Rôle des huiles essentielles dans la plante

Rôle des huiles essentielles dans la plante

Expression, Macération et Exsudation.

L’expression c’est une technique « physique » qui consiste à écraser les zestes pouren extraire les essences. Dans la pratique, seules les essences d’agrumes sont préparées seloncette méthode ; il s’agit donc d’une technique simple, pratique, peu coûteuse mais d’emploilimité. Cette méthode qui s’applique aux pétales de fleurs fragiles ne supportant pas lestempératures élevées, n’est pratiquement plus utilisée. Les fleurs sont mises en contact avecun corps gras dans le but de le saturer. La pommade florale obtenue est ensuite épuisée par unsolvant que l’on élimine sous pression réduite.      L’effleurage se présente sous deux méthodes qui nécessitent beaucoup de temps. La première consiste à déposer le solvant et les matières végétales sur des châssis vitrés pour avoir une pommade de haute qualité, tandis que la deuxième est une pulvérisation d’un beurre solide qui peut fondre sur les matières végétales, pour une récupération d’un produit actif très aromatique. Pour la macération, les plantes sont macérées dans des huiles et l’on récupère lescomposés liposolubles. L’exsudation consiste à recueillir le liquide qui s’écoule spontanément du matériel végétal ou à la suite d’uneincision. L’extrait obtenu est en général soumis à unehydrodistillation pour en extraire l’huile essentielle (comme l’huile essentielle d’encens,obtenue par hydro distillation à partir de Boswellia carterii).

Rôle des Terpènes Synthases (TPS)

Les terpènes synthases catalysent la formation des hémiterpènes, (C5), monoterpènes (C10), sesquiterpènes (C15) ou diterpènes (C20) respectivement à partir des substrats PPDMA, PPG, FPP ou PPGG. De nombreux terpènes synthases ont été caractérisés. Dans le règne végétal certaines de leurs gènes ont été décodées, à partir de plantes modèles représentant les genres Arabidopsis, Picea, Medicago, ainsi qu’à partir du maïs, du riz ou de la tomate. Certaines TPS sont spécifiques d’un terpène tandis que d’autres sont capables de catalyser la formation de mélanges complexes de produits avec une grande mono – et stéréospécificité (Tholl, 2006). Elles jouent un rôle essentiel dans la diversité et la régulation des structures terpéniques. Les terpènes sont effectivement impliqués dans différentes fonctions écologiques et physiologiques et leur formation est directement liée à l’expression des gènes des terpènes synthases correspondantes, au cours du développement de la plante ou en réponse à des facteurs environnementaux biotiques ou abiotiques (Annexe 5).De nombreuses étudesont été menées dans ce domaine. Il a été montré, par exemple, quecertains gènes des TPS sont largement exprimés dans les fruits ou les fleurs alors que d’autresne le sont pas, dans ces mêmes organes, qu’à certains stades de leur développement (lors de lamaturation des fruits par exemple). Il a été montré que les terpènes volatils sont émis par lesfleurs à partir de tissus spécifiques pour attirer les insectes pollinisateurs mais également pour défendre les tissus floraux de l’agression des microorganismes pathogènes, des insectes ou des herbivores. De même, une augmentation de l’expression des gènes des TPS et de l’émission volatile des terpènes correspondants peut être induite localement par un traumatisme subit par la plante (lumière, chaleur, agression physique du tissu). A l’inverse des parties aériennes, les racines ont été moins étudiées. Quelques terpènes synthases ont néanmoins été identifiés. Chez l’espèce Arabidopsis, il a été montré, par exemple, que le gène de la cinéole synthase et celui de la (Z)- γ-bisabolène synthase sont exprimés spécifiquement dans les « stèles » des jeunes racines, dans le cortex et l’épidermedes racines plus anciennes. Cette observation soulève la question de la fonction biologique des terpènes dans les racines au cours du développement de la plante. Une augmentation de leur biosynthèse dans des conditions de stress a également été rapportée. La connaissance de ces phénomènes présente un intérêt certain dans la perspective d’une
régulation métabolique et génétique de la biosynthèse des arômes mais également pour une
application potentielle dans le domaine phytosanitaire.

Biosynthèse des structures aromatiques

Les composés aromatiques des végétaux sont issus de deux voies biosynthétiques majeures : La voie de l’acide shikimique qui est la plus courante et qui conduit principalement aux acides cinnamiques et à leurs dérivés via les acides aminés aromatiques (phénylalanine, tyrosine). Les deux précurseurs de cette voie biosynthétique sont le phospho-énol-pyruvate et l’érythrose-4-phosphate qui conduit par une série de réactions à l’acide shikimique, métabolite central de l’élaboration des composés aromatiques (Annexe 10).La voie de l’acétate (rattachée à la biosynthèse des lipides) qui conduit aux poly -céto esters engendrant par cyclisation des dérivés cycliques tels que les polyphénols (phloroglucinols, chromones, isocoumarines…).L’allongement des composés de type Ar-C3 par additions successives d’unités, les dicarbonées, est un processus fréquent chez les végétaux : il est à l’origine de composés non volatils tels que les styrylpyrones (Ar-C3+2xC2), des stilbénoïdes, des flavonoïdes, des isoflavonoïdes (Ar-C3+3xC2). Le mécanisme de l’addition des unités dicarbonées sur la chaîne latérale des acides cinnamiques est tout à fait similaire au processus d’allongement des polyacétates : la molécule initiatrice (le starter) est convertie en ester du coenzymeA et les éléments dicarbonés sont apportés sous la forme activée de malonyl-coenzyme A. On notera également l’existence de structures aromatiques d’origine terpénique (p-cymène, thymol, carvacrol et dérivés).

Table des matières

I – INTRODUCTION
II. BIBLIOGRAPHIE 
II-1 Les huiles essentielles
II-1-1 Historique des huiles essentielles 
II-1-2 Définition des huiles essentielles 
II-1-3 Cinnamosma fragrans
II-1-4 Rôle des huiles essentielles dans la plante
II-1-5 Répartition et localisation des huiles essentielles dans la plante
II-1-6 Techniques d’extractions des huiles essentielles
a) Extraction au solvant et extraction au CO2 
b) Expression, macération et exsudation 
c) Hydro distillation 
d) Entraînement à la vapeur (hydro diffusion) 
e) La pyrogénation 
f) Micro-ondes 
II-1-7 Composition chimique des huiles essentielles
II-1-8 Facteurs influençant la composition de ses huiles essentielles 
a) L’espèce botanique 
b) Le chémotype
c) Le cycle végétatif 
d) La période de récolte 
e) L’organe végétal 
f) Les facteurs extrinsèques 
g) Les procédés d’obtention 
II-1-9 Les classes chimiques des huiles essentielles
a) Les terpenoïdes 
b) Les composés aromatiques 
c) Les composés alyphatiques 
d) Les composés d’origine divers 
II-1-10 Biosynthèse des composés volatiles
II-1-10-1 Les terpènes
a) Voie de l’acide mévalonique 
b) Voie du 1-désoxy-D-xylulose-5-phosphate 
c) Condensation des motifs isopréniques 
d) Rôle des Terpènes Synthases (TPS) 
e) Biosynthèse des monoterpènes 
- Obtention des monoterpènes acycliques 
- Obtention des monoterpènes cycliques 
f) Biosynthèse des sesquiterpènes 
- Biosynthèse des sesquiterpènes acycliques 
- Biosynthèse des sesquiterpènes cycliques 
g) Biosynthèse des structures aromatiques 
h) Les dérivés aliphatiques
II-1-11 Propriétés des huiles essentielles
a) Caractéristiques physiques 
II.1.12 Domaine d’utilisation des huiles essentielles 
- Pharmacie 
- Parfumerie 
- Industrie Agro-alimentaire 
- Diverses industries 
II-2 Activités biologiques des huiles essentielles 
II-2-1. Activité pesticide 
II-2-2. Activité antiseptique et sur les affections respiratoires 
II-2-3. Activités anthelminthique 
II-2-4. Activités antioxydants 
II-2-5. Activités anti-inflammatoires 
II-3 Mécanismes d’action des huiles essentielles 
II-3-1 Cytotoxicité 
II-3-2 Phototoxicité 
II-3-3 Mutagénicité nucléaire 
II-3-4 Mutagénicité cytoplasmique 
II-3-5 Cancérogénicité des huiles essentielles 
II-3.6 Propriétés antimutagéniques des huiles essentielles 
II-3.7 Mécanismes des dommages mitochondriaux et effets cytotoxiques prooxydants
II-4. Activite antimicrobienne des huiles essentielles 
II-4-1 Essai des huiles essentielles pour la propriété antimicrobienne (CMI et CMB)
a) La Concentration Minimale Inhibitrice (CMI) 
b) La Concentration Minimale Bactéricide (CMB) 
c) Souches microbiennes 
II-4-2. Rôle de la méthode dans la détermination de l’activité 
a) Méthode de diffusion (aromatogramme) 
b) Méthode de microdilution 
1-4-3. Les effets antimicrobiens des composants d’huiles essentielles 
Activité liée à la composition chimique 
II-4.4- : Structure générale des principaux agents antimicrobiens 
a) Alcools et phénols 
b) Terpènes 
c) Alcool de terpènes 
d) Aldéhydes 
e) Cétones 
f) Esters 
g) Oxydes 
II-5. Crevetticulture 
II-5-1. Généralités 
Situation de la crevetticulture à Madagascar 
II-5-2. Cycle biologique de la crevette Penaeus monodon 
a) Taxonomie 
b) Morphologie 
II-5-3. Système d’élevage 
a) Elevage extensif 
b)Elevage semi-intensif 
c) Elevage intensif 
II-5-4.Technologies d’élevage de crevette Penaeus monodon 
II-5-5. L’écloserie 
a). L’unité de maturation 
b). L’unité de pondoir 
c). L’Unité d’élevage larvaire 
d). L’unité de nurserie 
e). L’unité de production d’Artemia 
f). L’unité de production d’algues unicellulaires 
g). L’unité de pathologie 
II-5-6. Pré-grossissement et grossissement 
II-5-7. Maladie et prévention 
a) Les vibrioses 
- Caractérisation des vibrios 
-Morphologie et structure des vibrios 
- Croissance 
b) l’hépatopancréatite nécrosante (NHP) 
II-5-8 Utilisation des antibiotiques en aquaculture
II-5-9. Résistance bactérienne aux antibiotiques en aquaculture 
Apparition et développement de la résistance bactérienne aux antibiotiques
II-5-10. Alternatives aux antibiotiques 
III. MATERIELS ET METHODES 
III.1. Le matériel végétal et la procédure d'extraction d’huile essentielle 
III.1.1. Origine des matériels végétaux
III.1.2. Extraction des huiles essentielles de C .fragrans 
III.2. Analyse chimique 
III .2.1.Détermination de la matière sèche des feuilles de C. fragrans 
III.2. Détermination du rendement en huile essentielle 
III.2.3 La densité relative à 20°C 
III.2.4 Pouvoir rotatoire : NFT 75-113 
III.2.5. Analyses chromatographiques (GC) et chromatographies couplés à la spectrométrie de
masse (Couplage CG/SM) 
a) Les indices de rétention 
b) Calcul des indices de Kovats 
c) Méthode d'ajout (identification par enrichissement). 
III.2.6. Etude des effets dates de récolte sur les compositions chimiques de C. fragrans
III.3. Matériel animal 
III.3.1. Origine des larves et développement larvaire (Penaeus monodon) 
III.3.2 Méthodes d’élevage à l’écloserie 
III.3.2.1. Les principales données d'élevage 
III.3.2.2. Réception et acclimatation des Nauplius 
III.3.2.3. Contrôle qualité de l’élevage larvaire 
a) Observation des aquariums et des larves 
b) Propreté des larves et localisation de la nécrose externe 
III.3.2.4. Mesure des paramètres abiotiques
III.3.2.5. Alimentation des larves 
III.4. Utilisation de l’huile essentielle de C. fragrans et l’antibiotique (erythromycine)
III.4.1. Etude de la dose létale 50 (DL50) et la dose de l’huile essentielle de
C. fragrans utilisée in-vivo … 
III.4.2. Activité antimicrobienne de l’huile essentielle de C. fragrans 
III.4.2.1. Espèces microbiennes 
III.4.2.2. Test des fractions volatiles de l’huile essentielle de C .fragrans 
III.4.2.3. Choix des émulsifiants utilisés en crevetticulture 
III.4.3. Détermination de la concentration minimale inhibitrice (CMI) et concentration minimale
bactéricide (CMB) 
III.4.4. Utilisation de l’huile essentielle et l’antibiotique en crevetticulture 
III.4.5.. Concentration bactérienne et isolement des souches: 
III.4.6. Le taux de survie des larves 
III.5. Identification des souches microbiologiques 
III.5.1. Isolement 
III.5.2. La préparation des échantillons des larves et d’eau d’élevage
- Dilution de la suspension mère 
- Ensemencement bactérien 
III.5.3 Comptages des colonies bactériennes (cfu/ml) dans des prélèvements larvaires et les
prélèvements d’eau d’élevage 
III.6. Identification 
a) Coloration gram 
b) Recherche de l’oxydase 
c) Recherche de catalase 
d) Identification avec Galerie API-20E et API-20NE 
III.7 L'analyse statistique des résultats 
IV-RÉSULTATS 
IV.1: Récoltes des feuilles de Cinnamosma fragrans 
IV.2. Composition physico-chimique de C. fragrans 
IV .2.1. : Matière sèche et rendement en huile essentielle des feuilles de C. fragrans..
IV.2.2. Densité relative à 20°C, l’indice de réfraction à 20°C, et le pouvoir rotatoire des huiles
essentielles de C. fragrans 
IV.2.3. Composition chimique des huiles essentielles des feuilles de C. fragrans
V.2.4. Les effets dates de récoltes des huiles essentielles de Cinnamosma fragrans 
IV.3. Activité antimicrobienne de l’huile essentielle de C.fragrans (in-vitro) 
IV.3.1 Effet des fractions volatiles de l’huile essentielle de C.fragrans en microplaques
IV.3.2. Influence de la concentration des agents émulsifiants (Tween 20, Tween 80, DMSO et
Triton X 100) sur les croissances des bactéries 
IV.3.3. Identification des isolats de larves et de l’eau d’élevage de l’écloserie 
IV.3.4.Détermination de CMI et CMB de C. fragrans avec des souches de références et les
souches isolées de l’écloserie 
IV.3.5. Résultats in-vivo de l’application de l’huile essentielle de C.fragrans et de l’antibiotique
(Erythromycine) en crevetticulture 
IV.3.5.1. Résultats du test de toxicité (DL50) des quatre stades larvaires de P. monodon avec
l’huile essentielle de C. fragrans (B8 et B 143) 
IV.3.5.2. Effet de l’utilisation de l’huile essentielle de C.fragrans et l’antibiotique
(Erythromycine) sur les larves et l’eau d’élevage larvaire 
V. DISCUSSION 
VI. CONCLUSION 
VII. PERSPECTIVES 
VIII. RÉFÉRENCES 
ANNEXES 

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