COMPOSITION DE L’HUILE ESSENTIELLE ET DES EXTRAITS ALCOOLIQUES DE L'ESPECE SAHARO-pdfENDEMIQUE Myrtus nivellei Batt et Trab (MYRTACEAE)

TOUAIBIA M.1 et CHAOUCHF.Z.2

1.       Département des sciences biologiques.Université SAAD DAHLEB, Algérie.

2.       Département des sciences agronomiques.Université SAAD DAHLEB, Algérie.

 

 

Résumé: Notre étude est fondée sur la valorisation d'une plante endémique du Sahara Algérien: Myrtus nivellei Batt et Trab de la famille des Myrtaceae. L’extraction de sa fraction aromatique volatile et de ses composés polaires offre de nouvelles perspectives sur ses éventuelles propriétés pharmacologiques. Des coupes histologiques ont révélé la présence de poches sécrétrices sub-épidermiques. L'huile essentielle, extraite par entrainement à la vapeur, a donné un rendement de 0,291%. L'analyse de la composition chimique de cette dernière par CG/SM a révélé la présence de 48 composés, caractérisée par la présence d'une forte proportion en sesquiterpènes hydrocarbonés (δ-elemene: 15,69% Azulène 6,18% et α patcoulène: 2,87), en alcools (1,2-benzenediol: 5,36% et octadiénol: 2,42%), en monoterpènes oxygénés (1,8 cinéole: 12,06%) et en alcools monoterpéniques (α-terpinéol: 13,01%). L'analyse de l'extrait ethanolique a révélé sa richesse en polyphenols totaux (734 µg eq/mg ES), en flavonoïdes (181,1 µg eq/mg ES), en flavonols (711,75 µg eq/mg ES), en anthocyanes (25,5 µg eq/mg ES) et en sucres totaux (17,26 µg eq/mg ES), alors que l'extraits méthanolique a présenté des teneurs moindres mais s'est montré remarquablement riche en tanins (155,27 µg eq/mg ES). Le taux des flavonols dans l'extrait flavonoïdique est estimé a 706,25 µg eq/mg ES.

    Mots clés: Myrtus nivellei, coupes histologiques, huile essentielle, extraits alcooliques, CG/SM.

THE COMPOSITION OF ESSENTIAL OIL AND ALCOHOLIC EXTRACTS OF THE SAHARO-ENDEMIC SPECIES Myrtus nivellei Batt AND Trab (MYRTACEAE)

Abstract: Ourstudy aimed the valorization of endemic plantof the Algerian Sahara: MyrtusnivelleiBatt and  Trab of Myrtaceae family . Theextractionof the volatile fractionandpolarcompoundsofferednew perspective onits possiblepharmacological properties.Histological sectionsrevealed the presenceofsubepidermalsecretoryglands.The essential oilwas extractedbysteam distillation,gavea 0,291%. of yield. The analysis ofthe chemical composition byGC/MSrevealedthe presence of 48compounds,characterized by the presenceof ahigh proportion ofsesquiterpenhydrocarbons (δ-elemene: 15,69%azulene:6,18%andα-patcoulène: 2,87%), alcohols (1,2-benzenediol: 5,36% andoctadienol: 2,42%), inoxygenated monoterpenes(1.8cineole: 12,06%) and monoterpene alcohols(α-terpineol: 13,01% ). The analysis of theethanolicextractshowed its highamount of  totalpolyphenols  (734mgeq/mgES), flavonoids (181,1mgeq/mgES),flavonols (711,75 mgeq/mgES) anthocyanins(25,5mgeq/mgES)andtotal sugars(17,26mgeq/mgES), while the methanolicextractpresentedlower levelsbut it isremarkably rich intannins(155,27mgeq/mgES).The rate offlavonolsinthe flavonoidic extractis estimated as 706,25mgeq/mgES.       ……………………………………………………………………
Keywords: Myrtus nivellei, histological sections, essential oil, alcoholic extracts, GC/MS.

Introduction

Myrtus nivellei Batt et Trab. est un arbuste de 0,5 à 2 mètres de hauteur, il s'adapte très bien à la sécheresse. Cette plante est une espèce saharo-endémique, restreinte aux montagnes du Tassili n'Ajjer, Tassili n'Immidir, Tefedest et des massifs de l'Ahaggar algérien ainsi que les montagnes du Tibesti tchadien, où elle couvre des zones très réduites [1]. Elle apparait au delà de 1400 à 2000 mètres d'altitude [2].

Ce travail apporte une contribution à l'investigation de cette plante. Ainsi, deux ordres de préoccupation se rencontrent dans cette étude et lui donnent sa substance. Le premier vise l'extraction de l'huile essentielle et la révélation de sa composition  chimique. L'autre objectif assigné à ce travail est l'investigation approfondie de sa fraction polaire via la détermination de sa richesse en composés phénoliques. Cette étude s'intègre également dans le contexte plus global de la mise en valeur de la biodiversité des plantes aromatiques algériennes, ainsi que dans le cadre de la préservation des espèces endémiques en voie de disparition du Sahara central.

1. Matériels et méthodes

1.1. Matériel végétal

Les rameaux feuillés de M nivellei  ont été récoltés sur des pieds adultes, à 146 km du chef lieu de la wilaya de Djanet, cette station est située à 94,8 km au sud de Ihrir, faisant partie du parc national du Tassili, durant le mois de Mai, correspondant à la période de pleine floraison (tableau1).

Tableau 1: Coordonnés géographiques du site de récolte.

Région

Altitude

Latitude

Longitude

Etage bioclimatique

Tassili n’Ajjer

2018  m

24°59’ Nord

8°07’ Ouest

Aride  à  hiver  frais (Sahara  central)

Une partie des rameaux fraichement récoltés a servi pour l'extraction de l'huile essentielle, le reste a été séché à l`air libre pendant deux semaines, à l'abri du soleil, puis broyé en poudre fine qui est soigneusement conservée pour l'extraction de la fraction polaire.

1.2.  Coupes histologiques

La plante est soumise à un examen microscopique en réalisant des coupes histologiques au niveau des feuilles, qui  sont traitées par la technique de double coloration [3].

1.3. Caractérisation physico-chimique

La plante est soumise à de nombreux tests afin d'évaluer le pH [4], la teneur en eau [5], la teneur des substances extractibles [6, 7] et le taux des cendres totales [8].

1.4. Extraction de l'huile essentielle

Les rameaux feuillés récoltés sont soumis à une extraction par entrainement à la vapeur (montage de type Clevenger), l'essence est recueillie par simple décantation du distillat. L'extraction dure environs trois heures.

1.5. Conditions de l'analyse de l’huile essentielle

L'analyse chromatographique de l'HE a été effectuée avec un chromatographe en phase gazeuse type Hewlett-Packard (6890) couplé à un spectromètre de masse (HP 5973).

La fragmentation est effectuée à 70eV. La colonne utilisée est une colonne capillaire HP-5MS (30m x 0,25mm x 0,25μm).  La température de la colonne est de 60 à 250°C (2°C/min). Le gaz vecteur est l’hélium (1,5 ml/min).

L’appareil est relié à un système informatique gérant une bibliothèque de spectre de masse NIST 2002 et piloté par un logiciel "HP ChemStation" pour suivre l’évolution de l'analyse. L’identification des constituants a été faite sur la base de la comparaison de leurs indices de rétention avec ceux des composés standards de la banque de données informatisée.

1.6. Préparation des extraits alcooliques

Elle est réalisée par épuisements de la poudre végétale à l'aide d'un solvant, à froid par macération dans l'éthanol [7] et à chaud par Soxhlet avec le méthanol [9], afin de libérer les composés non volatils présents dans les structures vacuolaires par rupture du tissu végétal et par diffusion.

1.7. Extraction des flavonoïdes

Les flavonoïdes sont extraits selon le protocole décrit par Guignard [10]. L'extrait butanolique obtenu  est évaporé sous vide afin d'obtenir un résidu sec des flavonoïdes.

1.8. Quantification des composés phénoliques et des sucres totaux

Les extraits obtenus ont été soumis à une série de dosages spectrophotométriques, afin de quantifier leur teneur en polyphenols totaux [11], en flavonoïdes totaux [12], en flavonols [13], en tanins [14], en anthocyanes [15] et en sucre totaux [16].

2. Résultats et discussion

2.1. Nature et localisation  des sites sécréteurs

Les coupes histologiques ont permis de révéler la présence de plusieurs poches sécrétrices qui sont le siège de synthèse de l'huile essentielle.

Ces poches sécrétrices sont inégalement distribuées sur les deux faces de la feuille. Elles se présentent forme de cavités subépidermiques délimitées par deux rangées de cellules (figure 1), la rangée la plus interne est formée par des cellules aplaties à paroi très fine, ces cellules sécrétrices dégénèrent à maturité, la deuxième rangée est formée par des cellules parenchymateuses à parois épaisses d'aprés Cicarelli et al [17].

B04010201 

Ces structures sécrétrices sont enfoncées dans le parenchyme cortical et étroitement  accolées à l'épiderme par deux petites cellules appelées "cellules chapeau" ou "cap cells". L'ontogénie de ces cavités montre qu'elles semblent suivre un développement schyzolysogène, issu d'une lyse et d'un écartement des cellules parenchymateuses.

2.2. Résultats de la caractérisation physico-chimique

Les propriétés physico-chimiques des rameaux feuillés de M nivellei, utilisés lors cette étude, sont rapportées dans le tableau2.

Tableau 2: Propriétés physico-chimiques des rameaux feuillés.

Propriétés

Valeurs obtenues

pH*

5,66

Teneur en eau (%)

36,91±0,21

Teneur des substances estractibles par l'eau(%)*

3,41±0,36

Teneur des substances extractibles par l'ethanol(%)*

11,12±0,43

Taux de cendres (%)*

6,11 ±0,08


                        *
Valeur calculée à partir de la matière végétale séchée

2.3. Etude analytique de l'huile essentielle

Les propriétés organoleptiques et physico-chimiques constituent un moyen de vérification et de contrôle de la qualité de l'huile essentielle. A l'issu de l'extraction pratiqué, l'essence obtenue est de couleur jaune verdâtre, avec une odeur prononcée rappelant celle des feuilles.

L'huile essentielle de M nivellei présente un rendement égale à 0,291%. Il semblerait que le biotope aride de cette plante influe sur sa richesse en essences. Bouzabata et al. [18] a rapporté que le rendement de l’huile essentielle de Myrtus nivellei récoltée dans la région du tassili n’Ajjer (1,4-2%, w/w) s’est avéré deux fois plus important que celui des la plante recoltée dans les montagnes du Hoggar (0,5-1,9%, w/w).

Dans ce même contexte, Belaiche [19] rapporte que les huiles essentielles conservent l'humidité des plantes poussant dans les climats arides, comme c'est le cas pour notre espèce saharo-endémique. Les mesures de la densité de cette huile essentielle effectuée à 20°C, montrent qu'elle avoisine 0,85. Cette valeur s'intègre parfaitement dans l'intervalle décrit par la pharmacopée européenne qui s'étale de 0,80  à 0,95 (tableau3).

Tableau 3: Caractères physico-chimiques de l'huile essentielle.

Caractères physico-chimiques

Valeurs obtenues

Rendement (%)

0,2911±0,5503

Densité relative

0,8501±0,1471

Les résultats de l'analyse par CG/SM de la composition chimique de l'huile essentielle sont présentés dans le tableau 4. Au total, 48 composés ont été identifiés ce qui correspond à un pourcentage de reconnaissance de l'ordre de 90,5% par rapport à l'ensemble des constituants isolés, avec une prédominance des sesquiterpènes hydrocarbonés, dont on cite: le δ-elemene (15,69%), l'α-terpineol (13,01%), le 1,8-cinéole (12,06%) et le citral (11,66%). On note aussi la présence de l'azulène à un taux de 6,18%, du 1,2-benzenzdiol (5,36%) et de l'α-patcoulène (2,87%). D'après ces résultats, on peut déduire que cette huile essentielle appartient au chémotype δ-elemene/α-Terpinéol avec une présence non négligeable du cinéol et du citral.

Cette huile essentielle se montre très riche en monoterpènes et en sesquiterpènes, qui représentent les deux principaux groupes de terpènes. En revanche, certains aldéhydes et alcools identifiés occupent une position secondaire. Les esters et les cétones sont minoritaires, dont certains sont sous forme de traces. Cependant, nous remarquons la présence de certains composés (cinéol, alpha terpinéol, octadiénol et alpha patcoulène) mais avec des proportions variables. L'effet combiné de ces composés est responsable de l'odeur caractéristique de l'huile essentielle de chaque plante.

Tableau 4: Composés majoritaires de l'huile essentielle étudiée par CG/SM.

Composé identifié

Pourcentage  (%)

1

1,8 cinéol

12,06

2

1,6 octadien-3-ol,3,7-dimethyl

2,42

3

Alpha Terpinéol

13,01

4

δ elemene

15,69

5

Citral

11,66

6

1,2-benzenediol,3,5-bis

5,36

7

Azulène

6,18

8

Alpha patcoulène

2,87

Classes biochimiques des composés identifiés dans l'huile essentielle

Monoterpènes

28,453

Esters terpéniques

01,921

Sesquiterpènes

42,658

Cétones 

00,777

Oxydes terpéniques

02,459

Alcools terpéniques

03,048

Aldéhydes terpéniques

11,184

TOTAL

90,500

Chémotype étudié

δ elemene/ Alpha Terpinéol

L'alpha terpinéol est responsable de l'odeur florale sucrée exhalée par le végétal [20]. Néanmoins l'azulène, présent dans cette huile essentielle à un taux non négligeable de l'ordre de 6,18%, est un composé très utilisé en cosmétologie et en pharmacologie en raison de ses propriétés anti-inflammatoires.

 2.4. Résultats de l'étude analytique des extraits et des dosages spectrophotométriques

L'extrait méthanolique (MeOH) sont quantitativement plus important avec un rendement estimé à 59,15%, par rapport à l'extrait ethanolique (EtOH). il parait ainsi que le choix du solvant et de la technique d'extraction influent considérablement sur le rendement en extrait sec (tableau 5).

Tableau 5: Aspects,  couleurs et rendements des extraits obtenus.

Nature de l'extrait

Rendement de l'extrait (%)

Aspect de l'extrait sec (ES)

Couleur de l'extrait ses (ES)

Extrait  methanolique MeOH

59,15

Collant pâteux

Marron foncé

Extrait éthanolique EtOH

12,45

Friable

Vert claire

D'après les résultats des dosages réalisés sur les extraits par spectrophotométrie UV-visible rapportés dans le tableau 6, on constate que l'extrait obtenu par macération est plus riche en polyphenols que celui obtenu par extraction à chaud avec du méthanol, soit 734 µg eq/mg ES (microgramme equivalent par milligramme d’extrait sec) pour l'extrait EtOH et 348 µg eq/mg ES pour l'extrait MeOH. Selon Gardeli et al. [21], la teneur de l’extrait MeOH en polyphenols chez M communis varie entre 352 et 373 µg eq  gal/mg ES et atteint un maximum durant la période de pleine floraison. Il parait clairement que les extraits EtOH et flavonoïdique fournissent respectivement les taux les plus élevés en flavonols, qui dépassent 700 µg eq/mg ES. La concentration en flavonols dans l'extrait MeOH est moins importante avec 438,5 µg eq/mg ES. Cependant, les extraits MeOH et EtOH de cette espèce saharo-endémique présentent des taux en sucres estimés respectivement à 2,28 et 17,26 µg eq /mg ES.L'analyse quantitative des flavonoïdes chez M nivellei montre un taux de 181,1 µg eq  /mg  ES  dans  l'extrait  EtOH, alors l'extrait MeOH présente un taux moindre de l'ordre de 152,25 µg eq /mg ES.

Tableau 6: Dosage des composés phénoliques dans les extraits de M nivellei Batt et Trab.

Paramètre

Etalon sélectionné

Longueur d'onde (nm)

Taux (µg eq/mg ES)

Extrait MeOH*

Extrait EtOH**

Extrait flav***

Polyphenols

Acide gallique

760

348

734

-

Flavonoïdes

Quercetine

415

152,25

181,1

-

Flavonols

Rutine

440

438,5

711,75

706,25

Tanins

Acide tannique

760

155,27

139,24

-

Anthocyanes

Cyanidine

520

17,2

25,5

-

Sucres totaux

Glucose

488

2,28

17,26

-

*   extrait méthanolique, **    extrait ethanolique, ***  extrait flavonoidique

Après extrapolation des résultats de l'absorbance mesurée au spectrophotomètre, sur la courbe d'étalonnage de l'acide tannique,  nous avons constaté une forte présence de tanins dans l'extrait MeOH avec une concentration de 135,02 µg eq/mg ES. Les extraits EtOH renferment des concentrations moins importantes que la précédente, ne dépassant pas le seuil de 110µg eq/mg ES. Ceci est probablement dû à la difficulté de l'extraction des tanins par simple macération.

La teneur en anthocyanes dans l'extrait éthanolique est estimée à 25,5 µg. L'extrait méthanolique a fourni de faibles teneurs, avec un taux de 17,2 µg eq/mg ES. Il est important de signaler que les anthocyanes, sur le plan théorique augmentent avec la maturation des fruits, atteignant un maximum puis diminuent. Par ailleurs, d'après Bakker et al. [22], les différentes réactions qui provoquent la diminution des anthocyanes sont :

Les réactions de condensation des anthocyanes avec d'autres molécules inférieures

La combinaison des anthocyanes avec les tanins pour donner des polymères, qui possèdent des propriétés et des couleurs différentes de celles des anthocyanes.

Conclusion                     

Dans cette étude, certaines caractéristiques des extraits et de l'huile essentielle de Myrtus nivellei ont été recherchées et valorisées. L’utilisation de la technique de CG/SM nous a permis d'attribuer le chémotype δ-elemene/α-terpinéol à l'huile essentielle de la plante étudiée. Toutefois, l'huile essentielle possède des propriétés organoleptiques très appréciées en cosmétologie. En revanche, ses potentialités thérapeutiques étant encore limités à la pratique de la médecine traditionnelle, ouvrent ainsi de larges perspectives de recherche pour les années à venir. Grâce aux dosages spectrophotométriques, nous avons constaté que les extraits éthanoliques sont plus riches en polyphénols que les extraits méthanoliques, ceci nous laisse suggérer l'extraction douce par macération, ce qui permet de préserver les métabolites dans une situation aussi proche de la normale, contrairement à l'extraction par Soxhlet où la chaleur est susceptible de dégrader certains composés chimiques thermosensibles, bien que son rendement est meilleur.

Il est impératif à présent de trouver des alternatives nouvelles basées sur une meilleure utilisation de la biodiversité végétale et capables de promouvoir de nouveaux substrats naturelles via les pratiques de biotechnologies.

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