Soutenance mémoire
Définitions et caractéristiques
Les huiles essentielles sont des extraits concentrés et hydrophobes de plantes aromatiques ; elles sont constituées de composés aromatiques et volatils. L’extraction se fait à partir de différentes parties de la plante : les feuilles, les tiges, les fruits, les fleurs et même les écorces et les racines (BRUNETON, 1987). Ce sont des métabolites secondaires synthétisés par les plantes comme moyens de défense contre les ravageurs phytophages. Le rôle exact des huiles essentielles dans les plantes n’est pas encore bien connu, mais plusieurs hypothèses ont été avancées. Ainsi, certains auteurs pensent qu’elles servent à réduire la compétition des autres espèces par inhibition chimique de leur germination. D’autres suggèrent qu’elles servent à repousser ou attirer les insectes, dans ce dernier cas, pour favoriser la pollinisation. D’autres encore les considèrent comme une source énergétique qui en facilitant certaines réactions chimiques aide à conserver l’humidité des plantes dans les climats désertiques (MOHAMMEDI, 2006 ; BASTIEN, 2008). Les huiles essentielles sont constituées en moyenne de 20 à 60 substances différentes mais certaines peuvent en contenir jusqu’à 300 comme c’est le cas de la lavande vraie (BASTIEN, 2008). Il parait nécessaire de préciser les termes et les définitions suivants :
• Le mot essence désigne l’ensemble des substances aromatiques volatiles synthétisées dans le cytoplasme des cellules sécrétrices d’une plante aromatique. L’essence est à l’origine des parfums exhalés par le végétal et peut se retrouver dans différentes parties de la plante. ;
• Le terme huile essentielle désigne les concentrés d’essence distillée. Elle est extraite de la matière végétale par entrainement à la vapeur d’eau ou par expression ou par tout autre mode d’extraction (RAKOTOMALALA, 2004).
• Il existe une grande différence entre huile essentielle et huile végétale : les huiles essentielles sont volatiles et odorantes et ne contiennent pas de matières grasses ; les huiles végétales sont obtenues le plus souvent par expression des graines, et sont constituées en majorité de corps gras (BASTIEN, 2008).
Plusieurs familles de plantes comprennent des genres aromatiques. Parmi celles-ci, on peut citer les Rutacées qui comprennent les différentes espèces de Citrus, les Myrtacées parmi lesquelles se trouve le genre Eucalyptus, ou encore les Lauracées comme la plante qui nous intéresse,…
Généralement, les huiles essentielles se présentent sous forme de liquides peu ou pas colorés. La plupart d’entre elles dévient la lumière polarisée, mais toutes ont des indices de réfraction élevés. Leurs densités sont le plus souvent inférieures à celle de l’eau bien qu’il existe des huiles essentielles dites lourdes comme celle du girofle. Elles sont liposolubles et solubles dans les solvants organiques usuels, mais très peu solubles dans l’eau, c’est pour cela qu’elles sont qualifiées d’huiles. Les huiles essentielles se différencient entre elles par leurs indices physico-chimiques (indice de réfraction, pouvoir rotatoire, indice d’acide,…), ainsi que par leurs constituants chimiques qui sont très variés (VALISOLALAO, 1990).
Composition chimique (BRUNETON, 1993)
Les huiles essentielles sont des mélanges complexes de composés très divers. Cependant, les constituants peuvent être classés dans les trois catégories suivantes: les terpénoïdes, les composés aromatiques et les composés minoritaires de différentes familles chimiques.
Les terpénoïdes
Les terpènes sont formés par l’assemblage de plusieurs unités isopréniques (5 atomes de carbone). Ce sont les composés majoritaires dans la plupart des huiles essentielles. Cellesci contiennent principalement des monoterpènes (10 atomes de carbone), des sesquiterpènes (15 atomes de carbone) et plus rarement des diterpènes (20 atomes de carbone). De poids moléculaire peu élevé, toutes ces substances sont les plus volatiles du groupe des terpénoïdes. Les terpènes sont présents sous forme d’hydrocarbures ou de dérivés oxygénés (alcools, cétones, phénols,…) qui peuvent être acycliques (myrcène, géraniol,…), monocycliques (p cymène, β-bisabolène, menthone, menthols…) ou bicycliques (sabinène, thuyones, acétate d’isobornyle,…).
Les composés aromatiques
Ce sont des dérivés du phénylpropane Ils sont beaucoup moins fréquents que les terpènes bien qu’il existe quand même des huiles essentielles à forte teneur en composés aromatiques, comme l’eugénol du girofle . Ce sont le plus souvent des allyl- et prophénylphénols, parfois des aldéhydes. La vanilline ou l’anthranilate de méthyle peuvent également se rencontrer.
Les autres composés
Du fait de leur mode d’extraction, les huiles essentielles peuvent renfermer des composés aliphatiques de faible poids moléculaire entrainables lors de l’hydrodistillation. Ce sont des carbures, ou des acides volatils, des alcools, des esters acycliques,…
Variabilité des huiles essentielles
La composition chimique dans une même espèce (race chimique ou chimiotype) dépend de nombreux facteurs :
• L’âge de la plante et le stade du cycle végétatif de la plante au moment de la récolte conduisent à des huiles essentielles différentes ;
• L’organe à partir duquel l’extraction a été faite : l’huile essentielle obtenue à partir de l’écorce peut être très différente de celle des feuilles. Par exemple, chez le cannelier (Cinnamomum zeylanicum), l’essence de feuilles est riche en eugénol alors que dans l’essence d’écorce c’est le cinnamaldéhyde qui prédomine en quantité ;
• Le climat : une même espèce poussant dans deux régions différentes produit des essences différentes. C’est le cas du thym (Thymus vulgaris) qui présente plusieurs chimiotypes différents selon qu’il pousse en région chaude ou en région froide ;
• Le stockage : les constituants des huiles essentielles sont instables et peuvent subir des modifications si les conditions de stockage ne sont pas appropriées. L’exposition à la lumière, à de trop fortes températures ou à l’air conduisent à des altérations telles que l’isomérisation, l’oxydation,… Celles-ci se manifestent par des changements de couleur, de consistance ou d’efficacité du produit ;
• Le mode d’extraction : au cours de l’hydrodistillation, l’eau, la température peuvent induire des réarrangements, des oxydations,…
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
GENERALITES SUR LES HUILES ESSENTIELLES
1. Définitions et caractéristiques
2. Composition chimique
2.1. Les terpénoïdes
2.2. Les composés aromatiques
2.3. Les autres composés
3. Les principaux constituants et leurs propriétés biologiques
4. Variabilité des huiles essentielles
5. Utilisation des huiles essentielles
6. Les différents procédés d’extraction
6.1. L’hydrodistillation
6.2. L’hydrodiffusion
6.3. L’expression
6.4. L’enfleurage
6.5. L’extraction par des solvants organiques volatils
6.6. L’extraction par fluide supercritique
6.7. La distillation assistée au four à micro-ondes
PREMIERE PARTIE : EXTRACTION ET CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE DE L’HUILE ESSENTIELLE
1-INTRODUCTION
2-MATERIEL ET METHODES
2.1. Matériel
2.1.1. Le matériel végétal
2.1.1.1. Classification
2.1.1.2. Description botanique
2.1.1.2.1. Description du genre Ocotea
2.1.1.2.2. Description de l’espèce Ocotea laevis Kost
2.1.1.3. Distribution géographique
2.1.1.4. Date et lieu de récolte
2.1.1.5. Conservation du matériel végétal
2.1.2. Les produits chimiques
2.2. Méthodes
2.2.1. Méthode d’extraction : l’hydrodistillation
2.2.1.1. Principe
2.2.1.2. Mode opératoire
2.2.2. Méthodes de caractérisation physique
2.2.2.1. Détermination de la densité relative
2.2.2.1.1. Principe
2.2.2.1.2. Mode opératoire
2.2.2.2. Détermination de l’indice de réfraction
2.2.2.2.1. Principe
2.2.2.2.2. Mode opératoire
2.2.2.3. Détermination du pouvoir rotatoire
2.2.2.3.1. Principe
2.2.2.3.2. Mode opératoire
2.2.3. Méthodes de caractérisation chimique
2.2.3.1. Détermination de l’indice d’acide
2.2.3.1.1. Principe
2.2.3.1.2. Mode opératoire
2.2.3.2. Détermination de l’indice d’ester
2.2.3.2.1. Principe
2.2.3.2.2. Mode opératoire
2.2.3.3. Evaluation de la miscibilité à l’éthanol
2.2.3.3.1. Principe
2.2.3.3.2. Mode opératoire
2.2.3.4. Chromatographie en phase gazeuse
2.2.3.4.1. Principe
2.2.3.4.2. Mode opératoire
3-RESULTATS
3.1. Rendements d’extraction
3.2. Résultats de la caractérisation physique
3.3. Résultats de la caractérisation chimique
3.4. Résultats de l’analyse par CPG/DIF de l’huile essentielle
4-DISCUSSION ET CONCLUSION
DEUXIEME PARTIE : ETUDE BIOLOGIQUE DE L’HUILE ESSENTIELLE
1. INTRODUCTION
2. MATERIEL ET METHODES
2.1. Matériel
2.1.1. Matériel biologique
2.1.1.1. Les souris
2.1.1.2. Les larves de moustique
2.1.1.3. Les souches de bactéries
2.1.2. Matériels de laboratoire
2.1.2.1. Les milieux de culture microbienne
2.1.2.2. Les réactifs
2.1.2.3. La verrerie
2.2. Méthodes
2.2.1. Tests de toxicité aiguë
2.2.1.1. Principe
2.2.1.2. Mode opératoire
2.2.2. Tests d’activité larvicide
2.2.2.1. Principe
2.2.2.2. Mode opératoire
2.2.3. Tests d’activité antibactérienne
2.2.3.1. Stérilisation
2.2.3.2. Coloration Gram
2.2.3.2.1. Principe
2.2.3.2.2. Mode opératoire
2.2.3.3. Méthode des disques sur milieu solide ou aromatogramme
2.2.3.3.1. Principe
2.2.3.3.2. Mode opératoire
2.2.3.4. Evaluation de la concentration minimale inhibitrice en milieu solide (CMI)
2.2.3.4.1. Principe
2.2.3.4.2. Mode opératoire
2.2.3.5. Méthode des microathmosphères ou aérodiffusion
2.2.3.5.1. Principe
2.2.3.5.2. Mode opératoire
2.2.4. Tests d’activité antioxydante (test au DPPH)
2.2.4.1. Définition et intérêt des antioxydants
2.2.4.2. Principe
2.2.4.3. Mode opératoire
3. RESULTATS
3.1. Toxicité aiguë sur souris
3.2. Effets sur les larves de moustiques
3.3. Résultats des tests d’activités antibactériennes
3.3.1. Résultats de l’aromatogramme
3.3.2. CMI en milieu solide
3.3.3. Résultats pour les microatmosphères ou aérodiffusion
3.4. Activités antioxydantes
4. DISCUSSION ET CONCLUSIONS
CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
