Composition chimique et activité antibactérienne des ... · Laboratoire de Recherche sur les...
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Département de Biologie
Laboratoire de Recherche sur les systèmes biologiques et Géomatiques
Laboratoire de biotoxicologie expérimentale, de Biodépollution et de phytoremédiation
Thèse de doctorat Es-sciences
Option : Biochimie
Composition chimique et activité antibactérienne des huiles essentielles des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Présentée par : Mme CHOUITAH OURIDA
Devant le jury :
Président : Pr. SLIMANI MILOUD (Université d’Oran).
Directeur de thèse :
Pr. MEDDAH BOUMEDIENE (Université de Mascara).
Co-directeur de thèse :
Pr. AOUES ABDELKADER (Université d’Oran).
Examinateurs :
Pr. BELAHCENE MILOUD (Université de Mostaganem).
Pr. BENSOLTANE AHMED (Université d’Oran).
Pr. TIR TOUIL AICHA (Université de Mascara).
2011-2012
« Le don d’une plante utile me paraît plus précieux que la découverte d’une mine d’or, et un monument plus durable qu’une pyramide ».
Bernardin de Saint-Pierre
Voyage à l'Île de France, p. 58,
Remerciements
Ce travail de thèse, a été effectué en grande partie au Laboratoire de
Recherches sur les systèmes biologiques et Géomatiques du département
de Biologie , de la Faculté des sciences de l’université des Mascara sous
la direction de Mr le professeur Meddah Boumedienne et, au laboratoire
de biotoxicologie expérimentale, de Biodépollution et de
phytoremédiation sous la direction de Mr
J’exprime ma profonde reconnaissance et toute ma gratitude à monsieur
le professeur Aoues
Abdelkader.
J’exprime aussi mes vifs remerciements à monsieur
les professeurs Meddah Boumedienne et Aoues Abdelkader pour l’aide et
le suivi qu’ils m’ont fournis tout au long de la réalisation de cette thèse.
Leurs conseils et leurs encouragements m’ont permis de mener à bien
cette étude.
le professeur Slimani
Miloud de l’Université d’Es-senia d’Oran qui a consenti à participer à
cette commission et a présidé le jury, qu’il trouve ici toute l’expression de
ma considération.
Mes vifs remerciements vont également à Monsieur le professeur
Bensoltane Ahmed de l’université d’Oran, qui m’a fait l’honneur de
participer à cette commission et d’apporter un regard critique sur ce
travail.
Je suis également très sensible à l’honneur que m’a fait Mme Tir Touil
Aicha Maitre de conférences à l’université de Mascara pour avoir
Accepter de participer à ce jury ; qu’elle trouve ici l’expression de toute
ma gratitude.
Je remercie monsieur le Professeur Belahcene Miloud de l’université de
Mostaganem pour sa participation au jury et lui demande d’accepter toute
ma reconnaissance.
Mes remerciements vont à l’égard du laboratoire d’énergie de Kafur
Sousa à damas pour les réalisations des chromatographies (CPG/SM).
J’adresse aussi mes remerciements les plus vifs à monsieur le professeur
Mashmawi Mahmoud, de la faculté de pharmacie, université de
Mansoura égypt et Monsieur Ibri pour leur l’aïd précieux dans les
méthodes séparations chromatographiques.
Enfin, mes remerciements vont à l’égard de monsieur le professeur
Adnane Ali (Laboratoire de physiologie végétale) de l’université de
damas, pour son accueil dans son laboratoire et son aide.
Table des matières
Introduction 02 1.1-Généralités 07 Partie 1-Recherche Bibliographique 1.2- Histoire de la plantes 07 1.3- Caractéristique de la plante de réglisse 08 1.3-1- Classification botanique 08 1.3.2. Nomination 08 1.3.3 - Botanique et géographie 09 1.3.4- Description botanique 09 1.3.4.1Tige 09 1.3.4.2 les Feuilles 09 1.3.4.3 Les Fleure 09 1.3.4.4 Les racines 09 1.3.4.5 Les Fruit 09 1.3.5- Habitat et origine 10 1.3.6 Les variétés de réglisse 10 1.3.7. Les principaux constituants de la plante de réglisse 10 1.3.7.1-Saponosides triterpéniques 10 1.3.7.2. Flavonoïdes 11 1.3.7.3. Coumarines 11 1.3.7.4. Composés volatils aromatiques 12 1.3.7.5. Saccharides 12 1.3.7.6. Les huiles essentielles 12 1.3.8 Domaines d’utilisation de réglisse 12 1.3.8.1 En médecine 12 1.3.8.2. En agro-alimentaire 13 1.3.8.3. En pharmaceutique 13 1.3.9 Composition chimique de la racine 14 1.3.9. 1 Des coumarines 14 1.3.9.2 Des composes volatils aromatiques 14 1.3.9.3 Des sucres 14 1.3.9.4 Des polysaccharides 14 1.3.9.6 Autres 15 2-Les Huiles essentielles 16 2.1Historique 16 2.2Définition 17 2.3 Répartition, localisation 17 2.4Fonction 18
2.5Le rôle des huiles essentielles chez les plan. 18 2.6 -Propriétés physiques 18 2.7 Techniques d’extraction des huiles essentielles 19
Table des matières
2.7.1 L’extraction proprement dite, appelée hydro-diffusion 20 2.7.2 Distillation 20 2.7.3 L'hydro distillation 20 2.7.4-La distillation à vapeur saturée 21 2.7.5L'hydro diffusion 21 2.7.6. L'expression à froid 22 2.7.7. Extraction par solvants 22 2.7.8. Extraction par les corps gras 23 2.7.9Extraction par micro- ondes 23 2.7.10-extraction par les gaz supercritiques 24 2.8 Composition chimique des huiles essentielles 25 2.8.1. Les terpénoïdes 25 2.8.2 les mon terpène 26 2.8.3 Sesquiterpénes 26 2.8.4Les composés aromatiques 26 2.8.5 Les composés d'origines diverses 26 2.8.6 Les chémotypes 29 2.8.7 Biosynthèse des huiles essentielles 29 2.8.8. Voie des Terpenoïdes 29 2.8.9- Voie des Phenylpropanoïdes 30 2.9 Méthodes d’analyse chimique des huiles essentielles 32 2.9.1 Chromatographie en phase gazeuse monodimensionnelle 32 2.9.2Chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie 32 2.9.3. Chromatographie en phase gazeuse à deux dimensions 33 2.9.4 Chromatographie à deux dimensions heart-cutting CPG/SM 33 2.9.5. Chromatographie totale CPG-2D 33 2.12.2 Les Facteurs influençant la composition 38 2.12.3 Activités biologiques 39 2.12.4. Les huiles essentielles et leur activité anti-microbienne 40 2.12.5 Le mode d’action antimicrobienne des huiles essentielles 41 2.10. Différentes utilisations des huiles essentielles 42
Table des matières
Partie 2- Matériels et méthodes
45
2.1. Matériel biologique 45
2.4. Récolte et le séchage 46
2.5. Souches microbiennes testé 46
2.6. Extraction des HE. 50
2.7. Détermination du rendement 53
2.8. Indice physico-chimique. 53
2.8.1.2- La densité relative 54 2.8.1.3- L’indice de réfraction 54 2.8.1.4- Le pouvoir rotatoire 55 2.8.1.5- La miscibilité à l’éthanol 56 2.8.1.6- Le point de congélation 56 2.8.2- Propriétés chimiques 57 2.8.2.1- Détermination de l'indice d'acide 57 2.9-Analyse des huiles essentielles 58 2.9.1- Caractérisation et identification des huiles essentielles par CPG/SM 59 2.9.2Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CPG-SM) 59
2.9.3 -Conditions du spectromètre de masse 59 2.9.4-L’identification des constituants 59 2.10-Etude du pouvoir antibactérien des huiles essentielles des feuilles Glycyrrhiza glabra 60
2.10.1-Vérification de la purification des bacteries et identification des souches 60 2.10.1.1 .Identification des bactéries 60 2.10.1.2. Préparation des précultures 60 2.10.1-Méthode d’étude du pouvoir antimicrobien d’huile essentielle 61 2.10.2.Activiterantimicrobienne 61 a/Méthode de diffusion sur disque (aromatogramme) 61
62 b/concentration minimale inhibitrice (CMI)
Table des matières
Partie 3 : Résultats et discussion
64 3. Résultats et discussion 3.1. Rendement en huile essentielle des feuilles de réglisse 3.2. Indices physicochimique des huiles essentielles
65 65
3.2.1. Résultats des analyses physicochimiques 65 3.2.2. Analyse des huiles essentielle 66 3.2.3. Chromatographe d’huile essentielle des feuillets de 68
Glycyrhiza glabra 3.3.Etude du pouvoir antibactérien de l’huile essentielle de 87
glychrrhiza glabra 3.3 .1. Identification des bactéries 87 3.4. L’évaluation de l’activité antibactérienne des huiles essentielles Conclusion et perspectives.
90 98
102 Références bibliographiques 120 ANNEXES 132 Publication
Liste des figures
Figure 1 : la plante de réglisse 8
Figures 2 : Les grappes de réglisse à deux stades de maturation 9
Figure 3 : Le système racinaire de reglisse 10
Figure 4 : Les gousses et graines de réglisse 10
Figure 5 : Structure chimique de l’acide glycyrrhizique 11 Figure 6:Exemple de structures de monoterpènes acyclique et cycliques rencontrer dans les huiles essentielles
28
Figure 7 : Voies responsables de la synthèse de terpènes et
phenylpropenes, les principaux métabolites présents dans les huiles
31
essentielles des plantes
Figure 8: La plante de réglisse de la région Jdiouya de
Rélizane(Algerie).
46
Figure 9: carte géographique de la région de Djidiouia Relizane 49 Figure 10: Différentes étapes d’extraction des huiles essentielles des feuilles de Glycyrrhiza glabra
52
Figure 11 : Profile chromatographique de huiles essentielle des
feuilles de
68
Glycyrhiza glabra
Figure 12:spectre de masse du composant linalool d’huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
71
Figure 13 : spectre de masse du composant trans-Permethrin
de huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
73
Figure 14:spectre de masse du composant Aspartic acid de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
74
Figure 75 15 :spectre de masse du composant Bicyclo[4.1.0]hept-2-
ene, 3,7,7-trimethyl-de huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza
glabra
Figure 75 16:spectre de masse du composant Le benzène de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
Figure 17:spectre de masse du composant 2-Propenenitrile, 2-
methyl de huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
76
Figure 18:spectre de masse du composant prasterone de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
77
Figure 19:spectre de masse du composant Isoniazide 78 , de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
Figure 20:spectre de masse du composant L’acide 79 benzoïque de
huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
Figure 21:spectre de masse du composant le diethyltoluamide de
huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
80
Figure 22 :spectre de masse du composant EThylenimine de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
81
Figure 23:spectre de masse du composant Le wafarin 82 de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
Figure 24:spectre de masse du composant L’iodoquinol 82 de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
Figure 25:spectre de masse du composant Phenol, 2-methoxy-4-(1-
propenyl)-, (E)de huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
83
Figure 26:spectre de masse du composant Le retinol 83 de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
Figure 27:spectre de masse du composant Phenol, 4-(2-
aminopropyl)- de huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
84
Figure 28:spectre de masse du composant Pyridinamine de huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
84
Figure 29 :spectre de masse du composant 3-Cyclohexen-1-ol, 4-
methyl-1-(1-methylethyl de huile essentielle des feuilles de
glycyrrhiza glabra
85
Figure 30:spectre de masse du composant Pyrazine, 1,4-dioxide de
huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
86
Figure 31:spectre de masse du composant Hydrochlorothiazide de
huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
86
,Figure 32: spectre de masse du composant Methacrylonitrile de
huile essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra
86
Figure 33: Ensemble schématique de certains des mécanismes
de l'activité antimicrobienne des huiles essentielles dans la
cellule bactérienne
94
Liste des Tableaux
Tableau 1 : lieu de récolte de la plantes et Les caractéristiques géographiques et bioclimatiques de la zone de récoltes 48
Tableau 2 : liste des souches microbiennes testées 50
Tableau 3: Composition Physico-chimique d’ huile essentielle de
Glycyrrhiza glabra 65
Tableau 4: Les composants majeurs identifiés huile essentielle de
Glycyrrhiza glabra par GC / MS technique avec les indices de rétention sur HP-
5ms
Tableau 5: Etude des caractères morphologiques et type respiratoire des
différentes souches 87
capillaire 69
Tableau 6: identification des entérobactéries et Pseudomonas aeruginosa par
Tableau 7: identification de staphylococcus aureus par plaque API STAPH 89
API20E 88
Tableau 8: Zone Inhibition (mm) and MIC (µg/mL) pour les huiles
essentielles de
Glycyrrhiza glabra 90
Liste des photos
Photo 1 : Evaluation de l’activité antimicrobienne des Huiles Essentielles
de la réglisse contre pseudomonas Aeruginosa selon la méthode
d’aromatogramme……………………………………………………...123
Photo 2 : Evaluation de l’activité antimicrobienne des Huiles Essentielles
de la réglisse contre salmonella typhi selon la méthode
d’aromatogramme……………………………....................................124
Photo 3 : Evaluation de l’activité antimicrobienne des Huiles Essentielles
de la réglisse contre Staphylococcus aureus selon la méthode
d’aromatogramme…………………………………………………….124
Photo4 : Evaluation de l’activité antimicrobienne des Huiles Essentielles
de la réglisse contre d’Escherichia
Photo 5 : Evaluation de l’activité antimicrobienne des Huiles essentielles
de la réglisse contre
coli ATCC 25922 selon la méthode
d’aromatogramme…………………………………………………….125
d’Escherichia
coli ATCC35218 selon la méthode
d’aromatogramme……………………………………………………..125
VII
Liste des abréviations
ATTC : American type culture collection
CPG : Chromatographie en phase gazeuse
CPG-SM : Chromatographie en phase gazeuse couplé à la spectrométrie de masse
AFNOR : Association Française de normalisation
CMI : Concentration minimale inhibitrice
FID : Détecteur à ionisation de flamme
µl : microlitre
g : Gramme
IA :
I
Indice d’acide
R :
HE : Huile essentielle
Indice de réfraction
min : Minutes
µl : Microlitre
mm : Millimètre
nm : Nanomètre
mg : Milligramme
OMS: Organisation Mondial de santé
h : Heure
N : Normalité
pH : Potentiel hydrogénique
R : Rendement
V : Volume
°C : Degré Celsius
% : Pourcentage
Introduction
2
Les plantes ont toujours fait partie de la vie quotidienne de l’Homme,
puisqu’il s’en sert pour se nourrir, se soigner et parfois dans ses rites religieux.
L’histoire des plantes aromatiques et médicinales est associée à l’évolution des
civilisations. Dans toutes les régions du monde, l’histoire des peuples montre que
ces plantes ont toujours occupé une place importante en médecine, dans la
composition des parfums et dans les préparations culinaires. La Chine, berceau de la
phytothérapie, l’Inde,le Moyen–Orient, notamment au cours de l’ère arabo-
musulmane, l’Egypte, la Grèce, Rome, constituent des civilisations phares chez
lesquelles les plantes aromatiques et médicinales ont occupé une place de premier
choix.
L’extraction des plantes médicinales est une pratique basée sur les avancées
et les preuves scientifiques qui recherchent des extraits actifs des plantes. Les
extraits actifs identifiés sont standardisés.Cette pratique conduit aux
phytomédicaments et selon la réglementation en vigueur dans le pays, leur
circulation est soumise à l'autorisation de mise sur le marché pour les produits finis,
et à la réglementation sur les matières premières à usage pharmaceutique pour les
préparations magistrales de plantes médicinales,celles-ci étant délivrées
exclusivement en officine.On parle alors de pharmacognosie ou de biologie
pharmaceutique. (Azalenko K. 2005)
Mais, les plantes médicinales sont faiblement utilisées dans le traitement de
certaines affections, bien qu'elles aient fait leurs preuves dans le passé où nos
grands-parents les utilisaient presque exclusivement pour leurs vertus curatives.
Selon l'OMS, la phytothérapie est considérée comme une médecine
traditionnelle et est encore massivement employée dans certains pays , dont les
pays en voie de développement. C'est une médecine non conventionnelle du fait de
l'absence d'étude clinique (Azalenko K. 2005).Le retour, et pour cause, vers la
phytothérapie est aujourd’hui une démarche planétaire.
Introduction
3
En effet, la chimiothérapie dominante jusqu’ alors, a atteint ses limites au vu
de l’incertitude de ses bienfaits, de ses effets secondaires, et de son inadaptabilité à
la physiologie humaine.
Selon ARMRLIN (1974), La phytothérapie ou thérapie par les plantes est la
première thérapeutique connue ; elle reste la base de l’ensemble de la thérapeutique
utilisée de nos jours. En phytothérapie et en aromathérapie, les huiles essentielles
sont utilisées dans le traitement de nombreuses maladies infectieuses et sont aussi
utilisées dans les préparations pharmaceutiques.L’effet antimicrobien marqué de
certaines essences sur le développement des micro-organismes a été démontré.
L’activité antimicrobienne des huiles essentielles sur une large catégorie de micro-
organismes a été rapportée par une bibliographie internationale abondante. Ainsi, les
chercheurs se sont intéressés à tester le pouvoir antimicrobien des huile essentielles
de certaines plantes aromatiques sur les bactéries, les levures et les moisissures.Les
résultats ont montré que le pouvoir antimicrobien des plantes aromatiques est du en
totalité ou en partie aux essences qu’elles contiennent (Akgul et Kivanc, 1988 ).
Les huiles essentielles sont très efficaces sur les germes résistants aux
antibiotiques; ce qui leur donne une place parmi les moyens thérapeutiques pour
guérir, atténuer ou prévenir les maladies et les infections (Buehbauer et Jirovetz,
1994).
Les perspectives d’application sont nombreuses comme, par exemple, le
traitement des affections bactériennes et fongiques de la cavité buccale (Shapiro et
al, 1994) et du système respiratoire (Inouye et aI, 2001).Ces auteurs ont demontré
que les huiles essentielles de thym, d’écorce de cannelle, de lemongrass, de périlla
et de menthe poivrée se sont révélées très efficaces sur les principaux germes
pathogènes,responsables des infections respiratoires, notamment Streptococcus
pneumoneae, Streptococcus pyogenes et Staphylococcus aureus les plus étudiés
sont l’inhibition des germes.
Introduction
4
Les huiles essentielles s’opposent au développement des germes tels que les
bactéries pathogènes, y compris les souches habituellement antibiorésistantes, les
champignons responsables de mycoses et les levures (Candida) dont, les doses
actives sont en général faibles et se traduisent soit par l’inhibition de la croissance
des micro-organismes soit par un effet létal (Bruneton, 1993 ; Crémieux, 1990).
En outre, des études récentes ont montré que certaines huiles essentielles possèdent
des propriétés antivirales (Bammi et al, 1997) et antiparasitaires (Larhsini et al
1999).
Se trouvant dans le bassin méditerranéen avec de grandes variations climatiques
du Nord au Sud, l’Algérie présente un terrain de prédilection au développement de
ces cultures. La culture des plantes aromatiques et médicinales en Algérie reste
traditionnelle. Elle se limite aux jardins familiaux et aux jardins d'agrément,
notamment avec des espèces florales faisant l'objet de cultures de fleurs. La
valorisation de ces ressources naturelles peut avoir des retombées économiques
considérables pour notre pays. Récemment des projets de production des plantes
aromatiques et médicinales ont vu le jour et sont essentiellement orientés vers
l’exportation des plantes fraîches, d’huile essentielle et d’huile concrète.
Dans le but de continuer à exploiter les plantes poussant en Algérie et réputées
pour leurs vertus médicinales, nous avons étudié les propriétés physico-chimiques et
la composition chimique des huiles essentielles de Glycyrrhiza glabra ainsi que
l’étude de leur pouvoir antibactérien .Pour ce faire, nous avons subdivisé notre
travail de recherche en trois chapitres : Le premier chapitre consiste en une
synthèse bibliographique sur la plante de Glycyrrhiza glabra, les huiles essentielles
avec leur utilisation.
Dans le deuxième chapitre nous avons évoqué les principales techniques
d’analyse des huiles essentielles.Le dernier chapitre portera sur le pouvoir
antimicrobien des huiles essentielles, et son utilisation.
Introduction
5
La deuxième partie représente la partie expérimentale où nous présenterons les
techniques utilisées:
-Extraction des huiles essentielles de Glycyrrhiza glabra par l’hydrodistillation.
-Détermination de quelques caractéristiques physico-chimiques, organoleptiques
et de la composition chimique de l’huile essentielle, par méthodes
chromatographiques.
-le deuxième axe consiste à déterminer l’effet antibactérien des huiles essentielles.
Enfin les résultats obtenus des caractéristiques physico chimiques ; de la
composition de l’huile essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra et leurs
activités antibactériennes sont interprétés à la lumière de la littérature. Le travail est
clôturé par une conclusion et des perspectives.
Recherche bibliographique
7
1.1. Généralités :
Glycyrrhiza : La Réglisse officinale .Légumineuses Papilionacées, tire son nom de
deux mots grecs « Glucus » doux et « riza » racine ; elle possède plusieurs
synonymes : Réglisse glabre, Bois doux, Racine douce, Racine bonne, Racine
sucrée.Il en existe plusieurs espèces (Truelle, 2009).
La Réglisse a longtemps été utilisée à des fins à la fois culinaire et médicale.
Utilisée pour aromatiser les bonbons et les édulcorants remèdes médicaux, la
réglisse a également des effets puissants, en particulier pour les ulcères et les
insuffisances rénales.La Réglisse entière est utilisée pour des cas d’insuffisances
surrénales et d'inflammation.Une autre forme plus largement utilisée est le
deglycyrrhizinated qui est aussi efficace que la Réglisse entière dans le traitement
d’ulcère, mais sans effets secondaires hypertensifs. (Gaby,1988)
1.2. Histoire de la plante
La réglisse était connue des Grecs et des Romains, de Théophraste et de Sainte
Hildegarde, qui l'employaient notamment pour éclaircir la voix. Mélangée à du
chiendent, elle entrait dans la composition de la boisson dite "hospitalière", qui se
trouvait jadis sur les tables de chevet dans tous les hôpitaux. En 1950, on a démontré
son effet bénéfique sur l'estomac, et elle a été utilisée dans les cas d'ulcères et de
gastrites (Afchar, 1987).
En médecine populaire, la racine jaunâtre de réglisse était utilisée pour ses vertus
adoucissantes, digestives et rafraîchissantes. Il est cependant signalé que l’abus de la
réglisse provoque de l’hypertension artérielle, la substance qui en est responsable est
l’acide glycyrrhizique (Baba Aissa, 2000). (Voir Figure 1).
Recherche bibliographique
8
Figure 1 : la plante de réglisse algérienne (Teman, 2008).
1.3. Caractéristique de la plante de réglisse :
1.3.1. Classification botanique
Famille:légumineuse.
Sous famille:papilionacées.
Genre:glycyrrhiza.
Espèce:glabra L.
1.3.2. Nomination :
Nom scientifique:glycyrrhiza glabra.
Nom local:arqessous.
Nom Français:réglisse.
Nom Anglais:liquorice root (Sihem Ben Khemis
,2007)
Recherche bibliographique
9
1.3.3.Botanique et géographie :
Elle est indigène dans le Midi de l’Europe, notamment dans la Sicile, l’Espagne,
etc.: ou d'Asie mineure (Biovhard, 1988).
1.3.4.Description botanique:
Plante herbacée, vivace par un rhizome stolonifère, sauvage ou cultivée elle
possède:
1.3.4.1. Les Tiges:annuelles presque ligneuses, pouvant atteindre 1 m.Bien dressées,
rigides et creuses.
1.3.4.2. Les Feuilles:alternes, glabres, composées d'un nombre impair de folioles (à
4-7 paires de folioles ovales lancéolées), sont ovales, bien vertes et plutôt
visqueuses sur leur face interne (Henry, 1991).
1.3.4.3. Les Fleurs : petites, violettes ou bleu pâle apparaissent de Juin à Juillet,
groupées en épis. Disposées en grappes pédonculées, atteignant la moitié de la
longueur des feuilles. (Figure 2).
Figures 2 : Les grappes de réglisse à deux stades de maturation (Teman, 2008)
Recherche bibliographique
10
1.3.4.4. Les racines: vivaces rampantes, atteignant 1 à 2 m. brunes à l’extérieur,
jaunes à l’intérieur, à saveur sucrée et agréable (Voir Figure 3).
Figure 3 : Le système racinaire de reglisse (Teman, 2008).
1.3.4.5 .Les Fruits: gousse très aplatie, glabre, bosselée. (Voir Figure 4).
Figure 4 : Les gousses et graines de réglisse (Teman, 2008).
Recherche bibliographique
11
1.3.5. Habitat et origine
La réglisse est une plante originaire de Chine, mais cultivée surtout dans un large
bassin méditerranéen, elle est cultivée en Espagne depuis le Xème siècle et en Italie
depuis le XIIIème siècle.La réglisse se naturalise rarement.Le principal exportateur
de racines est actuellement la Turquie; pour la poudre, c'est la Chine.L’Italie les
transforme en rubans et pastilles (Henry, 1991).
1.3.6. Les variétés de réglisse :
• Glycyrrhiza glabra (var-typica) : de la région méditerranéenne à
l’Afghanistan (Wichtl et Anton, 2003)
•Glycyrrhiza glabra (var-violacea) : principalement de l’Iran (Loic, 2001).
•Glycyrrhiza glabra (var-glandulifera) : d’Europe de l’Est et de Russie
(Wichtl et Anton, 2003).
•Glycyrrhiza foetida Desf : dans la Mitidja et dans les wilayas d'Ain Defla
et d’Oran (Djerroumi et Nacef, 2004).
1.3.7. Les principaux constituants de la plante de réglisse :
1.3.7.1.Saponosides triterpéniques :
Principalement la glycyrrhizine, dénommée aussi « acide glycyrrhizique » et un
mélange de sels de potassium et de calcium correspondants.
La glycyrrhizine possède un pouvoir sucrant 50 fois supérieures à celui du sucre de
canne (Pedneault et al, 2001) (Figure 5).
Recherche bibliographique
12
Figure 5 : Structure chimique de l’acide glycyrrhizique (Loic, 2001).
1.3.7.2. Flavonoïdes :
Les flavonoïdes sont des pigments jaunes ; ce sont des composés phénoliques
fréquemment présents sous la forme hétérosidique, hydrosoluble (Andrew, 2001).
Représenté environ 0.65-2%,dont plus de 30 ont été identifiés :chalcone,
l’isoliquiritigènine….etc.
Les flavonoïdes isolés peuvent être utilisés dans un traitement adjuvant des ulcères
gastriques ou plus simplement pour calmer les douleurs de l’estomac (Loic, 2001).
1.3.7.3. Coumarines :
C’est des Ombelliférone, herniarine et posés prénylés comme la glycycoumarine,
licopyranocoumarine (Wichtl et Anton, 2003).
1.3.7.4. Composés volatils aromatiques:
Dont plus de 40 constituants ont été identifiés : anéthol, estragole, géraniol, acide
aliphatiques, aldéhydes, cétones, alcools et hydrocarbures (Wichtl et Anton, 2003).
Recherche bibliographique
13
1.3.7.5. Saccharides:
Le sucre est un produit alimentaire d’origine végétale composé pour l’essentiel de
saccharose et de diverses substances naturelles appartenant à la classe des glucides,
responsable d’une des quatre saveurs gustatives fondamentales ; parmi les sucres on
cite le glucose, le saccharose, l’amidon (Meyer, 1989).
1.3.7.6. Les huiles essentielles :
Les huiles essentielles sont des substances huileuses, volatiles et odorantes,
présentes dans les plantes aromatiques et localisées, dans les fleurs, les feuilles, les
fruits, les graines, l’écorce, les racines (Meyer, 1989).
1.3.8. Domaines d’utilisation de réglisse :
1.3.8.1. En médecine:
Utilisée conjointement avec du miel, elle traite les estomacs et rates faibles, les
douleurs de ventre, les selles molles, la fatigue et la fièvre, la toux, les palpitations
(Shaohoa, 1994).
Utilisée crue, elle traite les gorges douloureuses et gonflées, les ulcères d’estomac,
les abcès et élimine les toxines alimentaires et médicamenteuses (Shaohoa , 1994).
1.3.8.2. En agro-alimentaire:
Le suc de réglisse est également employé en confiserie pour la fabrication des
pastilles, de bâtonnets et de rubans noirs enroulés, souvent associé à la gomme
arabique (Baba aissa, 2000).
On fabrique un extrait aqueux, concentré par évaporation ce qui a pour effet
d’éliminer la majeure partie des arômes (Baba aissa, 2000).
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14
1.3.8.3. En pharmaceutique:
L’action adoucissante de la réglisse est causée principalement par la glycyrrhizine.
Cette substance est aussi responsable de ses propriétés antitussives et expectorantes,
car elle accélère les secrétions de la muqueuse trachéale.
L’extrait aqueux ou alcoolique de la réglisse réduit les sécrétions gastriques, et
inhibe l’ulcère gastrique causé par d’autres produits ou médicaments acides tel que
l’aspirine.
La glycyrrhizine et son aglycone ont des activités antiphlogistiques, et augmentent
la sécrétion muqueuse par les cellules de la muqueuse gastrique.
Les mécanismes de ces effets se traduisent par l’accélération de l’excrétion de la
mucine qui induit l’augmentation de la synthèse glycoprotéine de vie des cellules
épithéliales et aussi la protection contre l’activité des pepsines.
Il a été démontré que l’activité spasmytique de la réglisse est due principalement
aux flavonoïdes de la réglisse.
La glycyrrhizine réduit l’action toxique de la tétrachloride de carbone et de la
galactosamine.
L’effet anti-inflammatoire et antiallergique de la réglisse est attribué à l’action de la
glycyrrhizine qui a la même activité que les corticoïdes (Monder et al, 1989).
Les racines et les rhizomes de réglisse ont des propriétés physiologiques complexes
provenant des différents principes actifs qui ont été isolés et dont la structure
chimique et les actions thérapeutiques sont aujourd’hui bien connues.
(HORNOK, 1992).
1.3.9. Composition chimique de la racine :Au total, environ 400 constituants
ont été décrits pour Glycyrrhiza glabra L. mais les activités biologiques ne
concernent qu’environ un quart d’entre eux. Les flavonoides tel que : liquiritine,
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15
liquiritigénine, isoliquiritine et isoliquiritigénine, dérivés coumariniques: herniarine
et umbelliférone. Glycosides: liquiritoside et isoliquiritoside.L'ensemble de ces
substances participerait à l'activité anti-ulcéreuse.
1.3.9. 1. Des coumarines:
Se sont des licocoumarone varient en plusieurs types : ombelliferone, herniarine,
licobenzofurane et kaempferol 3-O-methyl ether (HATANO, 1989).
1.3.9.2. Des composés volatils aromatiques:
Plus de 40 ont été identifiés: anethol, estragole, eugenol, carvacrol, fenchone,
guaiacol, geraniol, linalol, pcymene, thujone, thymol, α-terpineol ; les 3 premiers
étant à l’origine des arômes de la racine, avec l’indole et la γ-nonalactone. Sont
présents également des acides aliphatiques (acides benzoique, caproique, linoleique,
palmitique, propionique, salicylique), des aldehydes (benzaldehyde, furfural), des
cétones, des esters, des éthers, des alcools et des hydrocarbures (TANG et al, 1992).
1.3.9.3. Des sucres :
Glucose (jusqu’à 4%), fructose, maltose, saccharose (2,4-6,5%).
1.3.9.4. Des polysaccharides:le glycyrrhizane est un polysaccharide
essentiellement composé d’arabinose (54%) et de galactose (30%). Sont présents
également 2 autres polysaccharides. Ces deux
Polysaccharides ont respectivement un effet immunomodulateur et mitogéne. Parmi
ces polysaccharides, nous trouvons 25 à 30% d’amidon et 2,5% de saccharose
(Fintelmann et al, 2004).
1.3.9.5. Des stérols : β-sitosterol, stigmasterol.
1.3.9.6 .Autres : acides aminés, gommes, résines, graisses (0,8%), substances
amères (Tang et al, 1992).
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2-Les Huiles essentielles :
2.1. Historique :
Les huiles sont connues depuis des millénaires pour leur action bénéfique sur
l’homme. Quatre mille ans avant J.C, les égyptiens utilisaient déjà les huiles comme
parfum dans les momifications des corps. Il faudra attendre le XVI éme siècle pour
voir apparaitre la généralisation de la production et de l’utilisation des huiles
essentielles, grâce aux travaux sur les huiles essentielles de romarin, de bois de
genièvre, de lavande (Lamaty et al ;1997)
Selon Ntezurubanza (2000), l'histoire de l'aromathérapie, qui est celle des huiles
essentielles, peut se résumer en quatre époques suivantes :
L’époque au cours de laquelle étaient utilisées des plantes aromatiques telles
quelles ou sous forme d'infusion ou de décoctions :
Celle dans laquelle les plantes aromatiques étaient brûlées ou mises à infuser ou à
macérer dans une huile végétale. A cette époque, intervient la notion d'activité liée à
la substance odorante.
La troisième correspond à la recherche de l'extraction de cette substance odorante.
Apparaît alors le concept d’huile essentielle qui aboutit à la création et au
développement de la distillation :
Enfin, la dernière qui est la période moderne dans laquelle la connaissance des
composants des huiles essentielles intervient et explique les effets physiques,
chimiques, biochimiques, physiologiques, voire électroniques des arômes végétaux.
Enfin, la valeur médicinale des plantes est de plus en plus prouvée
scientifiquement; c'est ce qui constitue d'ailleurs un argument de taille pour leur
usage en médecine.
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2.2. Définition des Huiles essentielles: Plusieurs définitions disponibles d'une
huile essentielle convergent sur le fait que les huiles essentielles, communément
appelées «essences »,sont des produits de composition généralement assez
complexe, renfermant les principes odorants volatils contenus dans les végétaux.
Elles diffèrent des huiles fixes (huile d'olive,...) et des graisses végétales par leur
caractère volatil ainsi que leur composition chimique. (Balz, 1986).
Le terme huile essentielle est le parfum des plantes aromatiques.Elle s’appelle
aussi " essence" ou" huile volatile", qui est un produit de composition généralement
assez complexe renfermant les principes volatils contenus dans les végétaux et plus
ou moins modifiés au cours de la préparation (Bruneton ,1999).
Plus récemment,la norme AFNOR NF T 75-006 5FEVRIER 1998 a donné la
définition suivante d’une huile essentielle : « produit obtenu à partir d’une matière
première végétale soit par entrainement à la vapeur soit par procédés mécaniques à
partir de l’épicarpe des citrus soit par distillation sèche .L’huile essentielle est
ensuite séparée de la phase aqueuse par des procédés physiques pour les deux
premiers modes d’obtention.Elle peut subir des traitements physiques n’entrainant
pas de changement significatif de sa composition (Bruneton, 2008 ).
2.3. Répartition, localisation :
Les huiles essentielles n’existent quasiment que chez les végétaux supérieurs.Il y
aurait ,selon Lawrence17500 espèces aromatiques. Les genres capables d’élaborer
les constituants qui composent les huiles essentielles sont repartis dans un nombre
limité de familles :Myrtacées,lauracées,rutacées ,lamiacées, astéracées; opiacée
;cupressacées , zingibéracées ,pipéracées …etc.
Les huiles essentielles peuvent être stockées dans tous les organes végétaux:des
fleurs ,des feuilles ,des écorces ,des bois , des racines,et des rhizomes .
Dans le cas le plus simple, les huiles essentielles se forment dans le cytosol des
cellules où, soit elles se rassemblent en gouttelettes comme la plupart des substances
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lipophiles, soit elles s’accumulent dans les vacuoles des cellules épidermiques ou
des cellules du mésophile de nombreux pétales ( Gehard ;1993).D’autre structures
histologiques spécialisées souvent localisées sur ou à proximité de la surface de la
plante sont impliquées dans l’accumulation des huiles volatiles.Ces structures
regroupent les poils et canaux secteurs et les poches sécrétrices(Bruneton ,1999 ).
2.4. Fonction :
La fonction biologique des térpenoides des huiles essentielles demeure le plus
souvent obscure .Il est toutefois vraisemblable qu’ils ont un rôle écologique .A
l’appui de cette hypothèse, on remarquera que le rôle de certains d’entre eux a été
établi expérimentalement aussi bien dans le domaine des interactions végétales
comme agents idiopathiques, notamment inhibiteurs de germination, que dans celui
des interactions végétales –animales contre les insectes et les champignons.
(Bruneton, 2008).
2.5. Le rôle des huiles essentielles chez les plantes:
Les huiles essentielles permettent aux plantes de s’adapter à leur environnement et
assurer leur ultime défense, elles jouent plusieurs rôles écologiques :
Interaction plante- plante (inhibition de la germination et de la croissance)
Interaction plante animale, pour leur protection contre les prédateurs.
(Fouché et al. 2008).
2.6. Propriétés physiques:
Liquides à température ambiante, les huiles essentielles sont volatiles, ce qui les
différencie des huiles fixes. Elles ne sont que très rarement colorées .Leur densité
est en général inferieure à celle de l’eau. Elles ont un indice de réfraction élevé et la
plupart dévie la lumière polarisée. Solubles dans les solvants organiques usuels,
elles sont liposolubles. (Bruneton, 2008).
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19
2.7. Techniques d’extraction des huiles essentielles :
L’analyse des huiles essentielles émises par une plante se déroule en trois étapes ;
extraction des composés aromatiques, analyse de l’extrait et traitement des résultats
pour identifier et quantifier les composés. Les composés organiques volatils sont
généralement présents dans les matrices végétales à de très faibles concentrations, et
sont de polarités, solubilités, volatilités et stabilités très variables. Les molécules
odorantes sont constituées d’un squelette hydrocarboné qui peut être linéaire,
cyclique ou aromatique. Presque toutes les fonctions chimiques portées par ces
chaînes sont représentées:alcools,composés carbonylés(principalement les
aldéhydes), esters, éthers, phénols et enfin dérivés soufrés et hétérocycles.
Les huiles essentielles sont extraites principalement par deux méthodes de
distillation, une méthode d’expression à froid et l’entraînement à la vapeur de
l’eau : L’hydro distillation.
Elles peuvent être mises en œuvre sur les systèmes discontinus ou continus, à la
pression ambiante, en surpression ou en dépression (Pollien, 1998).
La durée de la distillation peut être ramenée de quelques minutes jusqu’à 30 heures,
on davantage, suivant les paramètres intervenant au cours du procédé.
Avant d’aborder chacune des méthodes, il est intéressant de procéder à l’étude des
paramètres régissant les mécanismes d’extraction des huiles essentielles. D’une
façon générale, la production des huiles essentielles peut être assimilée à une
combinaison de trois processus :
2.7.1. L’extraction proprement dite, appelée hydro-diffusion :
Ces relargage des composés volatils dans le milieu aqueux sous l’action physique
qu’exerce le gonflement de la matière végétale (phénomènes d’absorption d’eau ou
osmotiques) via la pression interne,et de l’action chimique exercée par l’eau.
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(Pollien,1998).La séparation de l’huile essentielle des condensats impliquant la
coalescence et la décantation (Mazza et al ,1992).
2.7.2. Distillation :
La plupart des huiles essentielles sont obtenues par distillation et entrainement à la
vapeur d’eau, à l’exception des huiles essentielles d’hespéridés (citron, oranges) et
l’huile de cade .On admet que la vapeur pénètre dans les tissus de la plante et
vaporise toutes les substances volatiles ; isolement des essences de la plante
démontrant donc uniquement une quantité suffisante de vapeur.
La distillation par entrainement à la vapeur d’eau par divers procèdes physiques et
chimiques.
2.7.3. L'hydro distillation:
Le principe de l'hydro distillation est celui de la distillation des mélanges binaires
non miscibles. Elle consiste à immerger la biomasse végétale dans un alambic
rempli d'eau, que l'on porte ensuite à ébullition. La vapeur d'eau et l'essence libérée
par le matériel végétal forment un mélange non miscible. Les composants d'un tel
mélange se comportent comme si chacun était tout seul à la température du
mélange, c'est à dire que la pression partielle de la vapeur d'un composant est égale
à la pression de vapeur du corps pur.Cette méthode est simple dans son principe et
ne nécessite pas un appareillage coûteux.Cependant, à cause de l'eau, de l'acidité, de
la température du milieu, il peut se produire des réactions d'hydrolyse, de
réarrangement, de racémisation, d'oxydation, d'isomérisation, etc. qui peuvent très
sensiblement conduire à une dénaturation (Bruneton, 1993).
L'entraînement à la vapeur d'eau:
Les méthodes d'extraction par l'entraînement à la vapeur d'eau sont basées sur le fait
que la plupart des composés volatils contenus dans les végétaux sont entraînables
par la vapeur d'eau, du fait de leur point d'ébullition relativement bas et de leur
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21
caractère hydrophobe.Sous l'action de la vapeur d'eau introduite ou formée dans
l'extracteur, l'essence se libère du tissu végétal et est entraînée par la vapeur d'eau.
Le mélange de vapeurs est condensé sur une surface froide et l'huile essentielle se
sépare par décantation (Afnor, 2000).En fonction de sa densité, elle peut être
recueillie à deux niveaux:
-niveau supérieur du distillat, si elle est plus légère que l'eau, ce qui est fréquent ;
- niveau inférieur, si elle est plus dense que l'eau.
Les principales variantes de l'extraction par l'entraînement à la vapeur d'eau sont
l'hydro distillation, la distillation à vapeur saturée et l'hydro diffusion (Teuscher et
al, 2005).
2.7.4. La distillation à vapeur saturée:
Dans cette variante, la matière végétale n'est pas en contact avec l'eau. La vapeur
d'eau est injectée au travers de la masse végétale disposée sur des plaques perforées.
La distillation à vapeur saturée est la méthode la plus utilisée à l'heure actuelle dans
l'industrie pour l'obtention des huiles essentielles à partir de plantes aromatiques ou
médicinales. En général, elle est pratiquée à la pression atmosphérique ou à son
voisinage et à 100°C, température d'ébullition de l'eau. Son avantage est que les
altérations de l'huile essentielle recueillie sont minimisées(Wichtl et Anton,
2003).Pour certaines productions (lavande, menthe), on utilise des alambics
mobiles qui sont en fait des bennes de récolte conçues pour être intercalées par
l’agriculteur lui –même , après remplissage ,dans un montage de distillation .
(Bruneton,2008 ).
2.7.5. L’hydrodiffusion:
Elle consiste à pulvériser de la vapeur d'eau à travers la masse végétale, du haut vers
le bas. Ainsi le flux de vapeur traversant la biomasse végétale est descendant
contrairement aux techniques classiques de distillation dont le flux de vapeur est
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22
ascendant. L'avantage de cette technique est traduit par l'amélioration qualitative et
quantitative de l'huile récoltée, l'économie de temps,de vapeur et d'énergie
(Bassereau, 2007).
2.7.6. L'expression à froid:
L'extraction par expression à froid, est souvent utilisée pour extraire les huiles
essentielles des agrumes comme le citron, l'orange, la mandarine, etc. Son principe
consiste à rompre mécaniquement les poches à essences.L'huile essentielle est
séparée par décantation ou centrifugation.D'autres machines rompent les poches par
dépression et recueillent directement l'huile essentielle, ce qui évite les dégradations
liées à l'action de l'eau (Chaintreau et al, 2003).
2.7.7. Extraction par solvants:
La méthode de cette extraction est basée sur le fait que les essences aromatiques
sont solubles dans la plupart des solvants organiques.L'extraction se fait dans des
extracteurs de construction variée, en continu, semi-continu ou en discontinu.Le
procédé consiste à épuiser le matériel végétal par un solvant à bas point d'ébullition
qui par la suite, sera éliminé par distillation sous pression réduite.L'évaporation du
solvant donne un mélange odorant de consistance pâteuse dont l'huile est extraite
par l'alcool. L'extraction par les solvants est très coûteuse à cause du prix de
l'équipement et de la grande consommation des solvants.Un autre désavantage de
cette extraction par les solvants est leur manque de sélectivité de ce fait de
nombreuses substances lipophiles (huiles fixes, phospholipides, caroténoïdes, cires,
coumarines, etc.)peuvent se retrouver dans le mélange pâteux et imposer une
purification ultérieure (Shellie et al, 2004).
Le choix du solvant est influencé par des paramètres techniques et économiques.
Le Pouvoir du solvant à l’égard des constituants odorants (la stabilité, inertie
chimique, température d’ébullition) pour permettre son élimination totale, pas trop
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23
faible pour éviter les pertes et donc une élévation des couts, sécurité de
manipulation.
Les solvants les plus utilisés sous réserve de législations restrictives particulières.
Ce sont les hydrocarbures aliphatiques : éther de pétrole, hexane, propane ou butane
liquides, après l’extraction le solvant est distillé en fin de l’opération.
Si l’utilisation de solvants à bas point d’ébullition évite les dégradations induites par
la présence d’eau et par les pH acides. Diverses modifications ne demeurent
néanmoins possibles avec des solvants comme l’acétone ou comme les alcools
quoique dans ce dernier cas des traces d’éthers éthyliques ne sont pas toujours
nuisibles aux qualités olfactives du produit final.
2.7.8. Extraction par les corps gras:
La méthode d'extraction par les corps gras est utilisée en fleurage dans le traitement
des parties fragiles de plantes telles que les fleurs, qui sont très sensibles à l'action
de la température. Elle met à profit la liposolubilité des composants odorants des
végétaux dans les corps gras. Le principe consiste à mettre les fleurs en contact d'un
corps gras pour le saturer en essence végétale.Le produit obtenu est une pommade
florale qui est ensuite épuisée par un solvant qu'on élimine sous pression réduite.
Dans cette technique, on peut distinguer l'enfleurage où la saturation se fait par
diffusion à la température ambiante des arômes vers le corps gras et la digestion qui
se pratique à chaud, par immersion des organes végétaux dans le corps gras
(Cordero et al., 2007).
2.7.9. Extraction par micro- ondes :
Le procédé d'extraction par micro-ondes appelé:Vacuum Microwave Hydro
distillation (VMHD), consiste à extraire l'huile essentielle à l'aide d'un rayonnement
micro-ondes d'énergie constante et d'une séquence de mise sous vide.Seule l'eau de
constitution de la matière végétale traitée entre dans le processus d'extraction des
essences.Sous l'effet conjugué du chauffage sélectif des micro-ondes et de la
Recherche bibliographique
24
pression réduite de façon séquentielle dans l'enceinte de l'extraction,l'eau de
constitution de la matière végétale fraîche entre brutalement en ébullition.Le
contenu des cellules est donc plus aisément transféré vers l'extérieur du tissu
biologique, et l'essence est alors mise en œuvre par la condensation, le
refroidissement des vapeurs et puis la décantation des condensats.
2.7.10. Extraction par les gaz supercritiques :
Au –delà du point critique, un fluide peut avoir la densité d’un liquide et la viscosité
d’un gaz ,d’où une bonne difusibilité dans les solides et un bon pouvoir solvant .Si
plusieurs gaz peuvent en théorie être utilisés, l’intérêt s’est porté initialement sur le
dioxyde de carbone ,ce qui s’explique si l’on considére ses atouts:produit
naturel,inerte chimiquement ,ininflammable ,strictement atoxique ,facile à éliminer
totalement ,sélectif ,aisément disponible ,peu réactif chimiquement et peu couteux.
Si les contraintes technologiques sont loin d’être négligeables (point critique se
situe à P =73.8 bars et T= 31.10C) les avantages sont nombreux : capacité à fournir
des extraits de composition très proche de celle des produits naturels, possibilité de
faire varier la sélectivité, la viscosité en jouant sur la température et la pression,
absence d’hydrolyse et de réarrangements. (Bruneston, 2008)
Le dioxyde de carbone refroidi et comprimé à une pression inférieure à la pression
critique passe à l’état liquide.Il est comprimé puis chauffé à une pression et
température fixées selon la nature de l’extrait voulu(huiles essentielles et oléorésine)
le fluide traverse ensuite la cuve d’extraction où se trouve le matériel végétal, le
CO2 supercritique chargé en solutés est ensuite d’étendu au dessous de la pression
critique avant d’entrer dans le séparateur et passer à l’état gazeux .Il perd ainsi ses
propriétés de solvant et permet aux solutés de précipiter et d’être récupérées le CO2
peut être alors recyclé ou éliminé.Cette technique assure l’obtention d’extrait non
hydrolysés, oxydés ou estérifiés et du fait que la température critique du CO2 est
37 0C, les risques de dégradation thermique sont éliminés.La pression critique est
facilement atteinte dans une opération de production. (Reverchon ,1997).
Recherche bibliographique
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Cette technique n’est pas facilement recommandée pour le matériel végétal donnant
un produit à faible valeur ou avec un rendement faible (Benjilali et al ,2004).
Avec le procédé il est possible d’effectuer une extraction sélective de Produit
chimiques.Il est important de préciser que ce procédé est le seul procédé connu qui
permet la migration de composantes désirées hors de leur matrice .ceci résulte de
l’application de l’énergie de façon sélective à l’intérieur de la matrice ; les procédés
conventionnels d’hydrodistillation d’extraction par solvant chaud , soxhlet ...etc.
sont fondés sur un mécanisme commun soit le transfert aléatoire d’énergie au
contenant et à l’entourage de la matrice .Les rendements et la qualité de l’huile
essentielle obtenue suite à l’extraction par micro-ondes se sont souvent avérés
supérieurs à ceux des méthodes conventionnelles .La stabilité des extraits produits
par le procédé assisté par micro-ondes était également supérieure à tous les extraits
obtenus par les autres méthodes . (Benjilali et al,2004)
2.8. Composition chimique des huiles essentielles:
L'étude de la composition chimique des huiles essentielles révèle qu'il s'agit de
mélanges complexes et variables de constituants appartenant exclusivement à deux
groupes caractérisés par des origines biogénétiques distinctes : les terpénoïdes et les
composés aromatiques dérivés du phenylpropane (Gildo, 2006).
2.8.1. Les terpénoïdes :
Le terme terpène rappelle la toute première extraction de ce type de composé dans
l'essence de térébenthine.Dans le cas des huiles essentielles, seuls les terpènes les
plus volatils, c'est à dire, ceux dont la masse moléculaire n'est pas élevée sont
observés. Ils répondent dans la plupart de cas à la formule générale (C5H8) n. Les
constituants des huiles essentielles sont très variés .On y trouve en plus de terpènes,
des hydrocarbures, des esters, des lactones, des aldéhydes, des alcools, des acides,
des cétones, des phénols, des oxydes et autres (Seenivasan, 2006).
Recherche bibliographique
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2.8.2. Les monoterpènes:
Les carbures sont presque toujours présent .ils peuvent être acycliques
(terpinene,cyméne )ou bi cycliques pinène camphéne ,sabinene ).Ils constituent
parfois plus de 90 % de l’huile essentielle (citrus ,térébenthines) (Bruneton, 2008).
2.8.3 . Sesquiterpénes:
Les Sesquiterpènes sont de structures très diverses (C15) : les carbures, les alcools
et les cétones sont les plus fréquents (Bruneton ,2008).
2.8.4. Les composés aromatiques :
Contrairement aux dérivés terpéniques, les composés aromatiques sont moins
fréquents dans les huiles essentielles. Très souvent, il s'agit d'allyle et de
propénylphénol. Ces composés aromatiques constituent un ensemble important car
ils sont généralement responsables des caractères organoleptiques des huiles
essentielles.Nous pouvons citer en exemple l'eugénol qui est responsable de l'odeur
du clou du girofle (Kunle et okogum, 2003).
2.8.5. Les composés d'origines diverses :
Compte tenu de leur mode d'extraction, les huiles essentielles peuvent renfermer
divers composés aliphatiques,généralement de faible masse moléculaire,
entraînables lors de l'hydro distillation.Ces produits peuvent être azotés ou soufrés
(Inouye et Abe ,2003).
-Alcools : menthol, géraniol, linalool,...
-Aldéhydes : géranial, citronellal,...
-Cétones : camphre, pipéritone
-Phénols: thymol, carvacrol ...
-Esters : acétate de géranyle,...
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Acides : acide géranique,...
Oxydes : 1,8-cinéole,...
Phénylpropanoïdes ; eugénol.
Terpènes : limonène, para-cymène,...
Autres : éthers, composés soufrés, composés azotés, sesquiterpène,... (Inouye et
abe,2003).
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Figure 6:Exemple de structures de monoterpènes acycliques et cycliques
rencontrés dans les huiles essentielles ( Bruneton,2000).
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2.8.6. Les chémotypes
La connaissance des chémotypes d'une huile essentielle et leur comportement sont
fondamentaux car ils permettent d'envisager l'activité pharmacologique, de prévoir
aussi la pharmacocinétique et la biodisponibilité. Pour une même espèce botanique,
la composition chimique de l'huile essentielle n'est pas immuable. Les huiles
essentielles sont élaborées par les plantes aromatiques au sein des cellules
sécrétrices. Leur élaboration est totalement tributaire du rayonnement solaire en
l'absence duquel le rendement en produits aromatiques et leur nature sont affectés.
En sa présence, et tout particulièrement en fonction de la présence de tel ou tel
rayonnement, les types de composants pourront varier considérablement au sein
d'une même espèce. Par exemple, le basilic cultivé en pleine lumière à Madagascar a
un taux de chavicol de 57% alors que la même plante cultivée à l'abri de la lumière
en contient 74% (Franchomme et Penoël , 1990). Cette variabilité peut être
influencée également par la composition du sol et la position géographique; le
Lippiamutiflora récoltée au Togo a révélé les chémotypes à citral, à thymol (acétate
de thymyle), à para-cymène, à 1 -8 cinéole (Inouye et Abe ,2003).
2.8.7. Biosynthèse des huiles essentielles:
La biosynthèse des huiles essentielles se fait suivant deux principales voies
(Helander et al ,1998).
2.8.8. Voie des Terpenoïdes:
Le matériau de base est l'IPP (isopentylpyrophosohate), molécule à cinq atomes de
carbones ayant une structure semi- alvéolaire. Il est dérivé de l'AcétylCoA
(carrefour important), lui-même issu du PEP (phosphoenolpyrivate) provenant
directement du fructose. La construction des squelettes hydrocarbonés a lieu de la
même manière par la juxtaposition "tête à queue" d'unités isopréniques, unités
pentacarbonés ramifiées assemblées enzymatiquement. Ainsi on trouve des
squelettes hydrocarbonés à dix carbones (monoterpènes), puis à quinze carbones
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(sesquiterpènes) et plus rarement, à vingt carbones (diterpènes). Le processus peut
se poursuivre mais dans d'autres buts que la synthèse des essences (Hammer et al,
2003).
2.8.9. Voie des Phenylpropanoïdes:
La synthèse des huiles essentielles par la voie des phenylpropanoïdes: commence
par un métabolite du fructose, le PEP (phosphoenolpyrivate). Elle aboutit à un très
grand nombre de substances aromatiques, via une série d'acides, dont l'acide
shikimique (d'où son nom, voie shikimique) et l'acide cinnamique. Les métabolites
terminaux, importants en thérapeutique, sont les acides aromatiques suivants: acide
salicylique, cinnamique et benzoïque et leurs esters dont le salicylate de méthyle, les
cinnamates, les benzoates, certains phénols (eugénol) ainsi que les coumarines,...
Quelques grandes familles chimiques de molécules non volatiles, comme les
tannoïdes et les flavonoïdes, se trouvent incluses dans cette voie (Faleiro et al
,2003).
Recherche bibliographique
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Figure 7 : Voies responsables de la synthèse de terpènes et phenylpropenes, les principaux métabolites présents dans les huiles essentielles des plantes (Benchaar et Greatherd,
2011).
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2.9. Méthodes d’analyse chimique des huiles essentielles :
Une fois l’extrait le plus représentatif obtenu, l’analyse permet d’identifier et de
quantifier les produits qui le composent. Les progrès des méthodes analytiques
permettent d’identifier rapidement un très grand nombre de constituants. (Arpino et
al, 1995).
2.9.1 .Chromatographie en phase gazeuse monodimensionnelle :
La séparation et l’identification des constituants volatils d’un extrait présentent bien
moins d’alternatives que sa préparation. En effet, la CPG est la méthode de
référence dans l’analyse des huiles essentielles (Lehotay et Hajslova, 2002) elle
permet l’analyse de mélanges, qui peuvent être très complexes, de nature et de
volatilité très variées (Arpino et al., 1995).
2.9.2. Chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie (CPG/O) :
Les huiles essentielles obtenues renferment très souvent des centaines de composés
volatils. Le couplage CPG/O combine la séparation des composés volatils par CPG
avec l’évaluation olfactive. En sortie de colonne, une partie des composés élués est
envoyée vers un cône de détection nasale qui permet l’évaluation olfactive en même
temps que l’enregistrement du chromatogramme. Tous les types de détecteurs
peuvent être utilisés en parallèle au port d’olfaction, mais ce sont les détecteurs FID
ou de masse qui sont les plus fréquemment utilisés. Afin d’éviter l’inconfort dû aux
effluents chauds et la déshydratation de la muqueuse nasale qui conduit à une perte
de sensibilité, de l’air humide est ajouté en sortie de cône. L’opérateur enregistre ses
données olfactives grâce à divers dispositifs de saisie reliés à un ordinateur. La
CPG/O trouve de nombreuses applications tant en Recherche et Développement
qu’en Contrôle de Qualité.
En effet, un certain nombre de composés à odeurs négatives ne sont pas détectés
par les instruments classiques. Dans ce cas, la CPG/O est un moyen très efficace
pour les mettre en évidence grâce au faible seuil de perception du nez humain. Deux
Recherche bibliographique
33
types de données peuvent être obtenus lors d’une analyse CPG/O. Tout d’abord la
sensation perçue par l’évaluateur qui est décrite à l’aide d’un descripteur et
l’intensité de la perception. (Dugo et al, 2005).
2.9.3. Chromatographie en phase gazeuse à deux dimensions:
La chromatographie bidimensionnelle consiste à coupler deux colonnes de polarités
différentes pour avoir une séparation parfaite. Cette méthode est appliquée aux
mélanges complexes présentant de nombreuses Co-élutions.
Parmi les méthodes de chromatographie à deux dimensions, on distingue la méthode
dite par piégeage « heart-cutting », notée CPGCPG, de la chromatographie totale,
notée GC×GC (Dugo et al, 2005).
2.9.4. Chromatographie à deux dimensions heart-cutting CPG/SM :
La CPG-CPG était la première méthode de chromatographie bidimensionnelle.
Cette méthode consiste à sélectionner une fraction du chromatogramme qui est mal
résolue sur la première colonne pour la séparer sur la seconde colonne. Cette
méthode consiste à utiliser deux colonnes, deux détecteurs et un système de
piégeage, à dimensions classiques. La seconde colonne est alors polaire , mais bien
plus courte et de plus faible diamètre pour permettre une élution rapide. Il est
également fréquent d’utiliser une colonne chirale comme seconde colonne. Les deux
colonnes peuvent être placées dans le même four ou non. Le piégeage d’une fraction
à la sortie de la première colonne se fait le plus souvent à l’aide d’une trappe
cryogénique. Elle permet de stocker les composés élués de la fraction jusqu’à ce que
la seconde colonne soit disponible pour l’analyse (Dunn et al, 2004).
2.9.5. Chromatographie totale CPG-2D :
La chromatographie totale, ou Chromatographie compréhensive GC×GC, permet
d’étudier tous les composés élués de la première colonne sur la seconde, non pas
comme la CPG-CPG où une fraction subit une séparation sur la deuxième colonne.
Recherche bibliographique
34
Elle a pour principe l’injection continue de petites fractions éluées de la première
colonne dans la seconde (Venkatramani, 2005). Tout comme dans la CPG-CPG,
on utilise deux colonnes de polarités différentes, la seconde ayant une dimension
beaucoup plus faible (0,5 à 1,5 m, diamètre interne compris entre 0,1 et 0,25 mm,
épaisseur de film de 0,1 μm).
Ainsi, les différentes fractions sont analysées et conduisent chacune à de petits
chromatogrammes. L’ensemble des chromatogrammes enregistrés au cours de
l’analyse est représenté dans un diagramme à deux dimensions, communément
nommé contour plot, sur lequel l’abondance des composés détectés est traduite par
des couleurs variables. À l’heure actuelle, le seul détecteur de masse parfaitement
adapté au couplage à la CPG-2D est le détecteur de masse à temps de vol
(GC×GC/TOF-MS). Ce spectromètre possède la vitesse d’acquisition des spectres
(> 500 Hz), autorisant l’enregistrement de 10 à 20 spectres par pic, nécessaire au
couplage à la CPG-2D.
Les huiles essentielles possèdent de nombreuses activités biologiques. En
phytothérapie, elles sont utilisées pour leurs propriétés antiseptiques contre les
maladies infectieuses d’origine bactérienne. Cependant, elles possèdent également,
des propriétés cytotoxiques qui les rapprochent donc des antiseptiques et des
désinfectants en tant qu’agents antimicrobiens.
Dans des préparations pharmaceutiques, les terpènes phénoliques, comme le thymol
et le carvacrol, sont souvent utilisés comme antiseptiques antibactériens et
antifongiques. Le thymol est très irritant, astringent et caustique. Dans les domaines
phytosanitaires et agro-alimentaires, les huiles essentielles ou leurs composés actifs
pourraient également être employés comme agents de protection contre les
champignons phytopathogènes et les microorganismes envahissant les denrées
alimentaires. Les huiles essentielles les plus étudiées dans la littérature pour leurs
propriétés antibactériennes et antifongiques appartiennent à la famille des
Lamiacées : thym, origan, lavande, menthe, romarin, sauge...etc(Dunn et al, 2004).
Recherche bibliographique
35
2.10. Phénomènes physico-chimiques et facteurs produisant l’altération
des huiles essentielles :
Au cours de l’hydro-distillation, le milieu aqueux possédant un pH compris entre 4
et 4.5, atteint occasionnellement des valeurs inférieures à 4 pour certains fruits. Les
constituants de l’essence native sont soumis aux effets combinés de l’acidité et de la
chaleur, et peuvent subir des conversions chimiques (Morin et al, 1985).
L’huile essentielle récupérée est un produit qui diffère sensiblement de l’essence
originelle, d’autant plus que l’ébullition est longue et le pH faible.
La matière chimique présente dans le végétal fait l’objet de réactions chimiques
diverses : hydrolyses, déprotonations, hydratations et cyclisations pouvant être
catalysées par des métaux présents à l’état de traces dans la plante, provoquant des
transformations chimiques des constituants (Koedam, 1982).
L’hydrolyse d’esters est souvent la première réaction qui se produit durant le
chauffage du végétal. Elle conduit à la formation d’acides organiques qui à leur
tour catalysent les réactions de cyclisation et de déshydratation.
La dégradation du sabinène donne un exemple des transformations chimiques de
l’huile essentielle lors de l’hydro-distillation. Les fréquentes modifications
chimiques du sabinène ont été étudiées par Koedam et al. (Koedam et al, 1980).
Divers auteurs ont confirmé ce résultat et montré que le réarrangement du sabinène
produit en plus du terpinèn-4-ol, de l’α-terpinène, du γ -terpinène, et du terpinolène,
préconisent de maintenir le pH proche de la neutralité et de minimiser la durée
d’hydro-distillation, quand bien même il est connu que la dégradation de la matière
végétale induit la formation d’un milieu acide fortement tamponné. (Koedam et al,
1980).
Recherche bibliographique
36
En résumé, parmi les constituants sujets aux artefacts, les auteurs signalent
particulièrement : les mono-terpènes (mono et bi-cycliques), les alcools mono-
terpéniques, les aminoacides soufrés et les oxydes sesquiterpéniques .
Les étapes successives conduisant à l’isolement d’une essence et les diverses
transformations susceptibles de l’accompagner se traduisent par la modification de
la teneur en certains constituants ou par la formation de nouveaux composés, d’où
une grande variabilité de sa composition. De profondes modifications de l’huile
essentielle peuvent intervenir lors de l’exploitation des végétaux depuis leur collecte
jusqu’à leur transformation industrielle. La période de récolte, les conditions de
transport, de séchage et de stockage peuvent engendrer des dégradations
enzymatiques. Les changements les plus importants interviennent lors de l’hydro-
distillation sous l’influence des conditions opératoires, notamment du milieu (pH,
température) et de la durée d’extraction. D’autres facteurs tels que les traitements
survenus avant ou pendant l’hydro-distillation (broyage, dilacération, dégradation
chimique, pression, agitation) contribuent à la variation du rendement et de la
qualité de l’huile essentielle. Les variations de la composition des huiles essentielles
provenant d’un même phénotype se développant dans le même environnement sont
l’expression de différences génotypiques. Elles peuvent être attribuées à des
hybridations, à un polymorphisme génétique ou à des mutations. (Koedam, 1982).
2.11. Différentes utilisations des huiles essentielles:
Outre l'emploi strictement médical des huiles essentielles, celles-ci sont utilisées
dans de nombreux domaines tels que la parfumerie, la cosmétologie, l'agro-
alimentaire et l'industrie chimique. Deux industries se partagent ce marché mondial
florissant ; il s'agit de l'industrie agroalimentaire et la parfumerie. Les huiles
essentielles interviennent dans la fabrication :
-Des produits alimentaires: jus de fruits, crèmes glacées, bonbons, etc.,
-De tabac pour cigarettes,
Recherche bibliographique
37
-Des produits d'hygiène et de beauté,
-Des parfums, la désinfection des locaux (elles sont antiseptiques),
-Des colles et vernis dans l'industrie chimique.
Les huiles essentielles sont utilisées également pour leurs différentes propriétés et
effets thérapeutiques divers (Anton et al, 2006), tels que les effets anti-infectieux.
Parmi ces molécules antibactériennes les plus puissantes, nous pouvons citer: le
Cavacol, le Thymol et l'Eugénol, le Géraniol, le Linalool, Térpineol menthol, etc.
Cette activité antivirale se retrouve surtout dans les huiles essentielles contenant des
cétones, des monoterpenols ou certains aldéhydes ; des effets calmants et
antispasmodiques; les aldéhydes (citral de la verveine,...), les esters (salicylate de
méthyle,...) ; des effets antiparasitaires; surtout les phénols ; des effets anti-
inflammatoires; selon le type de douleurs, on peut utiliser les esters, des alcools
(menthol) ou des aldéhydes (cuminal).
Les huiles essentielles possèdent aussi des propriétés antioxydants expectorantes,
diurétiques, antifongiques. Ces dernières propriétés sont illustrées par Kosh
Komba , 2004 dans son travail sur les huiles essentielles des espèces d'eucalyptus
du campus universitaire de Lomé.
Les huiles essentielles sont de même utilisées pour traiter des aphtes, gingivites et
maux de gorge en faisant les gargarismes et les bains de bouche. Le massage aux
huiles essentielles constitue un traitement curatif puissant, stimulant et relaxant. Les
huiles essentielles sont incorporées dans les crèmes, les lotions, gels et
shampooings. Les huiles essentielles possèdent également des propriétés
insecticides et insectifuges : c'est le cas de l'huile essentielle de Cymbopogons
choenanthus, un biopesticide efficace contre collasobruchus maculatus F., prédateur
de niébé (Oussalah , 2007).
L'huile essentielle de Bétulalenta (betula aleghaniensis), composée de 98,5% de
salicylate de méthyle naturel est très recherchée pour son excellente activité
Recherche bibliographique
38
antirhumatismale (Belanger et al, 2004). Certaines huiles sont recherchées pour
leurs propriétés particulières. C'est le cas de :
L’huile de cyprès, connue pour ses exceptionnelles qualités comme tonique de la
circulation veineuse ; l’huile essentielle de Artemisia dracunculus, connue pour ses
propriétés, antispasmodiques, antivirales et antiallergiques ;
- l'huile essentielle de romarin, régénérateur hépatique et draineur de la bile. Elle est
utilisée en cas d'affections hépatiques et biliaires. Elle est aussi cicatrisante,
bactéricide, utilisée aussi pour les soins de la peau et l'eczéma ;
L’huile essentielle de Thymus vulagaris à linalool, excellent antibactérien, anti-
infectieux, stimulant immunitaire et tonique cutané. Soulignons également que cette
espèce possède plusieurs chémotypes à propriétés pharmacologiques intéressantes.
Les huiles demeurent un réservoir potentiel de matières actives de soins naturels et
une chance pour la médecine (Azalenko, 2005).
2.12.2 .Les Facteurs influençant la composition:
La composition chimique et le rendement en huiles essentielles varient suivant
diverses conditions : L'environnement climatique, la localisation, le génotype,
l’origine géographique, la période de récolte, le séchage, le lieu de séchage, la
température et durée de séchage, les parasites, les virus et mauvaises herbes
(Svoboda et Hampson, 1999)
C'est ainsi que l'action des huiles est le résultat de l'effet combiné de leurs composés
actifs et inactifs, ces derniers (composés inactifs) pourraient influencer la
disponibilité biologique des composés actifs et plusieurs composants actifs
pourraient avoir un effet synergique (Azalenko, 2005).Ajouter à la complexité
d'huiles volatiles (Svoboda et Hampson, 1999). Les proportions des différents
constituants d'une huile essentielle peuvent varier de façon importante tout au long
du développement, aussi les chimiotypes ou races chimiques sont très fréquents
Recherche bibliographique
39
chez les plantes aromatiques ; exemple : on compte pour Thymus vulgaris; espèce
morphologiquement homogène sept chimiotypes différents (Bruneton, 1999).
Les conditions principales requises pour une production rentable en huile essentielle
sont: bon matériel végétal, variété de la plante, le sol, équipement de distillation, le
climat.
2.12.3. Activités biologiques:
- Les huiles sont employées pour leur saveur et odeur en industrie des produits
naturels et en industrie des parfums (Smallfield, 2001).
- Les huiles des propriétés antiseptiques pour les poumons (Eucalyptus), dépuratives
ou cicatrisantes (Lavande) (Gaillard, 2003), activité analgésique (Origan, Thym)
(Pedneault et al, 2001).
- Activité antimicrobienne et antiparasitaire : terpénes ou terpénoïdes ont des effets
contre les bactéries, les mycètes, les virus et les protozoaires. En 1977,il a été
signalé que 60% des dérivés des huiles essentielles examinées jusqu'en 1999 sont
inhibiteurs de mycètes tandis que 30% inhibent les bactéries. Le triterpénoide,
l'acide betulinique est de juste l’un des nombreux terpénoïdes qui ont montré une
action inhibitrice envers HIV. Le mécanisme de l'action des terpénes n'est pas
entièrement compris mais on pense qu'il s'agit de la rupture de la membrane par les
composés lipophiles (Cowan, 1999).
Le carvacrol, thymol, possède une activité antibactérienne, activité antifongique
contre les mycètes phytopathogéne (Schwämmle et al, 2001), également l'huile
essentielle de la Menthe pouliot dont le composé majoritaire est le Pulégone (82%)
est dotée d'un fort pouvoir antifongique contre Pénicillium et Mucor .Le nérolidol,
un sesquiterpene actif de la plante de l’Amazone Viola surinamensis possède une
activité antimalaria, prouvé par les études de (Lopes et al. 1999), dont l'huile
essentielle cause l'inhibition à 100% du développement de l'agent infectieux, cette
activité est liée à l'inhibition de la biosynthèse des glycoprotéines.
Recherche bibliographique
40
Chez Inula helenium, l'alantolactone et son isomère sont les constituants majeurs de
l'huile essentielle et ont des propriétés antibactériennes notamment contre
mycobacterium tuberculosis, anti-protozoaires contre Entamoeba histolytica, qui
cause des amibiases et antifongiques contre des pathogènes opportunistes comme
certains dermatophytes (Pedneault et al, 2001).
Activité antioxydante : la capacité antioxydante de l'huile volatile est étroitement
liée à tout le contenu phénol (Stefanovits-Bânyai et al, 2003).
Le carvacrol est un des composants principaux des huiles essentielles de certaines
labiaceae (lamiaceae), comme l’origan, thym dont la teneur peut atteindre jusqu'à
86%. L'activité antioxydante de ces herbes est dû au carvacroL ,thymol et un autre
phénol ; ceci a été confirmé par un certain nombre de travaux. Jukie et Milos
(2005) ont montré dans une étude portant sur l'huile essentielle de Thymus (Thymus
vulgarae L.), que les chemotypes phénoliques (thymol et carvacrol) et non
phénoliques (linalool) sont capables de réduire le radical 2,2'-diphenyl-l-
picrylhydrazyl, avec un effet plus élevé enregistré pour les chemotypes phénoliques.
Ces observations, l'ont expliqué par la concentration élevée de thymol et carvacrol
dans ces derniers.
2.12.4. Les huiles essentielles et leur activité anti-microbienne:
L’objectif principal de cette partie est la présentation de l’action antimicrobienne
des huiles essentielles, des mécanismes d’action de ces composés sur les
microorganismes et de certains facteurs déterminant cette activité. Les huiles
essentielles ou les volatiles, sont des liquides aromatiques obtenus à partir de
différentes parties de plantes (fleurs, bourgeons, graines, feuilles, brindilles, écorce,
fruits, herbes et bois) le plus souvent par la méthode de distillation à la vapeur
d’eau.
Recherche bibliographique
41
Les terpénoïdes et les phénylpropanoïdes constituent les composants actifs les plus
importants des huiles essentielles, dont les mono- et sesquiterpénoïdes forment la
majeure partie (Calsamiglia et al, 2007).
Les huiles essentielles peuvent comporter plus de soixante composants différents
dont le composant majeur peut constituer plus de 85% (Bauer et al, 2001).
2.12.5. Le mode d’action antimicrobienne des huiles essentielles:
Du fait de la variabilité des quantités et des profils des composants des HES, il est
probable que leur activité antimicrobienne ne soit pas attribuable à un mécanisme
unique, mais à plusieurs sites d’action au niveau cellulaire (Carson et al, 2002). De
façon générale, il a été observé une diversité d’actions toxiques des huiles
essentielles sur les bactéries comme la perturbation de la membrane cytoplasmique,
la perturbation de la force motrice de proton, fuite d'électron et la coagulation du
contenu protéique des cellules .Le mode d’action des huiles essentielles dépend en
premier lieu du type et des caractéristiques des composants actifs, en particulier leur
propriété hydrophobe qui leur permet de pénétrer dans la double couche
phospholipidique de la membrane de la cellule bactérienne. Cela peut induire un
changement de conformation de la membrane, une perturbation chémo-osmotique et
une fuite d’ions (K+): ce mécanisme a été observé avec l’huile de l’arbre à thé sur
les bactéries Gram+ (Staphylococcus aureus) et Gram -(E. coli) et levure (Candida
albicans) in vitro (Carson et al., 2002).
Certains composés phénoliques des huiles essentielles interfèrent avec les protéines
de la membrane des micro-organismes comme l’enzyme ATP ase, soit par action
directe sur la partie hydrophobe de la protéine, soit en interférant dans la
translocation des protons dans la membrane prévenant la phosphorylation de l’ADP
Les Huiles essentielles peuvent inhiber la synthèse de DNA, RNA, des protéines et
des polysaccharides inhibition de la décarboxylation des acides aminés chez
Entérobactéries.
Recherche bibliographique
42
Les études sur les mécanismes d’action de cette activité sont en nombre négligeable.
Jusqu’à présent, il n’existe pas d’étude pouvant nous donner une idée claire et
précise sur le mode d’action des HE. Etant donné la complexité de leur composition
chimique, tout laisse à penser que ce mode d’action est assez complexe et difficile à
cerner du point de vue moléculaire. Il est très probable que chacun des constituants
des huiles essentielles a son propre mécanisme d’action ; d’une manière générale,
leur action se déroule en trois phases :
* attaque de la paroi bactérienne par l’huile essentielle, provoquant une
augmentation de la perméabilité puis la perte des constituants cellulaires.
* acidification de l’intérieur de la cellule, bloquant la production de l’énergie
cellulaire et la synthèse des composants de structure.
* destruction du matériel génétique, conduisant à la mort de la bactérie
Le mode d’action des huiles essentielles dépend aussi du type de microorganismes:
en général, les bactéries Gram négatives (Sikkema et al, 1995).
2.12. Huiles essentielles comme agents antimicrobiens :
Depuis l’Antiquité, les extraits aromatiques des plantes ont été utilisés dans
différentes formulations, comme pour les médicaments et la parfumerie (Heath,
1981).
Les huiles essentielles ont été considérées comme les agents antimicrobiens les plus
efficaces présents dans ces plantes. Les qualités antimicrobiennes des plantes
aromatiques et médicinales sont connues depuis l’antiquité. Toutefois, il aura fallu
attendre le début du XXème siècle pour que les scientifiques commencent à s’y
intéresser. Ces propriétés antimicrobiennes sont dues à la fraction des huiles
essentielles contenue dans les plantes. Il existe aujourd’hui approximativement 3000
huiles, dont environ 300 sont réellement commercialisées, destinées principalement
à l’industrie des arômes et des parfums. Mais la tendance actuelle des
Recherche bibliographique
43
consommateurs à rechercher une alimentation plus naturelle, a entraîné un regain
d’intérêt des scientifiques pour ces substances (Essawi et al, 2000).
Depuis deux décennies, des études ont été menées sur le développement de
nouvelles applications et l’exploitation des propriétés naturelles des huiles
essentielles dans le domaine alimentaire. Les effets antimicrobiens de différentes
espèces d’herbes et d’épices sont connus depuis longtemps et mis à profit pour
augmenter la durée de vie des aliments.
Ainsi, les huiles essentielles, actuellement employées comme arômes alimentaires
sont également connues pour posséder des activités antimicrobiennes et pourraient
donc servir d’agents de conservations alimentaires, ou approuvés comme additifs
alimentaires par la Food and Drug Administration. Ils n’ont, par conséquent, pas
besoin d’autorisation d’emploi dans les aliments ; cependant, des études préalables
sont nécessaires afin de mieux cerner leur activité antimicrobienne. Les huiles
essentielles ont un spectre d’action très large puisqu’elles inhibent aussi bien la
croissance des bactéries que celle des moisissures et des levures. Leur activité
antimicrobienne est principalement fonction de leur composition chimique, et en
particulier de la nature de leurs composés volatils majeurs (Sipailiene et al, 2006).
Elles agissent en empêchant la multiplication des bactéries, leur sporulation et la
synthèse de leurs toxines. Pour les levures, elles agissent sur la biomasse et la
production des pseudo-mycéliums alors qu’elles inhibent la germination des spores,
l’élongation du mycélium, la sporulation et la production de toxines chez les
moisissures.
Matériels et méthodes
45
2-Materiel et méthodes: Ce présent travail a pour objectif, la valorisation des feuilles de l’espèce
Glycyrrhiza glabra (L) qui pousse à l’état spontané dans la région Jdiouya de
Relizane (carte ci jointe de la région d’etude).Il a été realisé au laboratoire de
recherche sur les systèmes biologiques et Géomatiques (LRSBG) de la faculter
des sciences de l’université de Mascara.
Dans cette partie expérimentale nous avons présenté les deux axes de recherche
Le premier axe, est consacré à nous avons fait les analyses suivantes :
-L’extraction des huiles essentielles de l’espèce végétale.
-L’étude de composition chimique de l’huile essentielle extraite.
-Caractérisation des huiles essentielles de la réglisse par méthode
chromatographique en phase gazeuse couplée à une spectrométrie de masse
(CPG-SM).
Dans le deuxième axe, l’étude du pouvoir antibactérien des huiles essentielles
des feuilles de réglisse vis-à-vis de souches bactériennes à Gram (+) et à Gram
(-) a été evalué par la détermination de la concentration minimale d’inibition
(CMI) et la concentration minimale bactéricide (CMB) .après solubilisation de
l’huile essentielle dans un émulsifiant, DMSO.
2.1-Matériel biologique :
2.2 -Matériel végétal :
2.3- Description botanique :
L’éspéce Glycyrrhiza glabra est une Plante spontanée herbacée, vivace par un
rhizome stolonifère, elle présente des tiges de 1.50 metre, bien dressées,
rigides et creuses. Ses feuilles sont alternes, glabres, composées d'un nombre
impair de folioles ovales lancéolées, bien vertes (Figure 8)
(Teman ; 2008).
Matériels et méthodes
46
Figure 8: La plante de réglisse de la région Jdiouya de
Rélizane(Algerie).
2.4. La recolte et le séchage :
La récolte des feuilles a été effectuée à partir de la population végetale
spontanée dans la région de Djidiouia dans la willaya de Relizane (l’ouest
d’Algérie) des années 2008 à 2010 durant le mois d’avril. L’identification à été
réalisée par les professeurs botanistes du département des sciences biologiques
de l’université de Bechar.Le tableau 1 résume les caractéristiques géographiques
et bioclimatiques de la zone d’étude de la plante étudièe de la station de récolte.
La récolte du matériel végétal collecté en début de matinée, a été nettoyée des
débris et étalée sur du papier filtre puis laissée sécher à l’ombre à l’abri de la
lumiére et de l’humidité à température ambiante, pendant une semaine avant
d’être utilisée pour l’extraction.
Matériels et méthodes
47
2.5- les souches microbiennes testées : Les souches bacteriennes utiliséés dans notre étude sont présenté dans le
tableau N02.Ces germes pathogéne font partie de la collection ATCC et ont été
délivrées par l’institut Pasteur d’Alger.
L'huile essentielle a été testée in vitro, sur cinq bactéries. Ces souches ont été
conservées pour dans le glycérol à -20 ° C et pour le stockage à court terme sur
la gélose tryptone soja à 40
C.
Matériels et méthodes
45
Tableau 01 : lieu de récolte de la plantes et Les caractéristiques géographiques et bioclimatiques de la zone de récoltes
La plante Lieu de la récolte Etage bioclimatique Altitude (m) Latitude (Nord) Longitude (Ouest) Période de récolte
Réglisse Jdieya (Rélizane) Semi-aride 139 m 35° 44′ 0° 33′
Avril 2008
2009-2010
Matériels et méthodes
46
Matériels et méthodes
45
Tableau N0
Souche testée
2 : liste des souches microbiennes testées.
N0ATCC
Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
Salmonella typhi NRRLB 4420
Escherichia coli (I) ATCC 35218
Escherichia coli (II) ATCC 25922
Staphylococcus aureus ATCC 25923
2.6-Extraction des huiles essentielles :
a) -l’hydro distillation :
L’utilisation des plantes médicinales contenant une substance chimique
bénéfique pour des vertus thérapeutiques ou alimentaires, varie suivant la
substance et la plante. Quelquefois, la substance est extraite des feuilles en
utilisant généralement l’hydro distillation. Le procédé le plus simple et souvent
utilisé, consiste à employer un liquide et de la chaleur.
Les huiles essentielles sont des substances extrêmement puissantes, pouvant
concentrer jusqu’à 100 fois certains principes actifs de la plante fraiche. Dans ce
travail, nous avons utilisé la méthode hydro distillation, pour l’extraction de
ces feuilles de réglisse dans un appareil type Clevenger pendant une durée
d’extraction de trois heures. (Bruneton ,2001)
Pour éliminer toute trace d’eau, nous séchons le produit avec une aliquote de
sulfate de sodium anhydre. Le sulfate de sodium anhydre a la capacité
d’absorber l’humidité et d’éliminer toute la quantité d’eau. L’échantillon
d’huiles essentielles est conservé à l’abri de l’air et de la lumière à une
température de 40C.
Matériels et méthodes
46
b) le relargage :
Nous ajoutons 3 g de chlorure de sodium pour 40 ml de distillat, nous
agitons jusqu’à dissolution, puis nous transvasons dans une ampoule à décanter.
c) l’extraction liquide- liquide :
La separation des deux phases ce fais par décantation. La phase supérieure qui
contient huiles essentielle est récupérée.
d) séchage et filtration :
Nous séchons le produit avec un peu de sulfate de sodium anhydre. Le
sulfate de sodium anhydre à la capacité d’absorber l’humidité et d’éliminer la
maximale quantité d’eau restée. Puis nous faisons une filtration.
Les huiles, après leur extraction, sont conservées au réfrigérateur entre 4°
et 6°C.
E) la concentration :
Le filtrat obtenu a été concentré sous vide à 35°C à l’aide du Rota à
vapeur. (Bendahou et al ; 2007).
Matériels et méthodes
47
Figure N0 8: Différentes étapes d’extraction des huiles essentielles des
feuilles de Glycyrrhiza glabra. (Bendahou et al ; 2007)
Matériel végétal sec broyé 300g
Hydrodistillation
Le relargage
Séchage et filtration
L’extraction liquide- liquide
Conservation d’huile essentielle à 40C
Résidu végétal
La concentration
Matériels et méthodes
48
2.7-Détermination des rendements en huiles essentielles :
Le rendement est défini comme étant le rapport entre la masse de l’huile
essentielle obtenue et la masse du matériel végétal utilisé pour cent. Apres
récupération d’huiles essentielles, le rendement est calculé par la méthode
suivante :
Rdt % =m /m0 x (100)
Rdt : rendement en huiles essentielles (en g) pour 100 g de la matière sèche
m : masse d’huiles essentielles récupérees (g)
m0
C’est le rapport de la masse d’un certain volume d’huile essentielle à 20 °C
à la masse d’un volume égal d’eau distillée à 20°C. Brièvement, à l’aide d’un
pycnomètre de capacité de 5 ml, on pèse successivement des volumes égaux
d’huile essentielle et d’eau distillée à la température ambiante (20°C). On
remplit le pycnomètre avec de l’eau distillée récemment bouillie, puis refroidie
: prise d’essai du matériel végétal (g) . (Afnor ; 2000)
2.8-Indice physico –chimique des huiles essentielles étudiées:
2.8.1-Propriétés physiques :
Pour obtenir des données sur la composition et le degré de pureté des
huiles essentielles et, dans certains cas, pour l'identifier, on procède à l'étude de
ses propriétés physiques et chimiques,
Les méthodes physiques d'examen pour l'analyse des huiles essentielles
s'attachent surtout à la détermination de la densité, du point de congélation, la
densité relative, l’indice de réfraction, la miscibilité à l’éthanol, et sur le pouvoir
rotatoire. . (Afnor ; 2000).
2.8.1.2- La densité relative : Afnor NFT 75.111.2000:
Matériels et méthodes
49
aux environs de 250 C. On plonge le pycnomètre dans un bain marie, jusqu’a
équilibre de la température aux environs de 200 C et on le retire .Après essuyage,
on pèse le pycnomètre, en remplaçant l’eau parl’huile essentielle.
La densité relative est donnée par la formule :
𝒅𝒅 =𝓶𝓶2 −𝒎𝒎0𝓶𝓶𝟏𝟏−𝒎𝒎0
Où :
m0 : est la masse en gramme du pycnomètre vide ;
m2 : est la masse en gramme du pycnomètre rempli d’huile essentielle ;
m1 : est la masse en gramme du pycnomètre rempli d’eau distillée ;
Si on désire obtenir la masse volumique des huiles essentielles, il faut multipler
la densité relative par la masse volumique de l’eau m (eaux) =0.99823 g/ml.
(Afnor ; 2000).
2.8.1.3- L’indice de réfraction : Afnor NFT 75 - 112-2000:
L’indice de réfraction est le rapport entre le sinus de l’angle d’incidence
de longueur d’onde déterminée, passant de l’air dans l’huile essentielle
maintenue à une température constante.
La longueur d’onde spécifique est : 589± 30 nm correspondant aux
radiations D1 et D2
Pour ce faire, nous avons utilisé un réfractomètre de type de (SCHMIDT,
HAENSCH n°4004), d’un thermostat permettant la stabilisation de la
du spectre de Sodium. La température de référence est 20
°C.
Matériels et méthodes
50
température, d’une source lumineuse (lampe à vapeurs de Sodium) et d’une
lame en verre.
On place une goutte d’huile essentielle sur le prisme de refractomètre, et on
attend que la température se stabilise puis on effectue le mesurage.
L’indice de réfraction t/D à la température de référence t est donné par la
formule :
[𝓷𝓷]°𝓓𝓓𝐭𝐭 = 𝓷𝓷𝓓𝓓𝐭𝐭′ + 𝟎𝟎.𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 (𝐭𝐭’ – 𝐭𝐭)
nDt: est l’indice de réfraction de référence.
n D t’ : est l’indice de réfraction mesurée.
t : température de référence qui est à 200 C.
t’ : température au moment de la mesure. . (Afnor ; 2000).
2.8.1.4- Le pouvoir rotatoire Afnor NFT 75 - 113-2000:
Le pouvoir rotatoire d’une huile essentielle est un critère important de la
pureté de huile essentielle, et permet d’indiquer si elle posséde une activité
optique dextrogyre ou lévogyre. Pour ce faire on remplit la cellule par l’huile
essentielle dans l’ethanol à raison de 0.2g dans 100ml, puis l’angle de rotation
est lu directement sur l’appareil.
Le pouvoir rotatoire est donné par la formule suivante :
[α] 20d = α / (LxC)
où
α : La valeur lue sur l’appareil en degrés d’angle
L : L’épaisseur du film (cellule) en dm
C : La concentration de l’essence exprimée en (g/100 ml) . (Afnor ; 2000)
Matériels et méthodes
51
2.8.1.5- La miscibilité à l’éthanol : Afnor 75-101,2000:
Une huile essentielle est dite miscible à V volume et plus de l’éthanol de
titre alcalimétrique déterminé à la température de 20°C, lorsque le mélange de 1
volume de l’huile essentielle avec V volumes de cet éthanol est limpide, et le
reste après addition graduelle d’éthanol de même titre jusqu’à un total de 20
volumes.
Brièvement, on additionne graduellement à une prise d’essai d’huile
essentielle à la température de 20°C de l’éthanol de titre alcoométrique
convenable, puis on évalue leur miscibilité en agitant énergiquement pendant
l’addition du solvant. Lorsque la solution obtenue est parfaitement limpide, on
note le volume (V) de dilution d’éthanol utilisé puis on poursuit l’addition de
solvant par fractions de 0.5ml jusqu'à un total de 20 ml en agitant après chaque
addition.
La mixibilite des huiles essentielles à l’éthanol de titre t, à la température de
20 0
L’huile essentielle est mise dans des tubes à essais à l’intérieur d’un congélateur,
accompagnés d’un thermomètre, d’où l’observation des variations de
C, est exprimée par :
Un volume d’huiles essentielles dans V volumes d’éthanol de titre t . . (Afnor ;
2000)
2.8.1.6- Le point de congélation : Afnor 75-111,2000:
Le point de congélation d’une huile essentielle est la température constante
ou maximale observée pendant la phase de la libération de la chaleur de
solidification, lorsque cette huile essentielle à l’état liquide est refroidie.
Matériels et méthodes
52
température accompagnant la solidification de l’huile qui est refroidie lentement
et progressivement. . (Afnor ; 2000)
2.8.2- Propriétés chimiques :
2.8.2.1- Détermination de l'indice d'acide Afnor - NFT - 60 -2000:
La détermination de l’indice d’acide renseigne généralement sur le degré
d'hydrolyse. Les huiles essentielles ne contiennent pas ou très peu d'acides gras
libres à courte chaine carbonique. Ce paramètre est une variable qui dépend
essentiellement des conditions de conservation et surtout des conditions
d'extraction.
Il y a deux manières d'exprimer la teneur d'une matière grasse: l'acidité et
l'indice d'acide. Ces deux caractéristiques d'une même propriété sont mesurées
de la même façon. Seuls les résultats du dosage sont exprimés différemment.
On pèse 2 g d’huile essentielle qu’on introduit dans une fiole où on ajoute 5 ml
d’éthanol à 95%. Agiter et procéder au titrage avec une solution éthanolique
d’hydroxyde de potassium titrée (C (KOH) = 0.1 mol/l), en présence de
phénolphtaléine (indicateur coloré), à la température ordinaire (25°C). La
couleur jaune clair du liquide (la couleur de l’huile essentielle) vire à la
neutralisation vers une couleur rose qui persiste quelques minutes avant de
reprendre la couleur initiale. Le volume de KOH qui a servi à la neutralisation
est lu directement sur la burette.
L’indice d’acide est exprimé par la formule :
IA = (56,11x Nx V)/m
N : normalité de KOH.
V : Volume en ml de la solution éthanolique de KOH utilisée pour le titrage.
m : Masse en grammes de l’huile essentielle. (Afnor ; 2000).
Matériels et méthodes
53
2.9-Analyse des huiles essentielles :
2.9.1- Caractérisation et identification des huiles essentielles par
CPG/SM La composition des huiles essentielles est très complexe. Terpènes,
aldéhydes, cétones, phénols, lactones, esters, en sont les composants principaux.
Très volatiles, les huiles essentielles ne rancissent pas; elles sont solubles dans
l'huile et dans l’alcool, mais pas dans l’eau.
La détermination de la composition chimique des huiles a été faite par
chromatographie phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse.
La chromatographie est une méthode analytique qui est largement utilisée
pour la séparation, l’identification et le dosage des constituants chimiques dans
des mélanges complexes. Il s’agit d’une technique dans laquelles les
constituants d’un mélange se séparent en fonction des vitesses auxquelles ils
sont entraînés à travers une phase stationnaire par une phase mobile gazeuse
(Arpino P., et al. , 1995).
2.9.2Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de
masse (CPG-SM) :
Les analyses de la composition chimique de l’huile essentielle des feuilles de
glycyrrhiza glabra sont réalisées par chromatographie en phase gazeuse couplée
à la spectrometrie de masse (GC-MS).cette derniere est realisée sur un
chromathographe en phase gazeuse de type Hewlett-Packard GC-MS system
(GC :5890 series II, MSD 5972) Le gaz vecteur est l'hélium, avec un débit de
1,2 ml / min. Injecteur ports 2500C et la température du four a été programmée
Matériels et méthodes
54
comme flux: isotherme à 500C pendant 1 min, puis a augmenté à 2800 C à un
taux de 5C0 / min.
Le volume injecté: 0,1 l de solution dilue dans l’hexane.
Le mode d’injection
est split, L’appareil est relié à un système informatique gérant une bibliothèque
de spectres de masse (Nist, NBS, Wiley). (Adams ; 2001).
2.9.3 -Conditions du spectromètre de masse:
Tension d'ionisation: 70 electrovolt à la température de 280 ° C .la masse de:
40-300 unités de masse a un temps de 1,5 seconde un Logiciel adopté pour
gérer les spectres de masse et des chromatogrammes. Les composés de l’huile
essentielle ont été identifiés en comparant leurs spectres de masse avec la base
de données de la bibliothèque.Le Pourcentage des composants a été calculé à
partir de la surface du pic GC.
2.9.4-L’identification des constituants :
L'identification des spectres de masse des constituants analysés par GC/SM est
comparée à une bibliothèque informatique, la méthode d’identification des
constituants d’huiles essentielles étudiées est basée sur leurs indices de
rétention et de leurs spectres de masse par comparaison avec les données de la
librairie. (Joulain et al, 1998 ; Adams, 2001) les spectres de masse obtenus
sont comparés à ceux des bibliothèques informatisées Nist, NBS, wiley, 75K
Liée au spectromètre, l’identification des constituants analysés par CPG , est
faite par rapport à des échantillons authentiques.
Matériels et méthodes
55
2.10-Etude du pouvoir antibactérien des huiles essentielles des feuilles
Glycyrrhiza glabra : 2.10.1-Vérification de la pureté des bacteries et identification des souches :
La verification de la pureté des bacteries et leur identification se fait par l’étude
de leurs caractéres morphologiques et biochimiques.
2.10.1.1 .Identification des bactéries :
-Morphologique et coloration :
a-Aspet des colonies.
b-mobilite à l’état frais.
c-coloration de Gram (voir Annex).
-Caractéristiques biochimiques :
Nous avons utilisé des plaques API 20 E pour les entrobacteries et les
pseudomonas aeruginosa et API STAPH pour le Staphylococcus aureus.
2.10.1.2. Préparation des précultures :
Les souches sont ensemencées par stries dans un milieu de gélose nutritive,
aprés incubation 18h à 370C ,trois colonies bien isolées sont prélévées et
émulsionnées dans 10 ml d’eau physiologique stérile à 0.9% a l’aide d’un votrex
ensuite on fait des dilutions afin de standardiser la suspension
bactérienne.l’inoculum est ajusté à 0.5 Mc Farland correspondant à une densité
optique de (0.08 à 0.10 ) à 625 nm .La concentration finale de l’inoculum est de
107 UFC/ml. (Bendahou et al ; 2007)
Matériels et méthodes
56
2.10.2. Méthode d’étude du pouvoir antibacterien d’huile essentielle:
Pour l’évaluation de l’activité antimicrobienne des huiles essentielles des
feuilles de réglisse, nous avons utilisé deux :
a-La méthode de diffusion du disque l’aromagramme ; c’est une méthode qui
permet de déterminer l’activité inhibitrice des huiles essentielles sur la
croissance des germes par la mesure du diamètre d’inhibition autour d’un disque
de cellulose imprégné d’huiles essentielles ou de produit à base d’huiles
essentielles.puis de déterminer la concentration minimale d’inhibition (CMI) en
milieu bouillon Mueller-Hinton.
b-La methode de dilution en milieu liquide
1/Méthode de diffusion sur disque (aromatogramme) :
Cette méthode est décrite par Jacob et Tonei ,1979qui, appelée technique
aromatogramme, consiste à utiliser des disques de papier filtre sterile de 6mm
imprégnés des concentrations differantes d’huiles essentielles pure et déposes a
la surface d’un milieu gélose en boite pétrie préalablement ensemencé en
surface à l’aide d’une suspension standardisée.
L'agar Muller-Hinton mutriet a été coulé dans des boîtes de Pétri stériles
(diamètre 90mm). Disques de papier (diamètre 6mm) ont été imprégnés
aseptiquement d'huile essentielle et placés sur les surfaces de gélose inoculée.
Après une incubation aérobie pendant 24 heures à 370C, l'activité
antimicrobienne a été estimée en mesurant les diamètres des zones d’inhibition
en mm qui correspond à la distance autour des disques où nous constatons une
absence totale de culture microbienne.En parallèle nous avons utilisé des
Matériels et méthodes
57
témoins pour vérifier leur croissance aprés incubation. (Bendahou et al ;
2007)
2/ La méthode de dilution en milieu liquide par spectrometrie :
C’est une methode qui nous permet de déterminer la plus petite concentration
d’huiles essentielles suffisante pour inhiber, la croissance d'une souche
bactérienne (CMI) ou de tuer le germe (CMB).
La concentration minimale inhibitrice a été effectuée selon la méthode de
bouillon Mueller-Hinton microdilution dans 96 multipuits plaque de
microtitration. Les huiles essentielles ont été dissoutes dans le DMSO aqueux et
la concentration initiale était de 25 µg / ml. La concentration initiale d'essai a été
diluée en série double. Chaque puits a été inoculé avec 5uL de suspension
contenant 107 UFC / ml de bactéries et incubé pendant 24 heures à 37 ° C. La
CMB testé a été déterminée comme étant la plus faible concentration à laquelle
aucune croissance visible du micro-organisme n’avait eu lieu. Chaque test a été
réalisé en trois fois.Le temoin comporte chaque bacterie testé dans un milieu de
Muler -Hilton seul et le milieu de Muler -Hilton avec le solvant le DMSO.
2.10.3. Analyse statistique :
Toutes les experimentations ont été réalisées en triplicata.Tous les resultats ont
été exprimés en 𝑋𝑋 ± SEM.
Résultats et discussion
64
3. Résultats et discussion :
Selon Afnor (2000) les huiles essentielles sont habituellement liquides à
température ambiante et volatiles, ce qui les différencie des huiles dites fixes.
Elles sont plus ou moins colorées et leur densité est en général inférieure à celle
de l’eau.
La couleur de l'huile essentielle des feuilles Glycyrhiza glabra est de couleur
jaune claire, elle est mobile.
3.1. Rendement en huile essentielle des feuilles de réglisse :
Le rendement en huiles essentielles des feuilles de réglisse, qui est calculé en
fonction de la masse végétale sèche, est de 0.65 % .Cette quantité est très petite
par rapport à d'autres plantes aromatiques.
Shatar et al 1989 ont démontré que l’huile essentielle du rhizome séché de
Glycyrrhiza uralensis obtenue par distillation à la vapeur, donne un rendement
de 0,018%. Les variations dans le rendement peuvent être attribuées non
seulement à l’origine géographique de la plante, à la nature (séchée ou fraiche)
et à la technique d’extraction mais également à la période de la cueillette de la
matière végétale ainsi qu’au mode d’extraction.
3.2. Indice physicochimique des huiles essentielles :
3.2.1. Résultats des analyses physicochimiques :
Les propriétés physico-chimiques tels que : le pouvoir rotatoire, l’indice de
réfraction, l’indice d’ester …etc., constituent un moyen de vérification et de
contrôle de la qualité de l’huile essentielle. Ces essais sont déterminés selon un
protocole précis et obéissent à des normes édictées par l’association française de
normalisation (A.F.N.O.R). Les résultats obtenus sont portés dans le tableau
suivant :
Résultats et discussion
65
Tableau 3: Composition Physico-chimique d’ huiles essentielles de
Glycyrrhiza glabra.
Specification Glycyrrhiza glabra
Densité D20 0.906
l’indice de Refraction N20 1.4614
le pouvoir rotatoire +22.157
miscibilité à l’ éthanol 90% 1 :3
Point de congélation (°C) -18
Acidité 0 .49
Les résultats obtenus des analyses physicochimiques indiquent que les
échantillons analysés se trouvent dans les fourchettes de référence établies par
les normes Afnor. Selon Gildo, 2006, ces paramètres physicochimiques sont
influencés par les conditions édaphiques et climatiques ainsi que les conditions
de culture des plantes ; cela fait partie aussi de la complexité de la notion de
chémotype.
La densité est parmi les caractéristiques physiques généralement utilisées dans la
classification des huiles essentielles. Mais elle ne peut pas être utilisée seule
pour l’identification des huiles. Les résultats obtenus sont conformes à la norme
afnor.
L’indice de réfraction dépend de la composition chimique qui augmente en
fonction des longueurs des chaînes d’acides, de leurs degrés d'instauration et de
la température. Il varie essentiellement avec la teneur en monoterpènes et en
dérivés oxygénés. Une forte teneur en monoterpènes donnera un indice élevé.
Pour certains auteurs, le faible indice de réfraction de l'huile essentielle indique
sa faible réfraction de la lumière ce qui pourrait favoriser son utilisation dans les
produits cosmétiques. L’indice de réfraction obtenu est de 1.4614.Il est à la
norme mentionnée par les normes françaises des huiles essentielles.
Résultats et discussion
66
L’analyse du pouvoir rotatoire indique si l’huile est dextrogyre ou lévogyre ce
qui est un critère important pour connaitre la pureté d’une huile essentielle. Les
résultats du pouvoir rotatoire mentionnent une valeur de +22.157 .Cette huile
est déxtrogyre. La miscibilité à l'éthanol 90% est d'un volume d'huile essentielle
pour trois volumes d’éthanol. Ces valeurs sont aux normes françaises (Afnor,
2000).
Le point de congélation de notre huile est égale à -18°C pour l’huile essentielle.
Ce qui est à l’intervalle fixé des normes française NFT 75-222 qui est -15°C
jusqu’à -19°C selon Afnor 2000.
Les résultats indiquent que les paramètres physico-chimiques des
échantillons analysés se retrouvent dans les fourchettes de références établies
par les normes.
La détermination des propriétés physico-chimiques (densité, indice d’acide,
indice de réfraction…) est une étape nécessaire mais non suffisante pour
caractériser les huiles essentielles. Il est donc nécessaire de la compléter par des
analyses chromatographiques : GC/SM, ces dernières, sont souvent utilisées
comme moyen analytique complémentaire pour l’analyse structurale des
substances volatiles, elles ont été employées pour identifier qualitativement les
huiles essentielles des feuilles de la réglisse.
3.2.2. Analyse des huiles essentielles :
La caractérisation des huiles essentielles a été réalisée par CPG /SM.
Les pics du chromatogramme de l’huile essentielle de feuilles de Glycyrrhiza
glabra sont comparés à ceux des composés de référence prèsents dans une
bibliothèque de spectre avec une banque de données informatisées, l’appareil
CPG/SM nous a donné les différents chromatogrammes de masse et les indices
de rétention des substances comparables qui peuvent constituer cet extrait .
Les chromatogrammes de l'huile essentielle ont de nombreux pics et beaucoup
d'entre eux se chevauchaient.Le profil chromatographique de l’huile essentielle
des feuilles de Glycyrhiza glabra est dans la figure 10.
Résultats et discussion
67
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
13.2615.26
17.2619.26
21.2623.26
25.2627.26
29.2631.26
33.2635.26
37.2639.26
41.26 Time0
100%
Ech ReglisseScan EI+
TIC1.17e11
29.27
23.78
23.2319.89
19.2715.61
14.58
14.44
18.5215.7217.14
16.3717.90
21.9421.11
23.91
28.31
27.8926.82
24.5326.0027.34
30.51
29.51
31.21
38.06
37.0631.51
32.8434.01
34.56
39.90
39.42
40.47
3.2.3. Chromatographe d’huile essentielle de
Figure
Glycyrhiza glabra
10 : Profil chromatographique de l’huile essentielle des feuilles de
Glycyrhiza glabra
Résultats et discussion
68
Plus de 35 composants ont été séparés sur HP-Colum et vingt et un d’entre eux
ont été identifiés comme composante majeure représentant 70% du total
(Tableau 4). L'identification des composants chromatogrammes a montré que
cette espèce a été caractérisée par son taux élevé d’Isoniazid. L'analyse chimique
de l'huile essentielle a montré que ses produits majeurs ont été Méthacrylonitrile
(9,69%); l'acide benzoïque (5,37%); diéthyltoluamide (6,56%); pyrazine, 1,4-
dioxyde de carbone (2,20%) benzène (4,58%), le linalool (2,25 %); bicyclo
[4.1.0] hept-2-ène, 3,7,7-triméthyl-(2,80%),d’autres composants étaient présents
avec de très faibles pourcentages. Les analyses GC / MS ont permis d'identifier
les principaux composants bioactifs qui possèdent d'intéressantes actions
inhibitrices contre les microorganismes. D’après Tang, 1992 les composants
volatils aromatiques (environ 0,04 à 0,06%) dont plus de 40 ont été identifiés de
l’extraction de la totalité de la plante de glycyrrhiza Glabra : anéthol, estragole,
eugenol, carvacrol, fenchone, guaiacol, geraniol, linalol, pcymene, thujone,
thymol, α-terpineol ; les trois premiers étant à l’origine des aromes de la racine,
avec l’indole et la γ-nonalactone ;Sont présents également des acides
aliphatiques (acides benzoïque, caproïque, linoléique, palmitique, propionique,
salicylique), des aldéhydes (benzaldéhyde, furfural), des cétones, des esters, des
éthers, des alcools et des hydrocarbures.
Résultats et discussion
69
Tableau 4:Les composants majeurs identifiés de l’ huile essentielle de
Glycyrrhiza glabra par GC / MS technique avec les indices de rétention sur
HP-5ms
Composants
capillaire.
RI (%) TR
Linalool 1082 2.25 14.58
trans-Permethrin 2756 1.57 15.72
Aspartic acid 1310 1.44 15.84
Bicyclo[4.1.0]hept-2-ene, 3,7,7-trimethyl- 948 2.80 38.06
Benzene 680 4.58 19.89
2-Propenenitrile, 2-methyl- 631 7.86 31.29
Methacrylonitrile 574 9.69 30.51
Prasterone 2139 5.63 29.51
Isoniazid 1431 13.36 29.27
Benzoic acid 1150 5.37 23.91
Diethyltoluamide 1505 6.56 23.78
Ethylenimine 505 1.57 15.61
Warfarin 2636 1.43 15.72
Iodoquinol 2254 1.90 18.52
Phenol, 2-methoxy-4-(1-propenyl)-, (E) 1410 1.30 19.27
Retinol 2238 1.40 23.23
Phenol, 4-(2-aminopropyl)- 1392 1.30 17.90
4-Pyridinamine 986 1.43 17.14
3-Cyclohexen-1-ol, 4-methyl-1-(1-methylethyl 702 1.32 31.51
Pyrazine, 1,4-dioxide -- 2.20 37.06
Hydrochlorothiazide -- 1.30 40.47
Résultats et discussion
70
RI :indice de retentions
(%) : pourcentage
TR : temps de retentions
FU Y et al ,2009 ont démontré que l'huile essentielle des parties aériennes de la
réglisse (Glycyrrhiza uralensis Fisch.) analysée par GC-MS contient 28
composants représentant 74,39% de la teneur totale en huile et ont été identifiés
pour la première fois dans cette espèce. Les principaux composants dans l'huile
ont été β-cadinène (12,28%), β-caryophyllène (10,04%), γ-cadinène (9,49%),
phytol (8,43%), α-cadinène (4,43%), oxyde de caryophyllène (3,65% ) et α-
gurjunene (3,48%).
La chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectre de masse, nous a
permis l’identification des constituants des huiles essentielles directement , de
séparer et aussi d'isoler chacun des constituants du mélange pour obtenir des
données importantes sur la structure de composés organiques inconnus des
huiles de Glycyrrhiza glabra :
Résultats et discussion
71
Figure 11:spectre de masse du composant linalool d’huile essentielle des
feuilles de Glycyrrhiza glabra .
linalool est une substance chimique naturelle d'alcool terpénique qui se trouve
dans beaucoup de fleurs et de plantes à épices et possède de nombreuses
applications thérapeutiques. Ce composant mono terpène est parmi les
principaux composants des huiles essentielles de plusieurs espèces aromatiques
et se trouve dans les huiles essentielles de la réglisse à un pourcentage de 2.25%.
Ses activités pharmacologiques sont attribuables au contenu des alcools comme
le linalool (Peana et al , 2002). Ce dernier a été évalué récemment pour son
activité psychopharmacologique chez la souris, révélant des effets sédatifs sur le
centre système nerveux central (SNC) (Jirovetz et al, 1991). Il a également été
rapporté qu’il a une activité antimicrobienne contre plusieurs bactéries et
champignons (Peana et al, 2002).
Résultats et discussion
72
Le linalool est un des composants responsables de l'odeur caractéristique de
l'huile essentielle des feuilles. Des proportions différentes se retrouvent sous
forme libre ou liée dans plusieurs espèces végétales et sont parmi les
constituants les plus abondants rencontrés dans des huiles essentielles (Stahl-
Biskup et al, 2002).
Des études ont montré que le rhizome of Glycyrrhiza uralensis de Mongolie
contient un pourcentage de linalool de 0.42% (Shatar S. et al, 1989).
Certaines plantes ont un pourcentage trés élevé en linalool tel que l'huile
essentielle de feuilles Heteropyxis dehniae qui est constituée
Figure 12 : spectre de masse du composant trans-Permethrin de huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
de (58,3%)
(Sibanda S. et al ,2004).
Résultats et discussion
73
Figure
Ce composant represente dans l’huile essentielle des feuilles de Glycyrhiza
glabra , un poucentage de 1.57%.
D’autres études ont
13 :spectre de masse du composant acide Aspartic de l’huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
L’acide aspartic a un pourcentage presque équivalent à celui du trans-
Permethrin, d’une valeur de 1.44%.
permis découvrir la composition chimique de l'huile
essentielle des feuille de Glycyrrhiza uralensis Fisch obtenus par la méthode d’
hydro distillation, et analysé par chromatographie GC-MS . 76 pics ont été
isolés, et 61 d'entre eux ont été identifiés. Les principaux composants chimiques
de l'huile essentielle ont été nonadécane (12,89%), eicosane (12,23%), le 1-
heptadécène (12,05%), 2, 6, 11-triméthyl-dodécane (7,54%), octadécane
(7,46%) (-)-pinane-E (5,54%), docosanes (5,30%), tricosanoïque (4,92%) et
Résultats et discussion
74
hexadécyl-oxirane (3,09%), respectivement. Ces neufs composés ci dessus cités
représentaient 71,02 % ( MA Jun-yi et al ,2005)
Figure 14 :spectre de masse du composant Bicyclo[4.1.0]hept-2-ene, 3,7,7-
trimethyl-de l’huile essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
Le Bicyclo[4.1.0]hept-2-ene, 3,7,7-trimethyl- est
.
Figure 15: spectre de masse du composant Le benzène de l’huile essentielle
des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
un hydrocarbon qui se trouve
dans l’huile essentielle de Glycyrrhiza glabra à un pourcentage de 2.80% .
Résultats et discussion
75
Le benzène est un composé chimique organique qui se trouve dans l’huile
essentielle des feuilles de glycyrrhiza glabra à 4.58%. Le benzène est un
hydrocarbure aromatique des plantes.
Figure 16:spectre de masse du composant 2-Propenenitrile, 2-methyl de
l’huile essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
Le composant 2-Propenenitrile, 2-methyl est parmi les composants majoritaires
de l’huile essentielle étudiée dans un pourcentage de (7.86%) ; Il contient un
groupement de nitrogène.
Résultats et discussion
76
Figure 17:spectre de masse du composant prasterone de l’huile essentielle
des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
On remarque que le composant prasterone représente une quantité importante
dans l’huile essentielle de Glycyrrhiza glabra (5.63%) . le composant
prasterone acetate a aussi été identifie par JIA ,2010 sur l’huile essentielle le
Thymus proximus.
Résultats et discussion
77
Figure 18:spectre de masse du composant Isoniazide, de l’huile essentielle
des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
Le composant Isoniazide est un composé organique qui contient des
groupements de nitrogène. C’est le composant le plus important de cette huile
essentielle avec un pourcentage de l’ordre de 13.36%.
Une étude récente en 2010 de YU Xiao-mei qui a analysé la composition de
l'huile volatile de Glycyrrhiza uralensis , a démonté que l’acide eicosanoïque
était le composant le plus élevé (32,02%) des 31 éléments séparés et identifiés,
de l'huile essentielle de Glycyrrhiza uralensis .
Résultats et discussion
78
Figure 19:Spectre de masse du composant L’acide benzoïque del’ huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
L’acide benzoïque est un acide carboxylique aromatique dérivé du benzène. Ce
composant organique est présent dans l’huile essentielle de Glycyrrhiza
glabra à une quantité appréciable de 5.37%.
Figure 20:spectre de masse du composant le diethyltoluamide de l’huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra .
Résultats et discussion
79
le diethyltoluamide est parmi les composants identifiés de l’huile essentielle
des feuilles de Glycyrrhiza glabra dans un pourcentage de 6.56%.
On remarque une variation des composants identifiés d’une espéce de réglisse à
une autre .En 2004 ZHANG Ji et al, on pu identifier par chromatographie GC-
SM les composants chimiques volatils des feuilles de Glycyrrhiza pallidiflora
qui ont été extraits par hydro distillation. 27 pics ont été isolés, et tous les
composés ont été identifiés. Le contenu relatif de chaque composant a été
calculé ,et les principaux composants chimiques ont été 5 - (2-yl) -1,3-
benzodioxole (19,02%), le 3,7-diméthyl-1 ,6-octadiène-3-ol (17,70%), [1R-(1R
* ~, 4Z, 9S ~*)]- 4,11,11-triméthyl-8-méthylène-bicyclo [7.2.0] undéc-4-ène
((11,53%) ), 2,3,6-triméthyl-1 ,6-heptadiène (8,36%), 2-undécanone (4,24%), la
coumarine-7 ,8-diol ((3,81%)), le 2-méthyl-6-méthylène-7-octène-2-ol
((3,47%)), et 3,7,11,15-tétraméthyl-2-hexadécène-1-ol ((3,43%)). Ces huit
composés constituent 71,56% du total d’huile essentielle Glycyrrhiza
pallidiflora.
Résultats et discussion
80
Figure 21:spectre de masse du composant ethylenimine de l’huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra.
Le composant Ethylenimine est un composant très huileux et volatil, parmi les
composants des huiles essentielles étudiées de 1.57%.
Résultats et discussion
81
Figure 22:spectre de masse du composant Le wafarin de huile essentielle
des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Le wafarin est composé de
Figure
divers groupes fonctionnels. Sa structure
moléculaire est représentée dans la figure ci dessus. Il représente 1.43% dans la
composition de l’huile essentielle de Glycyrrhiza glabra .
23:spectre de masse du composant L’iodoquinol de l’huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra
L’iodoquinol représente 1.9% dans la composition d’huile essentielle étudiée
Résultats et discussion
82
c’est l’un des composants à divers groupes fonctionnels comme on le voit dans
la figure précédente.
Figure24:spectre de masse du composant Phenol, 2-methoxy-4-(1propenyl )
de l’huile essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Ce composant le Phenol, 2-methoxy-4-(1-propenyl)-, (E) représente 1.30% dans
l’huile essentielle étudiée des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Figure 25:spectre de masse du composant le rétinol de l’huile essentielle
des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Résultats et discussion
83
Figure 26: spectre de masse du composant Phenol, 4-(2-aminopropyl) de
l’huile essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Composant de divers groupes fonctionnels, le Phenol, 4-(2-aminopropyl)- est
parmi les composants de l’huile essentielle de la plante étudiée ; son spectre de
masse est représenté dans la figure 26 représente 1.30%.
Le retinol, composant à fonction alcoolique , représente 1.40% dans l’huile
essentielle etudiée .
Figure 27:spectre de masse du composant Pyridinamine de l’huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Résultats et discussion
84
Le Pyridinamine, composant identifié, contient du nitrogène et existe dans
l’huile de Glycyrrhiza glabra à 1.34%.
Figure 28:spectre de masse du composant 3-Cyclohexen-1-ol, 4-methyl-1-1-
methylethyl) de l’huile essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Le composant 3-Cyclohexen-1-ol, 4-methyl-1-(1-methylethyl) représente dans
les feuille de Glycyrrhiza glabra 1.32%.Le même composant a été identifié par
ZHANG Ji et al, 2005 dans l’étude effectuée sur les constituants chimiques des
racines de Glycyrrhiza pallidiflora max obtenus par hydro distillation , ces
derniers sont identifiés par GC /SM dont 25 pics séparés ont été identifiés .La
teneur relative du composé 3-Cyclohexen-1-ol, 4-methyl-1-(1-methylethyl)est
de 3,70%. Les autres composants chimiques identifiés sont : ester éthylique
d'acide linoléique (32,77%), hexadécanoïque ester éthylique d'acide (10,02%), le
décane, 2,3,7 triméthyl (6,49%) , 5 méthyl heneicosane (5,74%), tricosanoïque
(3,80%), eicosane (3,63%), octadécanoïque et l'ester éthylique (3,59%)
respectivement .
Résultats et discussion
85
Figure 29:spectre de masse du composant Pyrazine, 1,4-dioxide de l’huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra.
La structure moléculaire de
Figure 30:spectre de masse du composant Hydrochlorothiazide de l’huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra
Pyrazine, 1,4-dioxide est représentée dans la figure
précédente et représente 2.30% de la composition de l’huile essentielle de
Glycyrrhiza glabra.
Résultats et discussion
86
Le Hydrochlorothiazide est parmi les composants identifiés d’huile essentielle
étudiée par CPG/MS d’un pourcentage de 1.30%.Cette étude nous a permis
l’identification de 21 composants actifs .L étude faite par MA Jun-yi sur
l’
Figure 31:spectre de masse du composant Methacrylonitrile de l’huile
essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra.
Ce composant représente 9.69% de la composition de l’huile essentielle de
Glycyrrhiza glabra.
huile essentielle des racines de Glycyrrhiza uralensis extraite par hydro
distillation et analysée par chromatographie GC/SM a fait la séparation de 50
pics. Les principaux composants chimiques identifiés sont 2-methyl-
heptane(14.70%);3-methyl-heptane(12.22%);heptane(7.73%);3-methyl-
hexane(6.61%);octane(6.12%);2,3-dimethyl-pentane(6.04%);2,4-dimethyl-
hexane(5.82%);3-ethyl-pentane((4.99%);)2-methyl-hexane(4.47%); cyclohexane
methyl- (3.88%);2,3-dimethyl-hexane(3.53%) respectivement constituent
66,09% des composants de l’huile essentielle de Glycyrrhiza uralensis.
Résultats et discussion
87
souches
3.3. Etude du pouvoir antibactérien de l’huile essentielle de glychrrhiza
glabra :
3.3 .1. Identification des bactéries :
Les caractères morphologiques et le type respiratoire sont mentionnés dans le
tableau 5
Tableau 5 : Etude des caractères morphologiques et type respiratoire des
différentes souches :
Staphylococcus
aureus
Escherichia
coli (I) Pseudomonas
aeruginosa
Escherichia
coli (II)
Salmonella
typhi
Forme cocci bacilles bacilles bacilles bacilles
Mobilité Immobile très mobiles mobiles mobiles mobiles
Gram
bactérie Gram-
possitive
bactérie
Gram-
négative
bactérie
Gram-
négative
bactérie
Gram-
négative
bactérie
Gram-
négative
Type
Respiratoire
Aéro-anaérobie
Aérobie strict
Aéro-
anaérobie
Aéro-
anaérobie
Aéro-
anaérobie
Les caractéristiques biochimiques sont déterminées en utilisant des plaques
d’identification des souches avec leur catalogue analytique. Les résultats
obtenus des plaques API20E pour les entérobactéries et Pseudomonas
aeruginosa sont dans le tableau No6 et pour Staphylococus aureus sont dans
tableau 7 (api Staph).
Résultats et discussion
88
Tableau 6: Identification des entérobactéries et Pseudomonas aeruginosa par
Souches
API20E
Escherichia
Coli (I)
Pseudomonas
aeruginosa
Escherichia
coli (II)
Salmonella
typhi
ONPG
- + + +
ADH + - - -
LDC - + + -
ODC - - - +
CIT + - - +
H2S + - - -
URE
- - - -
TDA
- - - -
IND
- + + -
VP
- - - +
GEL
+ - - -
GLU - + + +
MAN - + + +
INO - - - -
SOR - - + +
RHA - + + +
SAC - + - +
MEL
- + + +
AMY - - - -
ARA - + + -
Ox
+ - - -
NO3-NO2 - + + +
N + 2 - - -
+ : teste positif. - : teste négative
Résultats et discussion
89
Tableau 7: Identification de Staphylococcus aureus par plaque API STAPH
Souche Staphylococcus aureus 0 -
GLU +
FRU +
MNE +
MAL +
LAC +
TRE +
MAN +
XLT -
MEL -
NIT +
PAL +
VP +
RAF -
XYL -
SAC +
MDG -
NAG +
ADH +
+ : teste positif.
- : teste négative
3.4. L’évaluation de l’activité antibactérienne des huiles essentielles :
En utilisant la méthode de diffusion sur disque dans le milieu de gélose; on
constate que toutes, les souches testées sont sensibles aux huiles essentielles des
feuilles de Glycyrrhiza glabra, sauf pour Pseudomonas aeruginosa. L'huile
essentielle de Glycyrrhiza glabra feuilles a montré une réduction de croissance
plus élevée : Staphylococcus aureus (zone d'inhibition: 12 mm, MIC: 14,5 µ g /
ml) de zone d'inhibition, Salmonella typhi (13 mm, MIC :14.6 µg / ml),
Escherichia coli ATCC 25922 (zone d'inhibition: 9 mm, 14,2 µ g / ml) et
Escherichia coli ATCC35218 (zone d'inhibition: 10µMIC: 4,2 µ g / ml)
(tableau 8).
Résultats et discussion
90
Tableau 8 : Zone Inhibition (mm) et MIC (µg/mL) pour les huiles
essentielles de Glycyrrhiza glabra
Microrganismes diametre des zones d’inhibition MIC((µg/mL)
(mm)
Pseudomonas Aeruginosa (G-) ATCC 27853 R R
Escherichia coli (G-) ATCC 25922 09 ±0.88 4.20
Escherichia coli (G-) ATCC 35218 10 ±0.90 4.20
Salmonella typhi (G-) NRRLB 4420 13 ± 0.63 14.60
Staphylococcus aureus (G+) ATCC 25923 12 ± 0.33 14.50
L’huile essentielle des feuilles de Glycyrrhiza glabra a montré une forte activité
contre toutes les bactéries testées sauf pour Pseudomonas aeruginosa qui a
résisté à une forte concentration en huiles essentielles. Le mécanisme de
résistance des bactéries est par leur pompe à efflux. Certaines molécules des
huiles essentielles inhibent activité de ces pompes, mais Pseudomonas
aeruginosa est une bactérie très résistante. (Voir photo 1et 2).
L’activité antimicrobienne de l’huile essentielle analysée peut être attribuée
principalement à son constituant majoritaire, par exemple les alcools terpéniques
qui sont particulièrement actifs contre les cellules microbiennes car ils sont
solubles dans les milieux aqueux et ils provoquent d’importants dégâts sur les
parois cellulaires des microorganismes (Fillippi et al ,2006).les alcools
possèdent une activité bactéricide plutôt que bactériostatique. (Hogg et al
,2005)
Résultats et discussion
91
Photo 1 : Evaluation de l’activité antimicrobienne des huiles essentielles de la réglisse contre
Staphylococcus aureus selon la méthode d’aromatogramme.
Photo 2 : Evaluation de l’activité antimicrobienne des huiles essentielles de la réglisse contre
Pseudomonas aeruginosa selon la méthode d’aromatogramme.
L’activité antimicrobienne de l’huile essentielle analysée peut être attribuée
principalement à son constituant majoritaire, par exemple les alcools terpéniques
sont particulièrement actifs contre les cellules microbiennes, car solubles dans
Résultats et discussion
92
les milieux aqueux et ils provoquent d’importants dégâts sur les parois
cellulaires des microorganismes (Filippi, et al 2006).
Le Linalool est un composé monoterpène parmi les principaux composants
volatils d’huiles essentielles de plusieurs espèces aromatiques. Très utilisé
dans la médecine traditionnelle grâce à son activité pharmacologique (Peana et
Moretti
Les composés, ayant la plus grande efficacité antibactérienne et le plus large
spectre, sont les phénols. Les phénols entraînent notamment des lésions
irréversibles sur les membranes et sont utilisés dans les infections bactériennes,
quelle que soit leur localisation. Ils exercent un effet inhibiteur et létal sur
différentes souches et, parmi elles, Escherichia coli et Staphylococcus aureus,
sur lesquelles ils provoquent des fuites d’ions potassium. Par contre, ils ne sont
pas actifs sur Pseudomonas aeruginosa. Les alcools avec 10 atomes de carbone
(ou monoterpénols) viennent immédiatement après les phénols, en terme
d’activité, avec le géraniol, linalool, terpinéol, pour les plus connus. Molécules
à large spectre, elles sont utiles dans de nombreuses infections bactériennes.
Les aldéhydes sont également quelque peu bactéricides. Les plus couramment
utilisés sont les citronnellal. Elles sont efficaces contre un large spectre de
microorganismes pathogènes et non pathogènes.
, 2002). Des recherches ont également signalé, une activité
antimicrobienne contre plusieurs bactéries et champignons (Carson et al
,2002). Par ailleurs, le linalool, ainsi que certains terpènes et terpénoïdes,
pourraient améliorer la perméabilité d'un nombre de médicaments à travers les
tissus biologiques comme la peau ou muqueuses (Kunta et al 1997. Plusieurs
activités biologiques, sont attribuables à ce composé monoterpène de forme
racémique. Les résultats obtenus par Peana et al 2002 ont confirmé la
présence d’une bonne propriété anti-inflammatoire. En terme d’activité
antibactérienne, c’est le linalool qui s’est montré le plus efficace et a inhibé 17
bactéries.
Résultats et discussion
93
L’activité biologique d’une huile essentielle est liée à sa composition chimique,
aux groupes fonctionnels des composés majoritaires (alcools, phénols, composés
terpéniques et cétoniques) et à leurs effets synergiques.
Plusieurs études ont ainsi montré l’apparition de fuites d’ions potassium dans
des cellules microbiennes d’Escherichia coli et Staphylococcus aureus en
contact avec de l’huile essentielle (Spellberg Brad . ,2010).Cette fuite de
potassium est la toute première preuve de l’existence de lésions irréversibles au
niveau de la membrane de la bactérie ; certains des composants actifs d’huiles
essentielles, rendent perméable la membrane des bactéries, un effet précurseur
de leur mort. Les huiles essentielles de Glycyrrhiza glabra ont donc bien des
propriétés bactériostatiques.
Les études d’Inouye et al, 2001 ont examiné les effets antibactériens d’un
certain nombre d’huiles essentielles sur l’espèce Staphylococcus aureus parmi
les principaux microbes pathogènes du système respiratoire. L’activité de 14
huiles essentielles et de leurs principaux composants a montré l’effet de
sensibilité aux huiles essentielles. Les huiles essentielles contenant des
aldéhydes ou des phénols montraient l’activité antibactérienne la plus forte,
suivie par celle contenant des alcools terpéniques..
Les propriétés antibactériennes de cinq huiles essentielles ont été évaluées et
quantifiées sur une souche non toxigénique d’Escherichia coli. Cinq huiles
essentielles connues pour leurs propriétés antibactériennes ont été examinées et
les plus actives ont été sélectionnées pour d’autres essais. (Burt S., 2003)
Une étude a examiné le mécanisme d’action des huiles essentielles, leurs
composants à fonction alcoolique sur les bactéries Escherichia coli ont été
utilisées respectivement comme modèles de bactérie Gram+. Les deux huiles
essentielles tout comme leurs deux composants ont été capables d’induire une
lyse cellulaire. La lyse des bactéries a été montrée par la libération de substances
absorbant à 260 nm. Pour Escherichia coli, les résultats étaient similaires à ceux
Résultats et discussion
94
obtenus avec de la poly myxine B. Cette libération des substances associée à la
rapide mortalité bactérienne pourrait être la conséquence de lésions sur les
enveloppes induites par les agents antibactériens. L’utilisation d’un microscope
électronique a permis de montrer que les huiles essentielles attaquaient en même
temps les membranes et les parois cellulaires (Rayour et al ;2003)
La membrane externe des bactéries Gram positifs est très chargée elle agit
comme une barrière aux huiles essentielles. Il a été suggéré que les huiles
essentielles actives contre les bactéries à Gram négatif contiennent des
composants de métabolites secondaires qui sont assez petits pour passer à
travers les protéines dans les récepteurs de la membrane externe et ainsi de
pouvoir accéder à la membrane cytoplasmique (Dorman et Deans, 2000).Dans
le cas des bactéries à Gram négatif ,les protéines, qui se trouvent dans la
membrane externe sont désactivées avant qu'elle n'atteignent la membrane
cytoplasmique et le cytoplasme (Fujisawa et al., 2009).la figure suivante
résume les différentes actions des huiles essentielles.
Résultats et discussion
95
Figure 32:
Ensemble schématique de certains des mécanismes de l'activité antimicrobienne des
huiles essentielles dans la cellule bactérienne.(Benchaar et al. , 2011).
Résultats et discussion
96
Toutefois, les produits des métabolites secondaires contenant de l'oxygène,
tels que les phénols, tendent à afficher une forte activité antimicrobienne. Les
groupes hydroxyles sont censés contribuer à la perturbation normale du
transport d'ions à travers la membrane cytoplasmique (Ultee et al, 2002) et dans
l'inactivation des enzymes microbiennes (Burt, 2004).
Selon Benchaar, 2011 l’hydrophobie semble être cruciale pour l'activité
antimicrobienne. Cela signifie que les huiles essentielles seront
préférentiellement une partition à partir de phase aqueuse dans la bicouche
lipidique de la membrane cytoplasmique où elles s'accumulent. C'est au sein de
la bicouche lipidique que les huiles essentielles sont considérées actives sur un
ou plusieurs de leurs effets antimicrobiens en modifiant la perméabilité
membranaire et ainsi de perturber les processus de transport d'ions et d'interagir
avec les protéines membranaires ou d'autres composants cytoplasmiques.
L’action des huiles essentielles obtenue est soit médiatisée au sein de la
membrane cytoplasmique, soit diffusée dans le cytoplasme. Comme les huiles
essentielles sont des mélanges de plusieurs métabolites secondaires, il est
probable qu'il y ait un certain nombre de mécanismes d'action (Figure 34).
Enfin, on peut dire que le traitement d’une infection se fait dans la plupart des
cas, à travers une antibiothérapie, qui a pour résultat une guérison quasi
instantanée. Mais un des effets secondaires de ce traitement est la destruction
d’une partie de la flore saprophyte en charge de notre immunité. Le malade peut
alors entrer dans un cercle vicieux où, plus il prendra d’antibiotiques, plus son
immunité diminuera et plus le risque de récidive infectieuse sera important.
Différentes publications soulignent que les huiles essentielles respectent la flore
intestinale.
Avec l’apparition de germes résistant même aux antibiotiques les plus
puissants, la popularité de l’huile essentielle est en train de refaire surface. En
face de ces résultats encourageants, des études supplémentaires sur un plus
Résultats et discussion
97
grand spectre d'activité antimicrobienne des souches seront nécessaires. En fait,
l'isolement des composants d'huiles essentielles sont en progrès.
Conclusions et perspectives
99
Il existe dans la nature des ressources insoupçonnées qui seront les
solutions de demain, et c'est l'affaire de tous de les préserver.
Le contrôle de l’huile essentielle par les caractéristiques physiques et
chimiques permet de mettre en évidence la qualité de cette huile, se distingue
par un indice d’acide et des propriétés physiques et chimiques comparables à
ceux obtenus par la littérature concernant les huiles essentielles d’une façon
générale.
Notre travail fait partie d’un long et important axe de recherche dont le but
est de valoriser davantage nos ressources locales, notamment l’utilisation des
plantes aromatiques et médicinales dans plusieurs domaines, parmi lesquels
la technologie agro-alimentaire, l’amélioration des différentes qualités des
aliments ainsi que leur conservation.Dans cet axe, nous continuons le travail
sur l’une des plantes aromatiques utilisée, qui est la réglisse, dont l’effet des
extraits de racines et leurs caractérisations a déjà été étudié et on continue
toujours à mettre en évidence leurs valeurs; mais dans notre étude, nous nous
sommes intéressés à poursuivre le travail sur la partie aérienne de la plante
de réglisse qui a révélé des atouts et des caractéristiques assez intéressantes.
Les résultats de la mesure du pouvoir rotatoire ont permis de s’assurer de
la pureté de cette huile essentielle. La bonne miscibilité des huiles
essentielles de la réglisse montre la possibilité de l’utiliser dans les
préparations pharmaceutiques.
Notre étude a montré que l’huile des feuilles de Glycyrrhiza glabra est
de couleur jaune pâle, avec une odeur agréable et un goût caractéristique.
Le rendement en huile essentielle obtenu par l'hydrodistillation de plante est
moyen, comparé avec le rendement en huiles essentielles d’autre plantes.
Conclusions et perspectives
100
Les huiles contenant principalement plus de 35 composants ont été
séparés sur HP-Colum et vingt et un d’entre eux ont été identifiés comme
composante majeure qui représente 70% du total.L'identification des
composants chromatogrammes montré que cette espèce a été caractérisée par
son taux élevé de Isosteviol.
L’huile essentielle de Glycyrrhiza glabra présente un effet antibacterien
interessant principalement contre Salmonella typhi ,Staphylococcus aureus
Escherichia coli (ATCC 25922) et Escherichia coli (ATCC 35218).
Alors que cette huile s’est révélée inactive contre les Pseudomonas
aeruginosa.
Nous espérons que ces études vont être achevées pour bien cibler les
molécules principales responsables de ces effets antimicrobiens, ce qui fait
appel à des techniques de purification et d’identification via l’étude
photochimique et les analyses spectrales. La relation intime qui lie la
structure chimique et l'activité des huiles essentielles de la réglisse constitue
le fondement de l'aromathérapie scientifique et doit être étudiée dans d’autres
travaux. Tel que l’application pratique dans l'industrie alimentaire pour
réduire les impacts indésirables sur propriétés sensorielles et de prolonger la
durée de conservation de l’aliment.
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120
Annexes
Tableau 8 : lecture de la galerie miniaturisée Api staphylocoques Tests substrat Caractères
recherchés
Résultats
négatif
Résultats
positive
0 Aucun Témoin négatif Rouge
GLU D-glucose Témoin positif
FRU D-fructose Acidification à
MNE D-manose partir du
MAL Maltose carbohydrate Rouge Jaune
LAC Lactose
TRE D-tréhalose
MAN D-mannitol
XLT Xylitol
MEL D-melibiose
NIT Nitrate de
potassium
Réduction
des nitrates
nitrites
Incolore/rose Rouge
PAL B-naphtyl
ac.phosphate
Phospahtase
alcaline
Jaune Violet
VP Pyruvate de
sodium
Production
d’acétyl
méthyl-
carbonyl
Incolore/rose Violet/rose
RAF Raffinose Acidification à
XYL Xylose partir du
SAC Saccharose carbohydrate
MDG -méthyl-D
gluosamine
Rouge jaune
NAG N-acétyl-
glucosamine
ADH Arginine Arginine
dihydrolase
jaune Orange/rouge
121
Tableau 9 : lecture de la galerie miniaturisée Api 20 E
Tests Substrat Caractère recherché Résultats Négative
Résultats positive
ONPG
Ortho-nitro-phenylgalactoside
Beta-galactosidase incolore Jaune
ADH Arginine Arginine dihydrolase Jaune Rouge/orangé
LDC Lysine Lysine décarboxylase Jaune Orangé
ODC Ornithine Ornithine décarboxylase
Jaune Rouge/orangé
CIT Citrate de sodium Utilisation du citrate Vert pâle/jaune Bleu-vert/vert
H2S Thiosulfate de sodium
Production d’H2S Incolore/grisâtre Dépôt noir/ fin
URE
Urée Uréase Jaune Rouge/orangé
TDA
Tryptophane Tryptophane désaminase
jaune Marron foncé
IND
Tryptophane Production d’indole jaune Anneau rouge
VP
Pyruvate de sodium Production d’acétoine incolore Rosé-rouge
GEL
Gélatine de Kohn Gélatinase Non diffusion Diffusion du pigment noir
GLU Jaune
Glucose Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune
MAN Mannitol Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune
INO Inositol Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune SOR Sorbitol Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune RHA Rhamnose Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune SAC Sacchar ose Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune MEL
Melibiose Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune
AMY Amygdaline Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune ARA Arabinose Fermentation/oxydation Bleu/bleu-vert Jaune Ox
Sur papier filtre Cytochrome-oxydase incolore Anneau violet
NO3-NO2 Tube GLU
Production de NO2
Jaune Rouge
N Tube GLU 2
Réduction au stade N2
Rouge
Jaune
122
Photo 3 : Evaluation de l’activité antibactérienne d’huile Essentielle de la réglisse contre
salmonella typhi selon la méthode d’aromatogramme.
Photo4 : Evaluation de l’activité antibactérienne d’huile Essentielle de la réglisse contre
d’Escherichia
coli ATCC 25922 selon la méthode d’aromatogramme.
123
Photo 5 : Evaluation de l’activité antibactérienne d’huile Essentielle de la réglisse contre d’Escherichia
coli ATCC35218 selon la méthode d’aromatogramme.
124
Cette méthode nous permet de différencier les bactéries dites Gram +
à celles Gram -.
Coloration de Gram :
-Mode opératoire :
-Réalisation des frottis :
Prendre 0.01 ml de l'échantillon à analysé.
Etaler l'échantillon en couche mince et régulière.
Séchage et fixation du frottis au-dessus de la flamme du bec Bunsen
pendant 5 min.
-Réalisation de la coloration :
-Coloration par le violet de gentiane ou cristal violet. Laisser agir de
30 secondes à 1 minute. Rincer à l'eau déminéralisée.
-Rejeter le colorant en inclinant la lame. Ne pas laver.
-Mordançage au lugol (solution d'iode iodo-iodurée): étaler le lugol et
laisser agir 20 secondes ; Rincer à l'eau déminéralisée. On peut --
réaliser une deuxième fois l'opération identiquement pour plus de
sécurité.
-Décoloration (rapide) à l'alcool (+acétone): verser goutte à goutte
l'alcool ou un mélange alcool-acétone sur la lame inclinée
obliquement, et surveiller la décoloration (5 à 10 secondes). Le filet
doit être clair à la fin de la décoloration.
-Rincer sous un filet d'eau distillée.
-Recoloration à la safranine ou à la fuchsine. Laisser agir de 30
secondes à 1 minute.
-Laver doucement à l'eau distillée.
125
-Sécher la lame sur au-dessus de la flamme du bec Bunsen
-Observer avec une goutte d'huile à immersion objectif 100x.
-Remarque:
Les bactéries Gram + sont colorées en bleu ou violet
Les bactéries Gram - sont colorées en rouge ou rose
Méthode Mc Farland :
Normes Mc Farland sont utilisées comme référence pour ajuster la
turbidité de suspensions bactériennes de telle sorte que le nombre de
bactéries sera dans une plage donnée.
Original normes Mc Farland ont été mélangeant des quantités spécifiées
de chlorure de baryum et d'acide sulfurique ensemble. Mélange des deux
composés forme un précipité de sulfate de baryum, ce qui provoque la
turbidité dans la solution. A 0,5 standard McFarland est préparé en
mélangeant 0,05 ml de chlorure de baryum dihydrate 1,175% (BaCl2 •
2H2O), avec 9.95 ml d'acide sulfurique à 1% (
H2SO4).
126
Composition des milieux de cultures utilisées :
1-Composition gélose nutritive :
-extrait de viande 1,0g
-extrait de levure 2.5g
-peptone 5,0g
-chlorure de sodium 5,0g
-Agar 15,0g
pH = 7,0
2-Composition de la gélose Mueller-Hinton :
Infusion de viande de bœuf:300,0 ml
Peptone de caséine:17,5 g
Amidon de maïs:1,5 g
Agar: 17,0 g
pH = 7,4
127
Identification et determination des formes chimiques des principaux
composés majeurs par SM :
Molécule :linalool
Molécule : trans-Permethrin
Molécule : acide aspartic
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
28 48 68 88 108 128 148 168 188 208 228 248 268 288 308 328 348 368 388 408 428 448 468 488 508m/z0
100%
59
43 55 9367 8371 11197 120 137154 209166 176 202 282260218 248 309290 420345322 403358 455430 472 482
Ech Reglisse 1954 (14.691) Rf (7,5.000)2.20e8
594355
9368 81
Hit 1R:992 WILEY 58071: LINALOOL OXIDE (2) $$ 2-FURANMETHANOL, 5-ETHENYLTETRAHYDRO-.ALPHA.,.ALPHA.,5-TRIMETHYL-, CIS
4355 11167 83 93
Hit 2R:967 WILEY 119916: PALUSTROL
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
27 47 67 87 107 127 147 167 187 207 227 247 267 287 307 327 347 367 387 407 427 447 467 487 507m/z0
100%
70
41 55 69 988572 141112 127 170148 208178 223 284265235 248 346293 331323 401354 393 458416 427 465 491
Ech Reglisse 2128 (15.723) Rf (7,5.000)2.81e9
70
42 56 71 1139884
Hit 1R:811 WILEY 11078: TRANS-N-I-PROPYL-2,3-DIMETHYL-2,3-DIHYDRO-AZIRIDINE
56
554228
7069 9871
84 141113 126
Hit 2R:793 WILEY 28893: BORANAMIN, N-ETHYL-1,1-DIPROPYL-
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
27 47 67 87 107 127 147 167 187 207 227 247 267 287 307 327 347 367 387 407 427 447 467 487 507m/z0
100%
69
41 55139
8379 1129199 137 140 154209170 194 221 262234 247 291284 379355328302 347 367 398 420 488
Ech Reglisse 2149 (15.847) Rf (7,5.000)2.46e9
13941 69
55 83154
Hit 1R:951 WILEY 41928: (2S,4R)-2-(2-METHYL-1-PROPENYL)-4-METHYL-TETRAHYDROPYRAN
6941 55
139
837097 109121 154
Hit 2R:928 WILEY 41387: ROSE OXIDE $$ 2H-PYRAN, TETRAHYDRO-4-METHYL-2-(2-METHYL-1-PROPENYL)- (CAS)
128
Molécule : Bicyclo[4.1.0]hept-2-ene, 3,7,7-trimethyl
Molécule : Benzene
Molécule : 2-Propenenitrile, 2-methyl-
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450 470 490 510m/z0
100%
1079141 7953 67 95
135108 150
180167 207 242216 274259 463344335312298 423415372 398 476 485
Ech Reglisse 2676 (18.970)2.23e8
10791803927 55 67 95
135108 150
Hit 1R:953 Nist 60401: BICYCLO[3.1.1]HEPT-3-EN-2-ONE, 4,6,6-TRIMETHYL-, (1S)-
107
9179
135108 150
Hit 2R:952 WILEY 36664: BICYCLO[3.1.1]HEPT-3-EN-2-ONE, 4,6,6-TRIMETHYL- (CAS) $$ BERBENONE $$ 2-PINEN-4-ONE $$ VERBENO
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450 470 490 510m/z0
100%
9177655043 89
10492 133
115149
155 169 208195 269238223 263 282 293 314
Ech Reglisse 2834 (19.906) Rf (7,5.000)2.45e9
28
2791
775139 65104
133118
Hit 1R:805 NBS 97: BENZENE, (AZIDOMETHYL)-
28
2791
775139 65104
133118
Hit 2R:798 WILEY 22200: BENZENE, (AZIDOMETHYL)- (CAS) $$ BENZYL AZIDE $$ (AZIDOMETHYL)BENZENE $$ .ALPHA.-AZIDOTOLUEN
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
19 69 119 169 219 269 319 369 419 469 519m/z0
100%
91795541 69 105131
161145 187 205 220233 248
Ech Reglisse 4741 (31.209) Cm (4723:4756-4799:4801)8.29e8
6967 9379 105 135121 189 204 222
Hit 1R:911 Nist 27825: 1-METHYLENE-2B-HYDROXYMETHYL-3,3-DIMETHYL-4B-(3-METHYLBUT-2-ENYL)-CYCLOHEXANE
41
27 55 918167 107 177133121 147 159 189 220205
Hit 2R:862 Nist 2519: AROMADENDRENE OXIDE-(2)
129
Molécule : Methacrylonitrile
Molécule : Prasterone
Molécule : Isoniazid
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
20 70 120 170 220 270 320 370 420 470 520m/z0
100%
91695541 79 136107 117149 161
187 204 220 236 283 324
Ech Reglisse 4623 (30.509) Cm (4612:4628-4570:4577)1.59e9
6967 9379 105 135121 189 204 222
Hit 1R:910 Nist 27825: 1-METHYLENE-2B-HYDROXYMETHYL-3,3-DIMETHYL-4B-(3-METHYLBUT-2-ENYL)-CYCLOHEXANE
13641 6955 9179 109 119
159149177 187
205 220
Hit 2R:884 Nist 79814: 10,10-DIMETHYL-2,6-DIMETHYLENEBICYCLO[7.2.0]UNDECAN-5.BETA.-OL
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
19 69 119 169 219 269 319 369 419 469 519m/z0
100%
1611059141 55 7767 119 131 145 187162 205
220 238 268253 277 304 357341 462
Ech Reglisse 4455 (29.512) Cm (4449:4460-4432:4440)2.26e9
1611059177
119147131 190162
Hit 1R:898 Nist 93508: 5,6-DECADIEN-3-YNE, 5,7-DIETHYL-
1611194339 1059155 7767 133 147 173 206188
Hit 2R:840 Nist 93541: 5-ISOPROPYLIDENE-4,6-DIMETHYLNONA-3,6,8-TRIEN-2-OL
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
20 70 120 170 220 270 320 370 420 470 520m/z0
100%
695543 9177107 123135 149 161 177
205 220 236
Ech Reglisse 4415 (29.274) Cm (4394:4419-4430:4438)1.85e9
55 7967 10991 121152135 165 318300203175 259229 275
Hit 15R:727 Pfleger 3680: Isosteviol @ P1589 Univ Homburg/Saar
1239341
2955 69 81
105 204133 161147 189175
Hit 16R:726 NBS 16920: THUJOPSENE
130
Molécule : Benzoic acid
Molécule : Diethyltoluamide
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
20 70 120 170 220 270 320 370 420 470 520m/z0
100%
15910591437955 69
119131 147 174 192 207220 234 250 267 296 309 341
Ech Reglisse 3510 (23.911) Cm (3498:3519-3439:3464)1.08e9
1059167
55 79 92 119 189147131 160173 236 262 316
Hit 2R:754 Pfleger 4355: Arachidonic acid-M -H2O ME @ P1577 Univ Homburg/Saar
15943
30121107915753 7971 134 202160
220
Hit 3R:752 Nist 92217: ETHANONE, 1-(1,3A,4,5,6,7-HEXAHYDRO-4-HYDROXY-3,8-DIMETHYL-5-AZULENYL)-
temperature programmee, 10-Jan-2010 + 09:41:58reglisse
0
100%
0
100%
15 65 115 165 215 265 315 365 415 465 515m/z0
100%
6941 65 1059177 190121 175133 147 192 207219 236 261 269
Ech Reglisse 3488 (23.781) Cm (3476:3493-3464:3472)1.97e9
1901481339141 695577 119105
175
157 176 191
Hit 4R:725 Nist 107547: MEGASTIGMATRIENONE
69
4127 65
1211059177 190175133 147
Hit 5R:722 NBS 7890: 2-BUTEN-1-ONE, 1-(2,6,6-TRIMETHYL-1,3-CYCLOHEXADIEN-1-YL)-, (E)-
Jeobp 14 (3) 2011 pp 284 - 288 284
Journal of Essential Oil Bearing PlantsISSN Print: 0972-060X Online: 0976-5026www.jeobp.com
Chemical Composition and Antimicrobial Activities ofthe Essential Oil from Glycyrrhiza glabra Leaves
O. Chouitah 1*, B. Meddah 1, A. Aoues 2, P. Sonnet 3
1 LRSBG, Equipe, Chimie des substances naturelles et innovationthérapeutique, Université de Mascara - 29000, Algérie
2 Laboratoire de Biochimie Faculté des Sciences, Université d’Oran - 31000Algérie3 UMR-CNRS 6219, Laboratoire des glucides, UFR de Pharmacie,
Université de Picardie Jules Verne, 1 rue des Louvels, Amiens, 80037, FranceReceived 23 October 2010; accepted in revised form 12 February 2011
Abstract: The essential oil ofGlycyrrhiza glabra leaves was obtained by hydrodistillation and analyzedby GC and GC-MS. Other parameters such as refractive index, optical rotation; density, polarimetric deviation;freezing point and Solubility in ethanol are also measured. The main hydrocarbon and oxygen containingcompounds were: Isoniazid (13.36 %) ; Diethyltoluamide (6.56 %), Benzoic acid (5.37 %), Benzene (4.58%), Linalool (2.25 %), Prasterone (5.63 %),Warfarin (1.43 %), Iodoquinol (1.90 %), Phenol, 4-(2-aminopropyl)(1.30 %). The screening of antibacterial activity was conducted by a disc diffusion test and the minimuminhibitory concentration was determined against Pseudomonas Aeruginosa, Salmonella typhi, Escherichiacoli and Staphylococcus aureus.
Key Words: Glycyrrhiza glabra, Essential oil, antimicrobial activity.
Introduction: Licorice has been used and valued for thousands of years and found in the tombsof ancient Egyptian pharaohs, widely used as a flavoring agent. This familiar herb also has manytherapeutic benefits. It was used in ancient Greece and during the Roman Empire to treat manyillnesses. Licorice has also played a prominent role in Chinese herbal medicine 1.
Essential oils are steam volatile oils, distilled from plant materials and represent the typicalflavor and aroma (the essence) of a particular plant and everlasting essential oil is very valuable in theperfume and flavoring industries 2. They are found in flowers, leaves, roots, seeds and barks 3. Thisplant is known for its anti-inflammatory, anticancer, and antifungal activity 4. The flavonoid derivativeswere isolated and identified from the plant antioxidant extracts 5. The oil chemical composition isvariable, depending on the origin and the cycle’s vegetation 6. The aim of this study was to determinethe chemical composition and antimicrobial activities of the essential oil ofGlycyrrhiza glabra leaves.
ExperimentalPlant material:Leaves ofGlycyrrhiza glabrawere collected fromDjidioua Relizane (Algeria)
inApril 2009.This plant was identified by botanistsMOUSSAOUIAbdallah and Stord in theHerbarium
*Corresponding author (O. Chouitah)E-mail: < [email protected] > © 2011, Har Krishan Bhalla & Sons
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of Natural sciences Faculty, Mascara University (voucher n.-2009-6601).The essential oils wereobtained by hydro-distillation from the plant material using a Clevenger –type apparatus for 3 h. Theessential oil was dried over anhydrous sodium sulphate and stored at +4°C 7. The essential oil yieldwas calculated on a dry weight by gravimetric method
Gas chromatographic - Mass spectrometric analysis::The analyses of the volatile constituentswere run on a Hewlett-Packard GC-MS system (GC :5890 series II, MSD 5972) the fused-silica HP-5MS capillary Colum (30 m X 0.25 mm id, film thickness of 0.25 μm) was directly coupled to theMS.The carrier gas was helium, with a flow rate of 1.2ml/min. Injector port 250°Cand oven temperaturewas programmed as flows: isotherm at 50°C for 1 min, then increased to 280°C at a rate of 5°C/minand subsequently held isothermal for 20 min. Detector : 280°C, volume injected: 0.1 μl of 1 % solution(diluted in hexane) and split ratio: 1:50. Ionization voltage: 70 ev ion source temperature 280°C, massrange: 40-300; mass units scan time 1,5 sec. Software adopted to handle mass spectra andchromatograms was a skin station. The extract composition percentage was calculated from the GCpeak area.
For retention indices (RI) determination, a hydrocarbon series was chromatographed togetherwith the essential oil on apolar columns, and their retention times were used to convert GC retentionvalues to RI by linear interpolation with those of authentic compounds and literature data 9, and alsoby computer matching themwith the NIST mass spectral library data with those of the published databy Adams 10-11.
Microbial strains: The essential oil was tested in vitro against five bacteria gram negative:Pseudomonas Aeruginosa (ATCC 27853), Salmonella typhi (NRRLB 4420), Escherichia coli (ATCC25922) andEscherichia coli (ATCC 35218) and gram-positive bacteria: Staphylococcus aureus (ATCC25923). All strains were supplied by the hospital of Mascara (Algeria).These strains were kept forlong term storage in glycerol at – 20°C and for short term storage on tryptone soya agar at 4°C.
Antimicrobial activity:Antimicrobial tests were carried out using the disc diffusion method.The muller-hinton mutriet agar and dimethyl sulfoxide (DMSO) solutions (in ratio 1:25 v.v-1) werevortexes for 2 min and immediately 20 ml were poured into sterile Petri dishes (90 mm diameter) andleft to set for 30 min. Paper discs (6 mm diameter) were impregnated aseptically with 3 μl of essentialoil at final concentrations of 1-20 μg/ml and placed on the inoculated agar surfaces. After aerobicincubation for 24 hours at 37°C, the antimicrobial activity was estimated by measuring the diametersof inhibition zone12. The control test by aqueous DMSO alone showed no toxicity in the concentrationsused for these bacteria.
The antibactrial minimum inhibitory concentrations (MICs) were performed according to theMueller-Hinton broth microdilution method in 96 multiwell microtiter plate. The essential oils weredissolved in the aqueous DMSO and the initial concentration was 25 μg/ml. The initial test concentrationwas serially diluted two fold. Each well was inoculated with 5 μl of suspension containing 107 CFU/ml of bacteria and incubated for 24 hours at 37°C. The MIC of the tested material was determined asthe lowest concentration at which no visible growth of the microorganism had occurred. Each test wascarried out in triplicate.
Results and discussion : Physicochemical analysis showed an essence pale yellow, with pleasantodor and taste characteristic. The essential oil yield obtained by the hydro-distillation of dry plant was0.65 %. Determination density was obtained by double weighing d = 0.906, the optical activity ± =+22.157 by polarimetry and the refractive index n = 1.4614 by an interferometric method. Thechromatograms of the essential oil had numerous peaks and many of them were overlapping. More
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than 35 components were separated on HP- Column and twenty one of them were identified as majorcomponent representing of 70 % of the total (table 2). The identification of chromatogram componentdemonstrated that this species was characterized by its high rate in Isosteviol. Chemical analysis ofessential oil showed that its major products were Isoniazid (13.36 %) Methacrylonitrile (9.69 %);Benzoic acid (5.37 %); Diethyltoluamide (6.56 %); Pyrazine,1,4-dioxide (2.20 %) Benzene (4.58 %),linalool (2.25 %); Bicyclo [4.1.0]hept-2-ene,3,7,7-trimethyl (2.80 %). Other components were presentwith smaller percent. The GC-MS analyses allowed us to identify the major bioactive componentswhich possess interesting inhibitory action against microorganisms.
By other findings, the essential oil from the aerial parts of licorice (Glycyrrhiza uralensis Fisch)used in Traditional Chinese Medicine. 28 components representing 74.39 % of the total oil contentwere identified in this species. The main compounds in the oil were β-cadinene (12.28 %), β-caryophyllene (10.04 %), γ-cadinene (9.49 %), phytol (8.43 %), α-cadinene (4.43 %), caryophylleneoxide (3.65 %) and α-gurjunene (3.48 %) 13. Using the direct contact technique in agar medium andmicrodilution method in 96multiwell microtiter plate; all the strains tested were essential oil sensitivewith a wide inhibition zone except for Pseudomonas aeruginosa. Little is known about the extractionof the essential oil fromGlycyrrhiza glabra leaves which has demonstrated higher growth inhibitionsof the medically important pathogens (table 3): Staphylococcus aureus (inhibition zone: 12 mm,MIC:14.5 μg/mL), Salmonella typhi (inhibition zone : 13 mm, MIC:14.5 μg/mL), Escherichia coliATCC 25922 (inhibition zone: 9 mm, MIC: 4.2 μg/mL) and Escherichia coliATCC 35218 (inhibitionzone: 10 mm, MIC: 4.2 μg/mL). Our results from licorice oil found in Algeria may be regarded as aIsoniazid chemotype and its broad spectrum of activity against bacteria supports the traditional usesof this plant as disinfectant. The oil could be exploited to treat topical infections. In front of theseencouraging results, further studies on a larger specter of antimicrobial strains activity will be necessary.Actually, the isolation of the essential oil components are under progress.
Acknowledgements: This work was supported by the Ministry of high school and scientificresearch of the republic of Algeria, CNEDRU project: 037200614
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Table 1. Physicochemical composition ofGlycyrrhiza glabra essential oils
Specification Glycyrrhiza glabra
Density D20 0.906Refractive index N20 1.4614Optical activity +22.157Solubility in ethanol 90 % 1:3Freezing Point (°C) -18Acidité 0 .49
Table 2. The major identified components in essential oil fromGlycyrrhiza glabraanalyzed by GC-MS technique with retention indices on HP-5MS capillary Column
Compounds RI %
Ethylenimine 505 1.57Methacrylonitrile 574 9.692-Propenenitrile, 2-methyl- 631 7.86Benzene 680 4.583-Cyclohexen-1-ol, 4-methyl-1-(1-methylethyl) 702 1.32Bicyclo[4.1.0]hept-2-ene, 3,7,7-trimethyl 948 2.804-Pyridinamine 986 1.43Linalool 1082 2.25Benzoic acid 1150 5.37Aspartic acid 1310 1.44Phenol, 4-(2-aminopropyl)- 1392 1.30Phenol, 2-methoxy-4-(1-propenyl)-, (E)- 1410 1.30Isoniazid 1431 13.3Diethyltoluamide 1505 6.56Prasterone 2139 5.63Retinol 2238 1.40Iodoquinol 2254 1.90Warfarin 2636 1.43trans-Permethrin 2756 1.57Pyrazine, 1,4-dioxide - 2.20Hydrochlorothiazide - 2.20
RI: Rétention Indices
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Table 3. Inhibition zone (mm) using direct contact technique in agar medium and MIC(μg/mL) for the essential oil using microdilution method in 96 multiwell microtiter plate
Microorganism Diameter of inhibitionzones (mm)
MIC (μg/mL)
Pseudomonas Aeruginosa (G-) ATCC 27853Escherichia coli (G-) ATCC 25922
R09 ± 0.88
R4.20
Escherichia coli (G-) ATCC 35218 10 ± 0.90 4.20Salmonella typhi (G-) NRRLB 4420 13 ± 0.63 14.60Staphylococcus aureus (G+) ATCC 25923 12 ± 0.33 14.50
R : resistant