LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE MOHAMED SEDDIK DENY AIDA - JIJEL
FA CUL TE DES SCIENCES EXACTES ET INFORMATIQUE DEP ARTEMENT DE CHIMIE
Projet de fin d'etude pour l'obtention du diplome du
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Option : chimie organique
Presente par :
M": SAMAH WISSAME MU: MESSAOUDA MELEK
Devant le membre du Jury :
Mr A .BOUDJERDA Mr KBOUCHOIT Mr B.KOUJSSA
Universite de Jijel Universite de Jijel Universite de Jijel
Promotion 201512016
.1 .-< 4 h
... QQt,.Qb, ... : aJi!Wt.JJ
President Examinateur Encadreur
:Nous remercioris tout a'a6ora (])ieu ae nous avoir offert tous ce que nous posseaoris et aonne
(a force et f.e couraoe pour realiser ce travai!
:Nos sinceres remerciements vont e9af.ement a :
:Notre encatfreur 9'1.onsieur 'l(ouissa (]Jraliime,pour avoir accepte ae tfi:rilJer (a
reali.sation tfe ce mimoire ainsi que pour son aitfe et ces
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corisei/S.Nous assuroris notre profontf respect
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mem6res tfu jury : qui ont acceptis ce tfe soutnance.d'eJ(.aminer notre travai!
P.nfi.n nous tenous a remercier tous nos ancieris eriseignents tfes trois cycf.es, primaire, moyene et secontfaire,ainsi que nos eriseignents tfe tfipartement tfe science eJ(.acte et infonnatique tfe r universiti tfe Jije{ et sourtout (a promotion tfe
cliimie or9anique, tous f.es ineeniures tfe fa6oratoire tfe cliimie ,et tous
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ont aitfis tfe pres OU tfe (.oin a reaUser Ce motfest travai!
Ce memmre si/Jne fa fin ae mes etutfes, je remercie tous ceiq:_ qui m 'ont aitfee et soutenue pencfant ces Con9ues annees :
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mere et mon pere et toute ma fami,({e, mes proches cli.eres sreurs (Patima et 'Wid'ad)ｾｯｮ＠
mari Soufiane pour Ceur patience, comprehension toute ma fami,({e et mes amisｾ･ｲｩ･ｭＬ＠
'l(fialissa et Soumia.Ceur soutien et Ceur aitfe pour Ceur aisponi6iliti, et Ceurs services intfispensa6Ces
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Sans ou6Cier toute {a promotion tfe master II cli.imie or9anique ae r universite tfe JijeC.
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pour 6atir {a mienne, qui par Ceursｰｲ･ｾ＠
consei/S et soutiens, ont su me euitfer vers {a reussite.Je Ceurs aeaie, tous ce travail en si/Jne ae ma profonae tencfresse et ma sincere amitii a tous mes enseilJnants.
®same
Je tfeaie ce mim<rire
JI ma famU!e; ma mere, mon pere, mes slZurs et mes freres,
}f. mes proches, }f. mon epowc
}f. mes colleges en master chimie organiq_ue, }f. mes amis,
}f. mes enseifJnants,
« !Messaoutfa »
CCM : Chromatographie sur Couche Mince
°C : degre Celsius cm3: centimetre cube
CLHP : Chromatographie Liquide a Haute Performance CPG : Chromatographie en Phase Gazeuse
Hd: Hydrodistillation d: densite
g: Gramme
GPC: Chromatographie en Phase Gazeuse
GPC/SM : Chromatographie en Phase Gazeuse couplee a la spectrometrie de masse Hd : Hydrodistillation
HE : Huile essentielle Ir : Indices de Retention
ISO : Organisation intemationale de normalisation JC: Jesus Chris
MHE : masse d'huile essentielle de hydrodistillation mm : millimetre
Mso: masse de l'extrait de soxhlet
OMS (WHO): Organisation Mondiale de la Sante (World Health Organization) PAM : Plantes Aromatiques Medicinales
pH : Potentiel d'hydrogene Rdt : Rendement
Rf : Rapport frontale
RMN : La Resonnance Magnetique Nucleaire Tr: Temps de retention
UV : Ultra-violet
% : Pourcentage µl : microlitr
Figure 01: Usage des herbes aromatiques par les Egyptiens ... 03
Figure 02: Les etapes de !'extraction des huiles essentielle ... 06
Figure 03: Une unite d'isoprene ... 07
Figure 04: Structure chimique de quelques monoterpenes extraits des H.E ... 07
Figure 05: Structure chimique de quelques sesquiterpenes extraits des H.E ... 08
Figure 06: Structure de quelques composes des huiles essentielles phenylpropanoides ... 08
Figure 07: Extraction par expression a froid ... 14
Figure 08: L 'hydrodistillation traditionnelle. . ... 15
Figure 09: Le montage d'hydrodistillation ... 15
Figure 10: Montage d'entrarnement a la vapeur d'eau ... 16
Figure 11: Procede d'hydrodiffusion ... 16
Figure 12: Appareil de Soxhlet ... 17
Figure 13: Appareil de Lickens Nickerson ... 17
Figure 14: Montage d'extractionpar le C02 supercritique ... 18
Figure 15: Extraction assiste par micro-onde ... 19
Figure 16: Aire de repartitions de la menthe par le monde ... 21
Figure 17: Menthe pulegium ... 21
Figure 18: Montage d'hydrodistillation ... 28
Figure 19: Rota-vapeur ... 29
Figure 20: Extracteur Soxhlet. ... 29
Figure 21: Revelateur UV visible ... 31
Figure 22: Refractometre pour mesurer les indices de refraction ... .35
Figure 23: pH metre ... 35
Figure 24: L'extrait de soxhlet, HE de hydrodistillation et le menthol.. ... 35
Figure 25: Les chromatographies des huiles essentielles ... .39
Figure 26: Les plaques C.C.M des trois menthols ... .41
Tableau 01 : Estimation de la production mondiale des huiles essentielles les plus representatives (en milliers de dollars) ... 05 Tableau 02: Exemples de la diversite d'applications des huiles essentielles ... 10 Tableau 03: Composition chimique des huiles essentielles extraites de Menthe pulegium (en%) ... 23 Tableau 04: Les appareils de laboratoire utilises ... 26 Tableau 05: L'aspect, la couleur et l'odeur de l'huile essentielle etudiee selon la norme AFNOR ... 36 Tableau 06: les rendements obtenus ... 37 Tableau 07: L'indice de refraction obtenue ... 37
Introduction generale
Chapitre I: Generalites sur les plantes et les huiles essentielles
1.1 Genialite ... 1
1.2 Les plantes medicinales ... 1
1.2.1 Definition ... 1
1.3 Plantes aromatique ... 2
1.3 1 Definition ... 2
1.4 La phytotherapie ... 2
1.4.1 Definition ... 2
1.5 Les types de phytotherapie ... 2
1.5.1 L'aromatherapie ... 2
1.5.2 La gemmotherapie ... 2
1.5.3 L'herboristerie ... 3
1.5.4 L'homeopathie ... 3
1.5.5 La phytotherapie chinoise ... 3
1.5.6 La phytotherapie pharmaceutique ... 3
1.6 Historique sur les huiles essentielles ... 3
I. 7 Definitions des huiles essentielles ... .4
1.8 Proprietes physico-chimique des huiles essentielles ... .4
1.9 Localisation des huiles essentielles dans la plante ... 4
1.10 Le marche international des huiles essentielles ... 5
1.11 Les etapes de l'obtention d'une huile essentielle ... 5
1.12 Composition chimique des huiles essentielles ... 6
1.12.1 Les terpenoi'des ... 6
1.12.1.1 Les monoterpenes ... 7
1.12.l .2 Les sesquiterpenes ... 7
1.12.1 .3 Les diterpenes ... 8
1.12.2 Les phenylpropanoi'des ... 8
1.12.3 Les composes d'origines diverses ... 9
1.13 Facteur influenc;ant la composition chimique d'HE ... 9
I.14Domaine d'application des huiles essentielles ... 9
1.15 Activites biologiques ... 10
1.15.3 Proprietes antihelminthiques ... .11
1.15. 4 Proprietes antibacteriennes et antifongiques ... 11
1.15.5 Proprietes pesticides ... 11
1.15.6 Proprietes irritantes ... 11
I.16 Conservation des huiles essentielles ... 11
I. I 7 La to xi cite des huiles essentielle ... 12
Chapitre II: Les procedes d'extraction et d'analyse des huiles essentielles II Generalite ... 13
II.1 Les procedes d'extraction et d'analyse des huiles essentielles ... 13
II.1.1 Extraction par expression a froid ... 13
II. l. 2 Hydrodistillation ... 14
II.1.3 Entrainement a la vapeur d' eau ... 15
II.1.4 L 'hydrodiffusion ... 16
II.1.5 L'extraction par solvant organique volatil. ... .17
II.1.6 Extraction par C02 super critique ... 18
II.1. 7 Extraction sans solvant assistee par micro-ondes ... .18
II.2.Les methodes d'analyse des huiles essentielles ... .19
II.2.1 Chromatographie en phase gazeuse (CPG) ... 19
II.2.2 Chromatographie en phase gazeuse couplee a la spectrometrie de masse (GPC/SM) ... 19
Chapitre III: Description de la plante III. I Histoire des huiles essentielle ... 21
III.2 Distribution et habitat. ... 21
IIl.3 Description botanique de la plante ... 21
III.3.1 Les noms vemaculaires ... 22
III.3.2 Position systematique ... 22
III.4 La famille des Lamiaceae ... 23
III.5 Composition chimique ... 23
ill.6 Proprietes therapeutiques ... 24
Chapitre IV : Materiels et methodes V. l Objectif ... 25
V.2.1 Recolte ... 25
IV.2.2 Sechage ... 25
IV.3.2 Les reactifs et produits utilises ... 27
IV.3.2.1 Les produits ... 27
IV.4 Methode experimentale ... 28
IV.4.1 Extraction par hydrodistillation ... 28
IV.4.2 Extractions des huiles essentielles de menthe sauvage par Soxhlet. ... 29
IV.4.3 Separation chimique de menthol.. ... .30
IV.4.3.1 Materiel et reactifs chimiques necessaires ... 30
IV.4.3.2 Mode operatoire ... 30
IV.4.4 Separation chromatographique de menthol. ... .30
IV .4.4.1 Materiel et reactifs chimiques necessaires ... 30
IV .4.5 Separation chromatographique sur couches mince ... .31
IV.4.5.1 Mode operatoire ... 31
IV.4.6 Analyse quantitative par CPG ... 32
IV. 7 Caracteristiques organoleptiques ... 33
IV.7.1 Calcul du rendement ... 33
IV.7.2 Mesure de densite ... 33
IV.7.3 lndice de refraction ... 34
IV.7.4 Mesure de pH ... 35
Chapitre V: Resultats et discussions V.1 Caracteristiques organoleptiques ... .. ... .36
V.2 Rendement obtenu ... ... 36
V.2.1 Discutions ... ... ... 37
V.3 Indice de refraction ... 37
V.3.1 Discutions ... ... ... 37
V.4 La densite ... 37
V.4.1 Discutions ... 38
V.5 pH obtenus ... 38
V.6 Resultat de chromatographie sur couches minces ... .38
V.6.1 Mesure des rapports frontaux ... .39
V.6.1.1 Mesure du Rf de l'huile essentielle de Hd ... 39
V. 6.1.2 Mesure du Rf de l'extraite de soxhlet ... 39
V.7 Resultats et discussion de l'analyse par CPG ... .42 Conclusion
Bibliographie Annexes Resume
Introduction
Introduction Generale
Au fil des siecles, l'etre humain a utilise differentes plantes trouvees dans son environnement pour pecher, traiter et soigner des maladies, ces plantes representent un reservoir de composes portants une grande diversite de structures chimiques et ils possedent un tres large eventail d'activites biologiques. L'extraction de ces composes par differentes formes dont les plus importantes utilisations sont : les tisanes, les gelules de la plante, les suspensions integrales de plantes fraiches, les teintures meres, les macerates glycerines et les huiles essentielles. 11 existe un grand nombre d'huiles essentielles connues dans le monde et plusieurs milliers d'entre elles ont ete caracterisees. Cependant, de ce nombre, une foible proportion seulement presente un interet commercial. Cela s'explique par la composition chimique des huiles, les differentes utilisations possibles et leur cout de production.
L'extraction et l'usage des principes odorants des plantes sont developpes, notamment par les civilisations arabe et egyptienne, qui leurs attribuent avant tout un usage religieux [1].
L' Algerie par sa position geographique ajoue plusieurs facteurs de pedogenese et de grandes variations climatiques auxquels s'ajoutent les ressources hydriques, tous favorables au developpement des cultures intensives des plantes aromatiques et medicinales [2]. Puis progressivement, ces huiles essentielles ont ete connues pour leurs vertus therapeutiques et sont devenu alors des remedes courants en medecines traditionnelles. En guise d'exemple, a
l'epoque des grandes epidemies dans la Grece Antique, les principes odorants de certaines plantes aromatiques ont ete repandus par fumigation dans les rues des villes pour combattre la propagation des maladies infectieuses. La fumigation des personnes malades a ete en effet l'une des plus anciennes techniques therapeutiques [3]. Notre travail de recherche conceme deux parties la premiere partie propose une mise au point bibliographique. Elle est divisee en trois chapitres le premier chapitre inities par quelques generalites sur les plantes et les huiles essentielles. Le deuxieme chapitre s'articule sur les methodes utilisees pour !'extraction et l'analyse des huiles essentielles, le troisieme chapitre expose une description botanique de l'espece etudiee.
Dans la seconde partie (pratique ), nous avons realise l' extraction des huiles essentielles (HE)
a partir de la mentha pu/egium et recuperer l'hydrolat (HY) obtenu par deux methodes la premiere par hydro distillation et la deuxieme methode par soxhlet. La partie pratique est subdivisee en deux chapitres, le quatrieme presente les methodes et les techniques utilisees pour la realisation de ce travail, a savoir !'extraction des huiles essentielles par hydro distillation et par soxhlet, et on a realise !'analyse physico-chimique des produit obtenu. Le
cinquieme chapitre est consacre aux resultats et discussions des analyses. Enfin nous recapitulons dans la conclusion tous les resultats essentiels de ce travail et nous abordons les perspectives de ce projet de la fin d' etude.
Chapitre I:
Giniraliti sur les planteset Les huiles essentielles
1.1 Generalite
De nos jours, une grande quantite des plantes utilisees dans le monde pour preparer des medicaments d'origine vegetale. 25% d'entre eux contiennent au moins une molecule active d'origine vegetale. Ces molecules adoptees de leur preparation, leur fabrication et leur commercialisation en vue d'assurer leur innocuite, leur qualite et leur efficacite. Les grands types de plantes aromatiques et medicinales utiles a l'homme peuvent etre definis par leur principal usage. On peut citer :
- plantes pour tisanes, boissons hygieniques et d'agrement.
- plantes a usages cosmetiques.
- plantes a usages aromatiques et condimentaires.
- plantes a usages alimentaires.
- plantes a usages industriels.
- plantes medicinales.
1.2 Les plantes medicinales 1.2.1 Difinition
La definition d'une plante medicinale est tres simple. En fait il s'agit d'une plante qui est utilisee pour prevenir, soigner ou soulager divers maux. Les plantes medicinales sont des drogues vegetales dont au mo ins une partie possede des proprietes medicamenteuses [ 4].
Environ 35 000 especes de plantes sont employees par le monde a des buts medicinaux, ce qui constitue le plus large eventail de biodiversite utilise par les etres humains. Les plantes medicinales continuent de repondre a un besoin important malgre !'influence croissante du systeme sanitaire modeme [5].
L3 Plantes aromatiques L3 Definition
Les plantes aromatiques comprennent les plantes utilisees comme epices, aromates ou condiments, parfois combinees en melanges aromatiques [6]. La distinction entre ces trois groupes est compliquee et depend surtout de l'utilisation de la plante [7].
L4. La phytotherapie L4 Difinition
La phytotherapie (En grec, Phyton= vegetal et Therapein= soigner) qui signifie litterairement " soigner par les plante". La phytotherapie permet a la fois de traiter le terrain du malade et les symptomes de sa maladie. Le malade est pris en charge dans sa globalite afin de comprendre I' origine de ses symptomes et d' en prevenir leur apparition.
1.5 Les types de phytotherapie
II existe plusieurs types de phytotherapie : L5.1 L 'aromatherapie
Dans ce type de phytotherapie on utilise les substances aromatiques des huiles essentielles. Ces substances sont extraites par distillation. II faut cependant utiliser l'aromatherapie avec precaution et respecter les doses prescrites. L'utilisation la plus frequente est !'application par voie cutanee. L'aromatherapie est le terme que l'on utilise pour designer la therapie basee sur !'utilisation des huiles essentielles. II s'agit done de la capacite et de l'art de soigner avec les huiles essentielles [8].
L5.2 .La gemmotherapie
Ce type consiste a utiliser les extraits alcooliques et glycerines de jeunes pousses de vegetaux OU de bourgeons. Ces extraits sont alors dilues au dixieme pour pouvoir etre utilises en tant que plantes medicinales.
2
L5.3 L 'herboristerie
Elle se sert de la plante fraiche ou sechee, soit entiere, soit partielle. Elle repose sur des methodes simples le plus souvent avec de l' eau comme les infusions, les decoctions ou les macerations. Le principal avantage est que cela permet de preserver les principes actifs.
1.5.4 L 'homeopathie
On peut trouver en plus des petites quantites, des souches d'origines animale ou minerale.
Les plantes fraiches sont utilisees apres une maceration alcoolique.
1.5.5 La phytotherapie chinoise
Elle inclut l'acupuncture et la dietetique chinoise. Elle vise a modifier les quantites et les actions des differentes energies de l' organisme.
L5.6 La phytotherapie pharmaceutique
Elle utilise des produits d'origine vegetale, obtenus apres extraction et par dilution. Cette phytotherapie consiste a se servir de doses suffisamment importantes de vegetaux pour avoir une action soutenue et rapide.
1.6 Historique
Les premieres preuves de fabrication et d' utilisation des huiles essentielles H.E <latent de l'an 3000 avant J.C [9]. Les Egyptiens et les Arabes ont prevalu des caracteristiques medicinales et aromatiques des plantes : la conservation des mo mies, l' aromatisation des bains la desinfection des plaies avec les onguents, les parfums et la fabrication des boissons aromatiques. [10]
Figure 01: Usage des herbes aromatiques par /es Egyptiens. [11]
L'etape byzantine de la civilisation a pennis l'instauration des bases de la distillation et, avec l'ere arabe de la civilisation, l'huile essentielle devient un des principaux produits de commercialisation internationale [ 11]. Ainsi, vers l' an mille, A vicenne, medecin et scientifique persan, a defini precisement le procede d'entrainement a la vapeur. L'Iran et la Syrie deviennent les principaux centres de production de divers types d'extraits aromatiques.
[12].
I. 7 Definitions
Les essences ou huiles essentielles sont connues sous le nom d'huiles volatiles, de parfums, etc., sont des substances odorantes huileuses, volatiles, peu solubles dans l'eau, plus ou moins solubles dans l'alcool et dans l'ether, incolores ou jaunatres, inflammables qui s'alterent facilement a l'air. Elles sont liquides a temperature ordinaire ; quelques-unes sont solides ou en partie cristallisees ; elles n' ont pas le toucher gras et onctueux. Elles se distinguent par leur volatilite. Leur odeur plus ou moins forte, suave, piquante ou desagreable.
Elles ont la propriete de ne pas laisser detaches durables sur le papier [13].
Une huile essentielle est definie comme un « produit obtenu a partir d'une matiere premiere d, origine vegetale, apres separation de la phase aqueuse par des procedes physiques : so it par entrainement a la vapeur d' eau, soit par des procedes mecaniques a partir de l'epicarpe des Citrus, so it par distillation seche [ 14].
LB Proprietes physico-chimique des huiles essentielles
Les huiles essentielles sont liquides ou solides a temperature ambiante, volatiles ce qui les differencie des huile fixes, ce sont des liquides d'odeur et de saveur generalement fortes.
[15]. Elles sont peu miscible a l'eau, voire non miscible. En revanche, elles sont generalement assez solubles dans les solvants organiques. Rarement colorees ou de co lure jaune pfile a l' etat
liquide et a temperature ordinaire. Leur densite est le plus souvent inferieure a un a
l' exception de quelques cas. Elles sont peu solubles dans l' eau, solubles dans les huiles vegetales dans les alcools et dans la plupart des solvants organiques.
1.9 Localisation des huiles essentielles dans la plante:
Les huiles essentielles sont produites dans le cytoplasme des cellules. Elles peuvent etre stockees dans divers organes vegetaux : les fleurs (bergamotier, rose), les sommites fleuries (tagete, lavande et menthe), les feuilles (citronnelle, eucalyptus), les racines (vetiver), les
4
rhizomes (gingembre, curcuma), les fruits (poivres), le bois (bois de rose, santal et camphrier), ou les grains (muscade, ambrette) [16].
Ll 0 Le marche international des huiles essentielles
Le marche international des huiles essentielles possede son importante place a cote des
produits commercialises (Tableau 01).
Pays Valeurs( en milliers de dollars)
USA 145000
Chine 110000
URSS 30000
Maroc 30000
Bulgarie 26000
Inde 25000
France 20000
Egypte 12000
Espagne 10000
Algerie 8000
Harti 8000
Madagascar 6000
Cote d'Ivoire 3500
Burkina Faso 500
Cuba 500
Tableau 01 : Estimation de la production d'huile essentielle de quelques pays en milliers de dollars [17].
1.11 Les etapes de l'obtention d'une huile essentielle
Les etapes de l'extraction des huiles essentielles d'origines vegetales restent identiques quel que soit le type d'extraction utilise. ll est necessaire dans un premier temps d'extraire de la matiere vegetale les molecules aromatiques constituant l'huile essentielle, puis dans un
Figure03: Une unite d'isoprene L12.1 .1 Les mono terpenes
Les mono terpenes sont les plus simples constituants des terpenes dont la majorite est rencontree dans les huiles essentielles (90%) [22]. Ils sont formes de deux unites
d'isoprenes. Ils sont legerement antiseptiques, stimulants, expectorants. Ils peuvent etre irritants pour la peau et les muqueuses.
Mycene Sabinene Limonene
OH
Piperitenone Menthol Carvone Pulegone
Figure 04: Structure chimique de quelques mono terpenes extraits des HE 1.12.1 .2 Les sesquiterpenes
Les composes chimiques constitues de trois unites d'isoprenes sont presents dans de nombreuses huiles essentielles. Ils presentent des activites bactericides, anti-inflammatoires.
Certains sont hypotenseurs, calmants, ou anti-inflammatoires.
7
1.12.1. 3 Les di terpenes
Quatre unites d'isoprenes fonnent ces di terpenes, dont la masse moleculaire relativement importante limite la presence dans les HE obtenues par distillation par entrainement a la vapeur d'eau.
H
OH
Guaiol Zingiberene
Figure 05 : Structure chimique de quelques sesquiterpenes extraits des HE L12.2 Les phenylpropanoiaes
Ils sont moins frequents par rapport aux terpenordes. Neanmoins, certaines plantes possedent ces composes avec des proportions significatives. Les phenylpropanordes derivent majoritairement de la phenylalanine [23]. Ils sont constitues d'une chaine carbonee liee a un noyau aromatique a six carbones.
0
H
HO ""'o
Cinnamaldehyde Eugenol Anethole
Figure06: Structure de quelques composes des huiles essentielles phenylpropanordes [23], [19].
L12.3 Les composes d'origines diverses
Compte tenu de leur mode d'extraction, les huiles essentielles peuvent renfermer divers
composes aliphatiques, generalement de faible masse moleculaire, entrainables lors de l'hydro distillation [24] .Alcools: menthol, geraniol, linalol ; Aldehydes: geranial, citronella!;
Cetones : camphre, piperitone ; Phenols: thymol, carvacrol ; Esters : acetate de geranyle ; Acides: acide geranique; Oxydes: 1,8-cineole, Phenylpropano'ides; eugenol.Terpenes:
limonene, para-cymene ; Autres : ethers, composes soufres, composes azotes, sesquiterpene,. ..
L13 Facteur ｩｮｦｬｵ･ｮｾ｡ｮｴ＠ la composition chimique d'HE
Il existe beaucoup de facteurs externe pouvant influencer la composition chimique de l'HE: la temperature, le taux d'humidite, la duree d'ensoleillement, la composition chimique du sol la partie de la plante utilisee, le cycle vegetatif de la plante, la methode utilisee pour
!'extraction, sont d'autant de facteurs susceptibles d'exercer les modifications chimiques.
1.14 Domaine d'application des huiles essentielles
Les applications des huiles essentielles sont nombreuses, les plus importantes leur saveur et odeur en industrie des produits nature ls et en industrie des parfums [25]. Elles Presentent certaines proprietes therapeutiques et des applications en aromatherapie .Elles sont utilisees aussi dans:
-Cosmetologie - Produits de toilette -Produits d' entretien -Agroalimentaire de -Produits pharmaceutiques -Produits d' interieur
q
Parfumerie Hu ii es
essentielles Alimentation Medecine
Cosmetiqu Technique
Arome pour sauces Antispasmodique
Basilic Parfum et condiments regulateur
du systeme Aromepour Arome pour les
les savons boissons et sucrerie
Citronnelle desinfectants
eloigne les insectes
Arome pour boisson Anti-inflammatoire
Eucalyptus sucreries, creme
glacees
Geranium Parfum Arome pour Antispasmodique
sucreries relaxant
Lemon-grass V asodilatateur,
Sedatif
Menthe Saveurpour Saveur pour liqueur, Antalgique,
poivree dentifrice glaces chewing-gum, anesthesique, tonique,
chocolat stimulant du systeme nerveux
Saveur pour Saveur pour les sirops
Menthe vert boissons, sucreries, parexemple
cremes glacees
Tableau 02: Exemp/es de la diversite d'applications des huiles essentie//e [26].
Ll 5 Activites biologiques 1.15. 1 Pouvoir antiseptique
Le pouvoir antiseptique des huiles essentielles est manifeste par voie exteme, la peau, les voies respiratoires, les bronches et les poumons [27]. Parmi les huiles essentielles les plus antiseptiques, il ya la cannelle, le thym, le girofle, !'eucalyptus, la sarriette et la lavande [28].
1.15. 2 Pouvoir contre /es affections respiratoires
L'essence de pin est utilisee pour ses proprietes analeptiques, antispasmodiques,
antiseptiques, dans le traitement de nombreuses maladies respiratoires en !'occurrence la toux, la bronchite et les angines [29].
1.15. 3 Propriites antihelminthiques
L'huile essentielle de chenopode est egalement un excellent vermifuge et surtout utilise en medecine veterinaire [30]
1.15. 4 Proprietes antibacteriennes et antifongiques
L'huile essentielle de la melisse est antibacterienne et antifongique, elle est egalement responsable des proprietes spasmolytiques reconnues a la drogue [28].
1.15. 5 Propriites pesticides
Les huiles essentielles de citronnelle et de pyrethre sont des insecticides. L'essence de pyrethre dissout la protection de chitine des insectes reputes nuisibles, des porteurs de maladies com.me l'anophele paludeenne [27].
1.15 .6 Propriites irritantes
L'essence de terebenthine est revulsive pour la peau, ii provoque entre autres une sensation de chaleur et une legere action anesthesique. [31], [27].
1.16 Conservation des huiles essentielles
Les huiles essentielles de bonne qualite peuvent se conserver plusieurs annees sous certaines conditions, jusqu'a cinq ans ; par exemple les essences de Citrus se gardent un peu moins longtemps trois ans. Les huiles essentielles sont volatiles, ii ne faut done pas oublier de bien fermer les flacons. II est preferable de les conserver dans un flacon en aluminium ou en verre teinte (brun, vert, ou bleu) et de les garder a l'abri de la lumiere a une temperature ambiante jusque vingt degres [32]. ll existe des normes specifiques sur l'emballage, le conditionnement et le stockage des huiles essentielles ainsi que sur le marquage des recipients contenant des HE [33].
11
1.17 La toxicite des huiles essentielle :
Les huiles essentielles ce sont des produits comme tous produits naturels qui peuvent avoir des risques sur l'organisme humain. Certaines huiles essentielles sont dangereuses lorsqu'elles sont appliquees sur la peau en raison de leur pouvoir irritant (huiles riches en thymol ou en carvacrol), allergene (huiles riches en cinnamaldehyde [34]. phototoxique (huiles de citrus contenant des furocoumarines [35]. D'autres huiles essentielles ont un effet neurotoxique. Les cetones comme l'a.-thujone sont particulierement toxiques pour les tissus nerveux [36]. II existe aussi quelques huiles essentielles dont certains composes sont capables d'induire la formation de cancers [37]. C'est le cas par exemple de derives d'allylbenzenes ou de propenylbenzenes comme le safrole (Sassafras) , l'estragole. Les phenols a haute dose sont des huiles essentielles hepato-toxiques. Les huiles essentielles qui sont utilisees en parfumerie, comme par exemple dans les sprays desodorisants, peuvent irriter les muqueuses respiratoires et favoriser le declenchement de crises d'asthmes chez les asthmatiques [38].
Chapitre II :
Les procidis d 'extraction et d'analyse des huiles
essentielles
IL Generalite
11 faut parfois plusieurs tonnes de plantes pour obtenir un litre d'huile essentielle son quantite contenue dans les plantes est toujours faible. Il existe differents procedes d'extraction et d'analyse des huiles essentielles, qui consiste en des methodes de separation et d'identification des composants. La connaissance de la composition chimique des huiles essentielles est necessaire a l'industrie pharmaceutique pour en controler la qualite et y deceler une eventuelle specificite en vue de leur valorisation. Mais le choix de la methode utilisee defmit obligatoirement la nature de l' essence ainsi que son eventuelle utilisation.
L'entramement par la vapeur ou l'hydro distillation de la plante fraiche ou seche reste la technique la plus utilisee.
II. 1 Les procedes d'extraction et d'analyse des huiles essentielles IL 1 .1 Extraction par expression a froid
Le principe de cette technique est base sur la rupture mecaniquement des parois des sacs oleiferes contenues dans l' ecorce des fruits et sur la pression du contenu de ces sacs sur les parois pour liberer leur contenu aromatique. 11 s' agit du procede d' extraction le plus simple et le plus limite. Dans cette methode les plantes sont pressees a froid (notamment les agrumes : citron, orange, ... etc.) [39]. Elle utilise des machines sans emploi d'eau exer9ant une pression suffisante pour liberer l' essence et le jus sans melanger les deux produits [40].
Le produit obtenu est nomme essence et non huile essentielle, car aucune modification chimique liee a des solvants OU a la vapeur d' eau n' a eu lieu. [42] , [41]. La machine d' extraction (Figure 07), relativement complexe, permet a la fois !' extraction du jus et de l'huile essentielle du fruit sans que ces deux produits soient en contact. [43]
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Figure 07: I' extraction par expression a froid.
JI.1. 2 Hydrodistillation
Distillation a l'eau OU hydro distillation (Figure 08): le materiel vegetal est en contact direct avec l'eau [14]. L'hydro distillation consiste a immerger directement le materiel vegetal a traiter (intact OU eventuellement broye) dans un alambic qui remplit d'eau place Sur une source de chaleur. Le tout est ensuite porte a l'ebullition. La chaleur permet l'eclatement des cellules vegetales et la liberation des molecules odorantes qui y sont contenues. Les vapeurs sont condensees sur une surface froide (refrigerant) et les huiles essentielles se separent de l'eau par difference de densite.
Cette methode utilisee dans l' extraction des huiles a partir des feuilles et des fleurs fraiches ou sechees. Parmi les huiles extraites par cette methode, on cite l'huile de menthe, de myrte et de l'herbe a citron.
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Figure 08: L 'hydro distillation traditionnelle [18].
II.1. 3 Entrainement a la vapeur d'eau
thermometre
sortie d'eau bague tube refrigerant ballon
entree d eau froide chaufle- ballon support (boy)
Figure09: le montage d 'hydro distillation.
L'entramement a la vapeur d'eau est l'une des methodes officielles pour l'obtention des huiles essentielles. A la difference de l'hydro distillation, cette technique ne met pas en contact direct de l'eau et la matiere vegetale sous traitement. De la vapeur d'eau fournie par une chaudiere traverse la matiere vegetale situee au-dessus d'une grille. Durant le passage de la vapeur a travers le materiel, les cellules eclatent et liberent l'huile essentielle qui est vaporisee sous l'action de la chaleur pour former un melange « eau + huile essentielle ». Le melange est ensuite vehicule vers le condenseur et l'essencier avant d'etre separe en une phase aqueuse et une phase organique. L'absence de contact direct entre l'eau et la matiere vegetale, puis entre l'eau et les molecules aromatiques evite certains phenomenes d'hydrolyse ou de degradation pouvant nuire a la qualite de l'huile.
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Figure 10 : montage d'entrafnement a la vapeur d'eau.
IL 1.4 L 'hydrodiffusion
Le principe de cette methode reside dans l' utilisation de la pesanteur pour degager et condenser le melange« Vapeur d' eau + huile essentielle »disperse dans la matiere vegetate.
Comme pour l' entramement a la vapeur d' eau, l' hydro diffusion presente l' avantage de ne pas mettre en contact le materiel vegetal et l' eau
Elle consiste a pulveriser de la vapeur d'eau a traverse la masse vegetale, du haut vers le bas.
Ainsi le flux de vapeur traversant la biomasse vegetale est descendant contrairement a la technique classique de distillation dont le flux de vapeur est ascendant. L'avantage de cette technique est traduit par !'amelioration qualitative et quantitative de l'huile recolte, l'economie de temps, de vapeur et d'energie [44] .
condenseurs
Figure 11 : procede d 'hy dro diffusion.
16
ILJ. 5 L 'extraction par solvant organique volatil
Cette methode est utilisee pour les organes vegetaux presentant une concentration en essence relativement faible ou pour les essences que l'on ne peut pas extraire par distillation.
Elle est basee sur le pouvoir qu'ont certains solvants organiques a dissoudre les composants des huiles essentielles. Dans ce procede, un epuisement des plantes est effectue a l'aide d'un solvant volatil dont l' evaporation laisse un residu cireux, tres col ore et tres aromatique appele
«Concrete». Le traitement de cette concrete par l'alcool absolu conduit a l'absolue [45], [46].
L'extraction par solvant organique volatil reste la methode la plus pratique. Les solvants les plus utilises sont l'hexane, le cyclohexane, l'ethanol, le methanol, le dichloromethane et l'acetone [47]. Le solvant choisi posseder une certaine stabilite face a la chaleur, la lumiere ou l'oxygene, sa temperature D'ebullition sera de preference basse afin de faciliter son elimination, et il ne devra pas reagir chimiquement avec l'extrait. L'extraction est realisee avec un appareil de Soxhlet ou un appareil de Lichens-Nickerson. Ces solvants ont un pouvoir d'extraction plus eleve que l'eau si bien que les extraits ne contiennent pas uniquement des composes volatils mais egalement bon nombre de composes non volatils tels que des cires, des pigments, des acides gras et bien d'autres substances [ 48] .Les rendements sont generalement plus importants par rapport a la distillation.
Figure 12 : Appareil de Soxhlet. Figure 13: Appareil de Lickens-Nickerson.
II.J. 6 Extraction par C02 super critique
La technique se base sur la solubilite des constituants dans le C02 a des pressions et a des
temperatures au-de la de son point critique (P=72. 8 bars et T= 31.1°C). A l' etat supercritique, le C02 n'est ni liquide, ni gazeux, et cela lui con!ere un excellent pouvoir d'extraction, modulable a volonte en jouant sur la temperature de mise en ceuvre [ 49]. Grace a cette
propriete, il permet l' extraction clans le domaine supercritique et la separation dans le domaine gazeux. Un courant de C02 a forte pression d'extraction choisie, il est injecte dans l'extracteur contenant le materiel vegetal fait eclater les poches a essence, apres le liquide se detend pour se convertir a l'etat gazeux pour etre conduit vers un separateur ou il sera separe en extrait et en solvant.
Figure 14: montage d'extraction par le C02 supercritique IJ.J. 7 Extraction sans solvant assistee par micro-ondes
Le montage obtenu se rapproche sensiblement d'un montage d'hydro distillation classique. Le reacteur contenant seulement le materiel vegetal est chauffe par les micro-ondes
a l'interieur du four, les vapeurs sont ensuite entrainees dans le col de cygne avant d'etre condensees clans le refrigerant puis recueillies dans un essencier. Les graines sont en permanence humides, ce qui ne laisse aucune chance a la realisation d'eventuelles reactions secondaires [50].
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Figure 15 : Extraction assiste par micro-onde 11.2 Les methodes d'analyse des huiles essentielles
L'analyse des huiles essentielles, consiste en des methodes de separation et d'identification des composants [51]. La chromatographie est le procede frequemment utilise pour l' analyse des huiles essentielles et la separation des constituants des huiles essentielles.
Elle se base sur les differences d'affinites des substances a analyser a l'egard de deux phases, l'une stationnaire ou fixe, l'autre mobile. La separation des composants entrames par la phase mobile, resulte soit de leurs adsorptions et desorptions successives sur la phase fixe, soit de leurs solubilites differentes dans chaque phase [52]. Plusieurs methodes existent:
IL2 .1 Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
Le principe est base sur la separation des differents solutes gazeux par migration differentielle le long de la phase stationnaire. La phase mobile est un gaz (helium, azote, argon ou hydrogene), appele gaz vecteur. Si la phase stationnaire est un liquide non ou peu volatil, possedant des proprietes de solvant vis-a-vis des composes a separer, on parle de chromatographie gaz-liquide ou chromatographie de partage. Si la phase stationnaire est un solide absorbant (silice, alumine ... ), on parle de chromatographie gaz-solide ou chromatographie d'adsorption [53]. La technique la plus utilisee pour les huiles essentielles elle permet l'individualisation des constituants, leur quantification et le calcul de leurs indices de retention (Ir) [53] .
11.2 .2 Chromatographie en phase gazeuse couplee a la spectrometrie de masse (GPC/SM) Le principe consiste a transforer les composes separes par chromatographie en phase gazeuse par la phase mobile (le gaz vecteur) dans le spectrometre de masse au niveau duquel,
ils vont etre fragmentes en ions de masse variables dont la separation sera en fonction de leur masse [54], [55]. L'identification est ensuite realisee par comparaison des indices de retention (Ir) et des donnees spectrales (spectres de masse) des constituants individualises avec les caracteristiques de produits de reference contenus dans des bibliotheques de spectres .
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Chapitre III :
Description de la plante
III.I Histoire des huiles essentielles
L'etre humain utilise des plantes depuis des milliers d'annees pour traiter divers maux, le monde vegetale est a l'origine d'un grand nombre de medicaments. La menthe est une des plantes medicinaux les plus connue en archeologues utilisees dans des buts therapeutiques au 16eme et 17eme siecle, le premier usage de cette plante est par les grecs et les romains ont retrouve des feuillets de menthe dans des tombes egyptiennes. Elle a ete l'une des premieres plantes pour purger les malades et soulager la douleur a etre utilisee de maniere intensive par l'industrie pharmaceutique. Le menthol est ainsi devenu un des classiques des etals de pharmacie. On retrouve aussi la menthe dans un grand nombre de bonbons, sirops ou comme une saveur destinee a ameliorer le gout de certains medicaments.
IIL2 Distribution et habitat
C'est une espece spontanee dans !'ensemble de l'Europe, l'Asie, l' Amerique et le nord de l'Afrique (du Maroc a l'Egypte ). En France, cette plante est tres commune jusqu'a 1800m d'altitude [56].
Figure] 6: Aire de repartitions de la menthe par le monde •
IIL3 Description botanique de la plante
Les Menthes, du nom latin Mentha, font partie de ce grand cortege de substances, ce sont des plantes vivaces, herbacees indigenes et tres odorantes appartenant a la famille des Lamiaceae La menthe pouliot (Mentha pulegium L.), appelee localement « Fliou », est
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egalement appelee pouliot, pouliot royal, herbe aux puces, herbe de Saint. C'est une plante de 10 -30 cm Elle pousse dans les lieux humides des plaines et des montagnes jusqu'a 2200 metres d'altitude. Elle produit la pulegone, menthol, limonene ... etc. [57]. En Algerie Mentha pulegium est tres abondante et pousse spontanement [58].
Figure 17: Mentha pulegium III.3.1 Les noms vernaculaires
Mentha pulegium est connue dans le monde sous les noms vemaculaires suivants : En fran9ais: Menthe [59]. Fliou [60], Feliou [58].
III.3.2 Position systematique
La systematique moleculaire de Mentha pulegium[61] est la suivante:
• Classe: Eudicots
• Ordre: Lamiales
• Famille: Lamiacees
• Geme: Mentha
• Espece: Mentha pulegium (L.)
IIL4 La Jami/le des Lamiaceae
Cette famille compte 2700 especes reparties en 31 genres. On compterait jusqu'a 200 genres et environ 3500 especes. La fonne de la fleur et la presence d'huiles essentielles signent cette famille [62], [63]. Ces plantes sont herbacees a feuilles opposees sans stipule, a tige quadrangulaire et a fleurs irregulieres et gamopetales disposees en grappes.
IIL5 Composition chimique
La composition chimique de l 'huile essentielle de Mentha pulegium L. Elle est caracterisee par la presence majoritaire de cetones comme:
Pulegone : 80,3% au Maroc [64]. 65,9-83,1 % en Inde [65]. 73,4% en Uruguay [66]. 43,5%
en Egypte [67].
Piperitenone: 83,7-97,2% en Grece [68].
Piperitone: 70,0%en Autriche [69].
L'huile essentielle de Mentha pulegium L constitue aussi d'un alcool en faible proportion c'est le menthol 0, 7% au Maroc les compositions chimiques dans le tableau 03:
Constituants Ma roe In de Hymalaya Egypte Uruguay Autriche Grece
menthone 0,3 8,3 8,7 - 3,6 8,0 -
Isomenthone - 3,8 4,0 - 12,9 - -
cis- - - - - 1,4 - -
isopulegone
Menthol 0,7 - - - 0,1 - -
Neomenthol - - - - - - -
Pulegone 80,3 65,9 83,1 43,5 73,4 - -
piperitone - 0,9 1,3 3,2 12,2 0,1 70,0 -
Piperitenone - - - - 0,9 - 83,7-
97,2 Tableau 03 : Composition des huiles essentielles extraites de Mentha pulegium (en %)dans
differents pays.
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IIL6 Proprietes therapeutiques
En therapeutique la menthe presente des proprietes medicales, par exemple : stimulante du systeme nerveux, tonique, stomachique, antiseptique, analgesique et vermifuge. La menthe est aussi utilisee contre la fievre, la faiblesse, la toux, les nausees, les maux de l' estomac, les troubles de la vue, d'autre part contre les parasites, pour chasser les puces des matelas et des animaux domestiques [70]. Dans le domaine alimentaire, on peut citer les besoins d'agrement les cremes, les chocolats, les bonbons, les pates a macher, les desserts, etc. [71]
Chapitre IV:
Matiriels et mithodes
IV.1 Objectif:
L'objectif de ce travail est l'extraction de l'huile essentielle de la Mentha pulegium par deux techniques differentes qui sont l' hydro distillation et !'extraction par solvant organique en utilisant l'appareil de Soxhlet, puis l'evaluation des extraits obtenus par des caracteristiques physicochimiques (le PH, la densite, l'indice de refraction, le rendement, et l'analyse par CPG). Ce travail a ete effectue au sein du laboratoire, du departement de chimie (Faculte des Sciences exacte et informatique) de l'Universite de Jijel.
IV.2 Materiel vegetal
Espece ou plante: Mentha pulegium.
Origine : El Amir Abd Elkader Nature: Huile essentielle naturelle Norn botanique : Menthe pulgium
Methode d'extraction: par hydro distillation et par un solvant organique.
Odeur : herbacee, fraiche, mentholee IV.2 .1 Recolte
La recolte de la plante (mentha pulegium) a ete realisee dans les regions de (El Amir Abd Elkader) du le Nord Est Algerien, au mois de mai 2016.
IV.2 .2 Sechage
Laplante fraichement recoltee contient les different organes du materielle vegetal (feuille, tiges et fleur) a ete lavee et laissee sechee a l'ombre dans un endroit sec et aere, a l'abri de la lumiere et a temperature ambiante pendant quelque jours; la plante et ensuite ramenee au laboratoire ou elle subit divers traitements (nettoyage, cassage des tiges).
Plante seche
Hydrodistillation Soxhlet
Hvdrolat
Residu Extraction
Separation Huile essentielle
Analvse nhvsioue Analvse chromatoe;raphique
r lndice de Densite PH Rendement CPG CCM i Rendement
Schemas 01: Schema qui represente le Protocole experimental.
IV.3 Materiel de laboratoire
Les materiels utilises sont les suivants :
• Ampoule-decanter .
• ball on de 1 L.
• ballon de 500ml .
• les flacons .
• Micro pipete .
• plaques CCM .
• Refrigerant.
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IV.3.1 Les appareils:
Plusieurs appareils utilises pour !'extraction et !'identification de l'huile essentielle de mantha pulegium. Voir le tableau 04.
Appareil Utilisation
Dispositif d'hydrodistillation Extraction par entrainement la vapeur d'eau des HEs Dispositif de soxhlet Extraction par solvant
Refractometre Mesurer les indices de refraction
pH-metre Mesurer le PH
Balance electronique Mesurer les poids
Rota-vapeur Evaporer les solvants
CPG Analyse de la composition chimique des H.E
UV-visible Revelation de CCM
Tableau 04 : Les appareils de laboratoire utilises.
IV.3.2 Les reacti/s et produits utilises IV.3.2.1 Les produits
• le menthol utilise comme reference .
• Acetone .
• Acetate d'ethyle .
• Hexane .
• Ether diethylique .
• Chlorofonne
• Hydroxyde de sodium
• Chlorure d'hydrogene
