : le β-caryophyllène, le davanone, le sabinène, le β-bisabolène, le germacène-D, le linalol, le 1,8-cinéole, l’-terpinéol et le -élemène. Ses analyses statistiques ont permis de classer les huiles essentielles de Lantana camara de Madagascar en deux groupes, à savoir le groupe à fleurs jaune-orangée, caractérisé par la forte teneur en β-caryophyllène (30,85%), β-bisabolène (14,68%) et en β-élémène (0,87%). Le second groupe s’agit du Lantana camara à fleurs rose- violacée, caractérisé par sa forte teneur en davanone (22,94%), en linalol (5,03%), 1,8-cinéole (3,90%), en γ-murolène (1,46%), et en epi-cubenol (0 ,72%).
Les travaux de RANDRIANALIJAONA (2003) sur la composition des huiles essentielles de Lantana camara ont permis de différencier la composition entre la variété rose violacée et celle jaune orangée. L’huile obtenue à partir des parties aériennes à fleurs jaune orangée est très riche en sesquiterpènes mais pauvre en produits oxygénés avec comme composants majeurs le β-caryophyllène (29,21%), le sabinène (15,56%), le β-bisabolène (15,07%), l’α-pinène et le germacrène-D sans davanone. Par contre, celle obtenue par des individus à fleurs rose-violacée contient une proportion presque égale pour les monoterpènes, sesquiterpènes et produits oxygénés avec pour composants majeurs le davanone (19,28%), le β-caryophyllène (13,63%), le sabinène (11,45%), l’α-humulène, le linalol, le germacrène-D et 1,8-cinéole. En général ses observations en chromatographie ont décelé 50 constituants dont 43 identifiés pics sont nettement identifiés.
RAJAONARISON (2005) a aussi détecté 51 pics en CPG mais seul 55,9% des pics observés ont été nettement identifiés, le reste étant soit non identifiés soit identifiés avec doute. Parmi ces constituants identifiés, les quatre premiers constituants principaux sont: le β- caryophyllène (en moyenne 22,26 %), l’α-humulène (en moyenne 18,91 %), le sabinène (en moyenne 10,25 %), et le davanone (en moyenne 2,69 %).
CHOWDHURY et al, en 2007, ont étudié la composition chimique de l’huile essentielle obtenue à partir des feuilles de Lantana camara de Bengladesh. Sur ce, ils ont détecté 62 composants chimiques sur CPG/SM dont les majoritaires sont le caryophyllène (13,57%), l’α-caryophyllène (11,76%), le germacrène D (10,88%), l’isocaryo-phyllène (9,59%), le γ-muurolene (6,85%) et le γ-elemene (5,65%).
La recherche réalisée par SHILASHI et al. en 2013 a révélé, sur l’analyse CPG/MS, 22 constituants dans l’huile essentielle de la partie aérienne Lantana camara de Mekelle Ethiopie, dont les composés majeurs sont le copaene (25,7%), le himachalène (13,1%), le β- caryophyllène (9,6%), le p-cymene (8,4%), le β-gujunene (6,1%), et le ledenealcohol (5,3%)
En 2014, GAMAL et al. ont détecté 26 composés sur l’huile essentielle de fleurs de Lantana camara d’Egypte et 18 composés pour l’huile issue de ses feuilles. Parmi ces constituants, les composants majoritaires pour les fleurs sont : le davanone (28,59%), le z-caryophyllène (11,21%), l’-curcumène (10,26%), le -copaène et l’humulène (12,29%). Pour l’huile essentielle des feuilles la teneur en davanone (23,37%), E-caryophyllène (22,96%) et l’humulène (14,32%) s’avère élevée.
L’étude effectuée par MERAJUDDIN et al. en 2015 sur la caractérisation des constituants volatils des feuilles et fleurs de Lantana camara du centre de l’Arabie Saoudite a détecté 127 composants pour l’huile obtenue à partir des fleurs et 134 composants pour celles des feuilles. Cette étude a identifié 95,3% des composants présents dans l’huile obtenue des feuilles tandis que 96,3% de l’huile obtenue à partir des fleurs Les composants majeurs de l’huile obtenue par les feuilles sont le cis-3-hexen-1-ol (11,3%), le 1-octen-3-ol (8,7%), le spathunelol (8,6%), l’oxyde de caryophyllène (7,6%) et le 1-hexanol (5,8%). Par contre, les composés majoritaires dans l’huile obtenue par les fleurs de Lantana camara sont : l’oxyde de caryophyllène (10,5%), le β-caryophyllène (9,7%), le spathunelol (8,6%), le γ-cadinène (5,6%) et le trans-β-farnesene (5%).
L’analyse des huiles essentielles de Lantana camara de Nigeria, menée par EGHAREVBA et al. (2016), sur CPG/SM, a détectée les composants majoritaires suivants : le davanone (15,54%), l’eucalyptol (12,72%), le β-phellandrène (10,58%), l’α-Pinène (9.30%), le caryophyllène (6,99%), et le (6E)-nerolidol (5,68%).
MORTADA et al. (2017) ont aussi travaillé sur l’huile essentielle des feuilles et fleurs de Lantana camara de l’Egypte. Ainsi ils ont détecté sur CPG/SM 47 composants pour l’huile obtenue par les feuilles tandis que 40 pour celle obtenue par les fleurs. L’huile des feuilles est riche en 7(11) -selinen-4-α-ol (14,50%) et en cedrenol (6,50%) ; pour l’huile obtenue à partir des fleurs les composants majeurs sont le cedrenol (10,71%) et le farnesyl acetone (7,15%).
Sites de collecte
Les collectes des matières premières pour l’extraction des huiles essentielles sont faites sur l’axe Est de la province d’Antananarivo. Deux sites ont été choisis dont l’un, à Ambanintsena, qui est consacré pour la collecte de Lantana camara à fleurs rose violacée et le second, à Ambohimalaza pour celle à fleurs jaune orangée. La collecte des rameaux pour l’étude génétique des deux variétés est faite auprès de l’Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques.
Site d’Ambanitsena
La Commune Rurale d’Ambanitsena est située au point kilométrique vingt-quatre (PK24) sur la Route Nationale numéro deux (RN2), reliant Antananarivo et la Région Est de Madagascar. Elle fait partie du District de Manjakandriana de la Région Analamanga. Cette zone a un climat de type tropical d’altitude, avec 3 à 4 mois secs dans l’année, et ayant une pluviométrie moyenne de 1504 mm (RANJARIMALALA, 2014). La partie Est des Hautes Terres est composée de sols ferralitiques rouge et jaune sur rouge dont la roche mère est constituée de granite porphyroïde (RAHOBIARISON, 2014). La coordonnée géographique de ce site est de 18°87’ latitude Sud et 47°68’ longitude Est sur une altitude de 917m.
Les périmètres sur lesquelles sont récoltées les feuilles et fleurs de Lantana camara, dans cette zone sont délimitées en violet sur la carte 1 suivante.
Site d’Ambohimalaza
La Commune Rurale d’Ambohimalaza appartient au District d’Avaradrano de la Région Analamanga. Elle est située au point kilométrique 17 km à partir du centre-ville d’Antananarivo sur la RN2. Sous un climat tropical chaud et humide composé d’un été pluvieux et chaud de novembre à mars et un hiver frais marqué par une sécheresse relative de mai à septembre. La pluviométrie moyenne de ce site est de 1327mm (RANDRIANANDRAINA, 2015). Le type de sol rencontré est un sol ferralitique rouge très riche en oxydes de fers et oxydes d’alumine. (RAZAFINDRAZAKA, 2017). La coordonnée géographique de ce site est de 18°89’ latitude Sud et 47°62’ longitude Est.
Les périmètres, sur lesquelles sont récoltées les feuilles, fleurs et graines de Lantana camara, dans cette zone, sont délimitées en orange sur la carte 2 suivante.
Site de collecte des rameaux
Les rameaux destinés à l’étude de la diversité génétique sont récoltés dans l’enceinte de l’Ecole Supérieure des Sciences agronomiques, de l’Université d’Antananarivo, ayant pour coordonnées géographiques 18°91’ latitude Sud et 47°55’ longitude Est. Deux pieds de différentes variétés ont été sélectionnés, et leur point de collecte est marqué sur la carte 3 suivante en orange pour l’individu à fleurs jaune orangée et en violet pour l’individu rose violacée.
Source : Google map, 2018
D’autres rameaux sont collectés dans diverses zones pour élargir l’étude sur la génétique, ainsi quatre échantillons sont prélevés à Ambatobe Antananarivo, deux à Antsahadinta et quatre à Ambohimahasoa.
Méthode de collecte des matières végétales
Les propriétés des huiles essentielles obtenues dépendent de la récolte, des traitements post récoltes, du sol sur lequel la plante a été collectée, du climat, de l’altitude, et sans doute de nombreux autres facteurs (RATSIMBAZAFY, 1996)
Echantillonnages
Vis-à-vis de la limite de cette étude sur la contrainte temps, tous les échantillons sont récoltés à leurs états physiologiques lors des descentes. Ces derniers distinguent ce travail de ceux des autres auteurs qui ont travaillé sur des lots commerciaux. Puis une quantité suffisante pour obtenir dix millilitre d’huiles essentielles, en prenant une marge supérieure, de chaque partie (feuilles, fleurs), de ces arbustes sera prélevée, puis emballée dans des sacs et codées pour les utilisations ultérieures au laboratoire d’extraction.
Pour les échantillons destinés à l’étude de la génétique, deux touffes de chaque variété ont été choisies sur une surface de 50m2. A chaque touffe est prise quatre échantillons de rameaux, de ses quatre points cardinaux. Ces quatre points cardinaux présentent d’une part l’exposition des rameaux par rapport au soleil pendant la journée et la répétition de l’expérimentation d’autre part. Après la récolte, les échantillons sont acheminés directement au laboratoire de biologie moléculaire d’Ambatobe. Pour conserver les feuilles fraiches, il est important de les mettre au réfrigérateur après la cueillette jusqu’à ce qu’on les sèche dans du silicagel avant la manipulation.
Quant aux autres échantillons, ils sont prélevés et conditionnés directement dans du silicagel pour assurer leur conservation, par dessiccation, avant la manipulation au laboratoire.
Matériels nécessaires pour les récoltes
La collecte des échantillons nécessite l’utilisation des matériels suivants :
– Un G.P.S. pour la localisation géographique de chaque site,
– Une fiche de collecte ;
– Un sécateur ;
– Une balance ;
– Des paniers pour le conditionnement des fleurs
– Des sacs pour le conditionnement des feuilles;
Il est à noter que les matières recueillies seront acheminées le plus vite possible, c’est-à-dire le jour même, vers le laboratoire d’extraction pour éviter une perte considérable pouvant fausser les résultats souhaités par ce travail.
Prétraitements des matières végétales
A leur arrivée au laboratoire, toutes matières végétales récoltées sont étalées sur des claies, de manière homogène sur une paillasse. L’étalement permettra aux matières premières de poursuivre un séchage lent (à l’ombre) et d’éviter toutes dégradations causées par l’humidité et l’entassement. La figure 5 suivante illustre le mode d’étalement des matières végétales.
Figure 5: Etalage des échantillons avant extraction
Source : Cliché (Auteur, 2018)
Méthode d’extraction des huiles essentielles
Matériels d’extraction.
Chaque distillation, est réalisée sur environ 400g de matière végétale fraiche, poids suffisant pour produire le volume d’huile essentielle nécessaire pour les analyses. Le dispositif de distillation utilisé permet de travailler simultanément avec quatre ballons rodés de 2 litres surmonté chacun d’un essencier à huile légère gradué et d’un réfrigérant à boules. La source d’énergie thermique est le gaz en utilisant le bec bunsen. Le système de réfrigération est à contrecourant par rapport à la vapeur produite par ébullition du contenu du ballon. L’eau de la cuve bleue, qui joue le rôle de liquide réfrigérant, est aspirée par une pompe et fait des cycles dans la conduite. Ce type d’installation est de type Clevenger modifié (figure 6).
L’extraction de ce type est conventionnellement employée à l’échelle laboratoire pour l’extraction des huiles essentielles.
Le principe de fonctionnement s’explique par la condensation au niveau du réfrigérant des vapeurs générés par l’ébullition du mélange. Le distillat est récupéré dans l’essencier à l’intérieur duquel les deux phases se séparent par rapport à leur densité, à savoir la phase aqueuse ou eau florale et la phase huileuse qui est l’huile essentielle (RANDRIANARIVONY, 2017).
Evaluation de la teneur en huile essentielle
Deux différents types de rendements s’avèrent intéressant pour expliciter la proportion d’huile obtenue à partir du Lantana camara. Le premier évoque le rapport entre le volume d’huile obtenu et la masse de la matière végétale distillée ; tandis que le second tient compte de la masse de l’huile obtenue et de l’humidité de la matière végétale, ainsi il évoque le rendement par rapport à la matière sèche. Ainsi les formules adoptées pour le calcul de ces rendements sont explicités ci-après.
Méthodologies et matériels utilisés pour les analyses des huiles essentielles
Analyses organoleptiques
Les analyses organoleptiques s’effectuent directement à partir des organes de sens. Dans les normes sur les huiles essentielles, trois principaux éléments doivent être mentionnés tels: l’aspect, la couleur, et l’odeur, néanmoins il est facile de déterminer la viscosité de l’huile (rhéologie). Mais les différenciations des huiles essentielles se posent surtout sur leur odeur et leur volatilité qui s’avèrent caractéristiques, ces odeurs sont très appréciées par les spécialistes en parfumerie qui les désignent sous le terme de note épicée, note boisée, note florale et citronnée.
En outre, ces propriétés organoleptiques ne sont pas suffisantes pour garantir la qualité des huiles essentielles. Ainsi il faut faire recours aux caractéristiques physico-chimiques et les profils chromatographiques. Ces méthodes scientifiques sont les plus crédibles pour la standardisation et le contrôle qualité.
Pour cette recherche, l’analyse sensorielle ne sera effectuée que par l’expérimentateur suivie d’une vérification par rapport aux littératures antérieures.
Analyses physico-chimiques
Les propriétés physico-chimiques sont des grandeurs très importantes pour la qualité des huiles essentielles, car elles servent de références pour la pureté ainsi que pour leurs utilisations.
Densimétrie
La densité relative est le rapport entre la masse volumique de l’huile et la masse volumique de l’eau distillée de même volume à la même température (20°C) et sous la même pression. Cette grandeur est sans unité. Les manipulations à effectuer pour la détermination de cette densité suivent les indications de la norme AFNOR : NF T 75-111 correspondant à ISO 279: 1981. (Annexe 3).
|
Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I. CADRAGE DE L’ETUDE
I. Contexte de l’étude
II. Objectif général de la recherche
III. Objectifs spécifiques
IV. Hypothèses
V. Analyse des hypothèses
VI. Méthodologie générale (Flow sheet)
Conclusion partielle I
PARTIE II. MATERIELS ET METHODES
I Matières végétales
I.1. Origine et habitat
I. 2.Systématique
I.3.Description botanique
II. Synthèse des travaux antérieurs sur les huiles essentielles de Lantana camara
II.1. Rendement et propriétés physico chimiques
II.2 Composition chimiques
III. Sites de collecte
III.1. Site d’Ambanitsena
III.2. Site d’Ambohimalaza
III.3. Site de collecte des rameaux
IV. Méthode de collecte des matières végétales
IV.1. Echantillonnages
IV.2. Matériels nécessaires pour les récoltes
IV.3. Prétraitements des matières végétales
V. Méthode d’extraction des huiles essentielles
V.1. Matériels d’extraction.
V.2. Evaluation de la teneur en huile essentielle
VI. Méthodologies et matériels utilisés pour les analyses des huiles essentielles
VI.1. Analyses organoleptiques
VI.2. Analyses physico-chimiques
VI.2.1. Densimétrie
VI.2.2. Réfractométrie
VI.2.3. Identification de la composition chimique par Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
VII. Méthodes d’analyses statistiques
VII.1. Analyse en Composantes Principales (ACP)
VII.1.1. Objectifs et principes
VII.1.2. Interprétations
VII.2. Classification Ascendante Hierarchique (CAH)
VIII. Méthode de détermination de la diversité génétique entre les variétés
VIII.1. Extraction de l’ADN
VIII.1.1. Principes, matériels et solutions utilisées
VIII.1.2. Test de présence d’ADN
VIII.2. La technique PCR-RFLP
VIII.2.1. Amplification in vitro ou PCR
VIII.2.2. La technique RFLP
VIII.3. Analyse de la Variance Moléculaire (AMOVA) par le logiciel ARLEQUIN
IX. Plan d’expérience mené
IX.1. Détermination du nombre d’extraction d’huile essentielle
IX.2. Détermination du nombre d’extraction d’ADN et des combinaisons à effectuer
Conclusion partielle II
PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSION
I. Huiles essentielles de Lantana Camara
I.1. Rendement en huile essentielle
I.2. Analyse organoleptique
I.3. Analyses Physico-chimiques
I.3.1. Densité relative
I.3.2. Indice de réfraction
I.4. Composition des huiles essentielles de Lantana camara
I.4.1.Composition des huiles essentielles des fleurs rose-violacée
I.4.2.Composition des huiles essentielles des feuilles rose-violacée
I.4.3.Composition de l’huile essentielle des fleurs jaune-orangée
I.4.4.Composition de l’huile essentielle des feuilles jaune-orangée
I.4.5. Récapitulatif des compositions chimiques des huiles essentielles de Lantana camara
I.5. Caractérisation des échantillons par la composition chimique des huiles essentielles
I.5.1. Valeurs propres en ACP
I.5.2. Caractérisation des variables et individus
II. Diversité génétique des deux variétés de Lantana Camara
II.1. Extrait d’ADN de Lantana camara
II.2. Vérification du produit PCR
II.2.1. Produit PCR du couple d’amorce FV
II.2.2. Produit PCR du couple d’amorce DT
II.2.3. Produit PCR du couple d’amorce SR
II.2.4. Produit PCR du couple d’amorce TF
II.3. Variabilité génétique
II.3.1 Diversité génétique par la combinaison FV/TaqI
II.3.2 Diversité génétique par les combinaisons AS/EcorI et SR/EcorI
II.3.3 Diversité génétique par les combinaisons DT/HinfI
II.3.4 Analyse de la variance moléculaire du Lantana camara
III. Relation entre systématique et chimiotaxonomie des Lantana camara
IV Recommandations et perspectives sur l’huile essentielle des Lantana camara.
IV.1. Recommandations pour les producteurs
IV.2. Perspectives de valorisation de l’huile essentielle de Lantana camara.
Conclusion partielle III
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
Télécharger le rapport complet
