Les huiles essentielles de feuilles de Cinnamosma fragrans

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Description des espèces étudiées

Le genre Cinnamosma appartient à la famille des Canellacées. Ce sont des arbustes ou des arbres aromatiques. Elles sont constituées de neuf (9) espèces appartenant à quatre genres tels que :
– Winterna d’Amérique ;
– Cinnamodendron d’Amérique ; -Warburgia d’Amérique ;
– Cinnamosma, endémique de Madagascar.
Dans le genre Cinnamosma, nous trouvons les espèces suivantes [10] :
· L’espèce Cinnamosma fragrans connue sous divers noms vernaculaires :
– Fanalamangidy (Betsileo, Tanala)
– Mandravasarotra (Betsimisaraka)
– Motrobetinainy ou Motrobeantiniaina ou Motrobeantinena (Sakalava)
– Mangidimanitra (Tanala) [12]
· L’espèce Cinnamosma madagascariensis connue sous les noms vernaculaires tels que :
– Mandravasarotra ;
– Sakaihazo (Bezanozano) ;
– Sakaivohazo (Sihanaka, Tsimihety) ;
– Afoatsinanana, Tsindriambelo (Antemoro) [12]
· L’espèce Cinnamosma macrocarpa
Après avoir passé en revue les noms vernaculaires des espèces, nous allons voir la taxonomie du genre Cinnamosma.

Biosystématique

Règne : VEGETAL
Super-embranchement : EMBRYOPHYTES
Embranchement : SPERMAPHYTES
Super-classe : ANGIOSPERMES
Classe : DICOTYLEDONES
Sous-classe : MAGNOLIDAE
Ordre : MAGNOLIALES
Famille : CANELLACEES
Genre : CINNAMOSMA

Distribution du genre Cinnamosma [10]

Le genre se répartit dans l’île comme suit :
– Cinnamosma fragrans se trouve dans les forêts denses sèches de l’Ouest à une altitude en dessous de 600 m. Nous pouvons la rencontrer dans trois secteurs du domaine occidental :
o Secteur Nord-Ouest : presqu’île du Cap d’Ambre, près de la baie de Diégo Suarez ; o Secteur Ambongo-Boina : Masiakampy, bassin moyen de Bemarivo (Boina),
Firingavola (entre Maevatanana et Andriba) ;
o Secteur du Menabe : aux environs de Besalampy, le bassin de Maningoza, Folakary et le bassin de Manimbolo.
– Cinnamosma madagascariensis, se trouve dans la forêt dense humide sempervirente d’altitude notamment le versant Est continental de 900 et 1500m d’altitude. Cependant, on rencontre une autre variété appelée Cinnamosma madagascariensis namorensis, dans la forêt littorale à basse altitude (0 à 50m).
– Cinnamosma macrocarpa, entre 600 et 900m d’altitude, elle se répartit à travers la forêt dense humide sempervirente de moyenne altitude allant de la presqu’île de Masoala jusqu’à la forêt de Vohibola. Cependant on en rencontre que rarement.

Multiplication du genre Cinnamosma

La régénération se fait par deux modes de multiplication.

Multiplication naturelle

La multiplication naturelle se subdivise en deux selon l’espèce :
– L’espèce Cinnamosma madagascariensis est zoochore car ses fruits sont mangés et avalés par les lémuriens. Et elle est aussi barochore puisque ses fruits sont soumis à l’action de la pesanteur et tombent provoquant ainsi la germination. De plus, ces lémuriens favorisent ce phénomène car elle entraîne la chute des fruits.
– La dissémination de Cinnamosma fragrans se traduit par la chute des fruits. Donc elle est barochore. Elle fleurit et/ou fructifie régulièrement pendant la saison sèche. [10]

Multiplication artificielle

Le semis est le seul mode de multiplication artificielle. La période de fructification de l’arbre ne dépend pas de l’espèce, mais de l’arbre lui-même. La période de floraison pour les deux espèces se situe vers Septembre-Novembre. La période de fructification est à son tour vers la saison de pluie, c’est-à-dire Décembre-Avril. Quand les fruits se trouvent en pleine maturité, ils sont collectés et séparés de leurs graines. Ces dernières sont ensuite séchées avant de procéder à l’opération de semis. [10]

Utilisation locale

Du fait des vertus anti-microbiennes du genre Cinnamosma, il est utilisé à des fins thérapeutiques, à savoir : les maladies de l’appareil respiratoire, les parasitoses intestinales, la maladie du foie, la maladie de l’appareil urinaire, les maladies vénériennes, les maladies nerveuses et des organes de sens.
Nous examinons par la suite les travaux déjà effectués sur les deux espèces.

Travaux antérieurs sur les huiles essentielles de feuilles de Cinnamosma fragrans et Cinnamosma madagascariensis

Plusieurs recherches ont été déjà effectuées sur les deux espèces de Cinnamosma qui font l’objet d’études de ce travail. Quelques résultats de ces travaux de recherches serviront à titre de référence dans nos analyses. Aussi, ils nous permettent de situer et de comparer notre recherche par rapport à la littérature scientifique.
Différentes valeurs sont extraites des résultats de ces chercheurs particulièrement sur :
– les rendements d’extractions des huiles essentielles
– les caractéristiques physico-chimiques
– les compositions chimiques

MATERIELS ET METHODES D’ETUDE

Un travail de recherche nécessite l’utilisation de matériels appropriés et méthodes spécifiques. Dans cette partie, nous allons présenter la méthodologie générale de l’étude, les procédures de recherche ainsi que les matériels et équipements employés. Leur choix respectif tient un rôle primordial et doit contribuer de manière pertinente à atteindre l’objectif général de l’étude.

Choix de la méthode et outils de travail

Avant de développer les procédures de recherche et les matériels utilisés, rappelons d’abord la problématique et les objectifs de l’étude.

Problématique et objectifs de l’étude

La problématique imposera la question que ce mémoire devra soulever. Tous les objectifs découleront donc de celle-ci.

La problématique

Les huiles essentielles de feuilles de Cinnamosma fragrans et Cinnamosma madagascariensis, arbres endémiques à Madagascar présentent une variabilité intra spécifique et inter spécifique du point de vue composition chimique. Mais les causes de cette variabilité ne sont pas encore bien définies. Par ailleurs, les composants aromatiques d’une plante peuvent varier en fonction du biotope (ensoleillement, conditions climatiques, altitude, position topographique, type de sol et de la saison de cueillette. [32]
C’est ainsi que ce mémoire se veut de contribuer à l’étude de la variation saisonnière de la composition chimique des huiles essentielles de feuilles de Cinnamosma fragrans (dans la région BOENY) et de Cinnamosma madagascariensis (dans les régions ANALAMANGA et ANALANJIROFO)

Objectifs de l’étude

L’objectif global de ce travail de recherche est de confirmer ou d’infirmer la variation saisonnière de la composition chimique de l’huile essentielle de Cinnamosma fragrans et de Cinnamosma madagascariensis. Pour cela, on procède comme suit :
– Récolter des échantillons de feuilles par individu (arbre);
– Extraire l’huile essentielle des échantillons de feuilles collectées ;
– Analyser chimiquement les essences de chaque individu ;
– Vérifier la stabilité des molécules en considérant l’effet saison.

Choix des matériels et des méthodes de travail

Un choix judicieux des méthodes et techniques d’approche permet d’atteindre des résultats fiables. D’où les différents points suivants sont très importants :
– Choix du matériel végétal
– Choix des sites d’étude
– Choix de la méthode d’extraction
– Choix des méthodes d’analyse

Le matériel végétal

La filière huile essentielle est de plus en plus importante actuellement avec la tendance et l’exigence aux « produits Bio » au marché international.
Déjà utilisées traditionnellement, les différentes parties de la plante du genre Cinnamosma renferment des vertus thérapeutiques. Actuellement, nous exploitons aussi ces plantes sous forme d’huiles essentielles. Elles débutent à faire une percée économique. De ce fait, une exploitation maîtrisée pour répondre aux besoins est nécessaire.

Choix des sites d’étude

Les sites d’étude sont choisis selon la biodisponibilité de l’espèce dans chaque zone. Cette disponibilité de l’espèce a été confirmée par des travaux d’inventaire déjà effectués ou par des enquêtes des riverains des forêts.
Les échantillons ont été prélevés de manière à représenter les différents écosystèmes où nous pouvons rencontrer les espèces étudiées.

Choix de la méthode d’extraction

Nombreuses techniques telles que l’enfleurage, l’expression, l’entraînement à la vapeur, l’extraction par solvant, l’extraction par fluides supercritiques et l’extraction par micro-ondes permettent de traiter la matière première et d’aboutir à des essences aromatiques. Ces différentes technologies seront détaillées en Annexe VI. [32]
Le procédé à adopter est fonction de l’essence que l’on veut obtenir, du caractère de la matière première à traiter et de la disponibilité du procédé.
De toutes ces méthodes, l’hydrodistillation a été choisie comme appropriée pour l’obtention des huiles essentielles.

Les méthodes d’analyse

La chromatographie en phase gazeuse est généralement utilisée pour une étude chimique. En effet, c’est l’outil de séparation d’un mélange par excellence [32]. Elle s’applique essentiellement à des molécules stables et volatiles.
La chromatographie en phase gazeuse est couplée avec la spectrométrie de masse pour l’identification.

Les étapes de travail

Afin d’atteindre les objectifs, plusieurs étapes de travail ont été suivies. Nous allons voir ces différentes étapes pour la suite.

L’identification

Pour l’identification, nous avons utilisé :
– la comparaison des temps de rétention des différents constituants
– la superposition du chromatogramme à identifier avec un chromatogramme type de la même huile essentielle dans les mêmes conditions. Ce chromatogramme type est obtenu par le couplage CG/SM.

La spectrométrie de masse 

Elle consiste à bombarder la substance dont la structure est inconnue par un faisceau d’électron et à examiner la nature et l’abondance relative des ions+ résultant de cette opération. La séparation de ces ions+ s’effectue selon le rapport de leur masse à leur charge, mais la plupart de ces ions ne portent qu’une charge égale à la valeur absolue de celle de l’électron.
Quand le faisceau d’électron possède une énergie entre 9 et 15 eV (électron Volt), on observe généralement la seule formation d’ions moléculaires (ou ions parents), il y a arrachement d’un électron de chaque molécule. La caractérisation de l’ion parent permet de déterminer la masse moléculaire du composé inconnu, une masse moléculaire exacte.
Le spectre de masse proprement dit est obtenu en bombardant la substance avec des électrons dont l’énergie est de l’ordre de 70 eV (électron Volt).
Dans le cadre de ce travail, le couplage CG/SM a été réalisé par le laboratoire de l’Université de Montpellier II. Le couplage CG/SM permet de confirmer l’identification à partir de la chromatographie en phase gazeuse.

Le Traitement statistique des données 

Des outils statistiques proposés par le logiciel XLSTAT 2008 ont été utilisés pour le traitement des tableaux de données quantitatives. Trois techniques sont utilisées telles que :
Ø l’Analyse en Composantes Principales ou ACP
Ø la Classification Ascendante Hiérarchique ou CAH
Ø l’Analyse Factorielle Discriminante ou AFD

Table des matières

INTRODUCTION
1ère Partie : CONTEXTE GENERAL DE L’ETUDE
1. Présentation des milieux d’études
1.1. Sites de Cinnamosma fragrans
1.1.1. Le Site de Katsepy
a. Climat
b. Pédologie
1.1.2. Le Site de Tsaramandroso
a. Climat
b. Pédologie
1.2. Sites de Cinnamosma madagascariensis
1.2.1. Le Site de Tampolo
a. Climat
b. Pédologie
1.2.2. Le Site d’ Ambohitantely
a. Climat
b. Pédologie
2. Description des espèces étudiées
2.1. Biosystématique
2.2. Distribution du genre Cinnamosma
2.3. Description botanique des espèces étudiées
2.4. Multiplication du genre Cinnamosma
2.4.1. Multiplication naturelle
2.4.2. Multiplication artificielle
2.5. Utilisation locale
3. Travaux antérieurs sur les huiles essentielles de feuilles de Cinnamosma fragrans et Cinnamosma madagascariensis
3.1. Rendement et caractéristiques physico-chimiques des huiles essentielles de feuilles
3.1.1. Cinnamosma fragrans
3.1.2. Cinnamosma madagascariensis
3.2. Compositions chimiques des huiles essentielles de feuilles
3.2.1. Cinnamosma fragrans
3.2.2. Cinnamosma madagascariensis
Conclusion partielle I
2ème Partie : MATERIELS ET METHODES D’ETUDE
1. Choix de la méthode et outils de travail
1.1. Problématique et objectifs de l’étude
1.1.1. La problématique
1.1.2. Objectifs de l’étude
1.2. Choix des matériels et des méthodes de travail
1.2.1. Le matériel végétal
1.2.2. Choix des sites d’étude
1.2.3. Choix de la méthode d’extraction
1.2.4. Les méthodes d’analyse
2. Les étapes de travail
2.1. La documentation
2.2. Les descentes sur terrain
2.3. Extraction d’huile essentielle par distillation
2.3.1. Principe
2.3.2. Matériels utilisés
2.4. Les analyses au laboratoire
2.4.1. Les analyses physico-chimiques
2.4.1.1. Densité relative
2.4.1.2. Indice de réfraction
2.4.2. La chromatographie en phase gazeuse
2.4.2.2. L’appareillage
a. L’injecteur
b. La colonne chromatographique
c. Le détecteur
2.4.2.3. L’identification
2.4.3. La spectrométrie de masse
2.5. Le Traitement statistique des données
2.5.1. L’Analyse en Composantes Principales
2.5.2. La Classification Ascendante Hiérarchique
2.5.3. L’Analyse Factorielle Discriminante
Conclusion partielle II
3ème partie : RESULTATS DES ANALYSES AUX LABORATOIRES
1. Les huiles essentielles de feuilles de Cinnamosma fragrans
1.1. Rendement d’extraction
1.1.1. Rendement par rapport à la matière fraîche
1.1.2. Rendement par rapport à la matière sèche
1.2. Caractéristiques physico-chimiques
1.3. Caractéristiques organoleptiques de Cinnamosma fragrans
1.4. Composition chimique de l’huile essentielle de Cinnamosma fragrans
2. Les huiles essentielles de feuilles de Cinnamosma madagascariensis
2.1. Rendement d’extraction
2.1.1. Rendement par rapport à la matière fraîche
2.1.2. Rendement par rapport à la matière sèche
2.2. Caractéristiques physico-chimiques
2.3. Caractéristiques organoleptiques de Cinnamosma madagascariensis
2.4. Composition chimique de l’huile essentielle de Cinnamosma madagascariensis
Conclusion partielle III
4èmePartie : RESULTATS STATISTIQUES ET INTERPRETATIONS
1. Etude de la variation saisonnière de la composition chimique par Site de collecte
1.1. Site de Katsepy
1.1.1. Analyse en Composantes Principales (Katsepy)
1.1.1.1. Test de sphéricité de Bartlett
1.1.1.2. Valeurs propres
1.1.1.3 Résultats et interprétations
1.1.2. Classification Ascendante Hiérarchique (Katsepy)
1.1.3. Analyse Factorielle Discriminante (Katsepy)
1.1.3.1. Test de lambda de Wilks
1.1.3.2. Valeurs propres
1.1.3.3. Résultats et interprétations
1.2. Site de Tsaramandroso
1.2.1. Analyse en Composantes Principales (Tsaramandroso)
1.2.1.1 Test de sphéricité de Bartlett
1.2.1.2 Valeurs propres
1.2.1.3. Résultats et interprétations
1.2.2. Classification Ascendante Hiérarchique (Tsaramandroso)
1.2.3. Analyse Factorielle Discriminante (Tsaramandroso)
1.2.3.1. Test de lambda de Wilks
1.2.3.2. Valeurs propres
1.2.3.3. Résultats et interprétations
1.3. Site d’Ambohitantely
1.3.1. Analyse en Composantes Principales (Ambohitantely)
1.3.1.1. Test de sphéricité de Bartlett
1.3.1.2. Valeurs propres
1.3.1.3. Résultats et interprétations
1.3.2. Classification Ascendante Hiérarchique (Ambohitantely)
1.3.3. Analyse Factorielle Discriminante (Ambohitantely)
1.3.3.1. Test de Lambda de Wilks
1.3.3.2. Valeurs propres
1.3.3.3. Résultats et interprétations
1.4. Site de Tampolo
1.4.1. Analyse en Composantes Principales (Tampolo)
1.4.1.1. Test de sphéricité de Bartlett
1.4.1.2. Valeurs propres
1.4.1.3. Résultats et interprétations
1.4.2. Classification Ascendante Hiérarchique (Tampolo)
1.4.3. Analyse Factorielle Discriminante (Tampolo)
1.4.3.1. Test de lambda de Wilks
1.4.3.2. Valeurs propres
1.4.3.3. Résultats et interprétations
2. Caractérisation des huiles essentielles de C. fragrans et C. madagascariensis
2.1. Analyse en Composantes Principales globale
2.1.1 Test de sphéricité de Bartlett
2.1.2. Valeurs propres
2.1.3. Résultats et interprétations
2.2. Classification Ascendante Hiérarchique globale
2.3. Analyse Factorielle Discriminante globale
2.3.1. Test de Lambda de Wilks
2.3.2. Valeurs propres
2.3.3. Résultats et interprétations
3. Bilan de l¶étude de la caractérisation des échantillons
Conclusion partielle IV
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE

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