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Optimisation du rendement d'extraction des huiles essentielles d'eucalyptus globulus et caractérisation physico-chimique.par Nathan MPIANA Université de Lubumbashi - Bachelier Ingénieur Civil Chimiste 2019 |
Le tableau 2 présente les barèmes qui permet de juger de la qualité des huiles essentielles d'Eucalyptus globulus, en ce qui concerne leurs propriétés physico-chimiques. 1.5.3 Composition chimique des huiles essentielles d'Eucalyptus globulusL'étude de la composition chimique des huiles essentielles d'Eucalyptus globulus révèle qu'il s'agit de mélanges complexes et éminemment variables de constituants appartenant exclusivement à deux groupes caractérisés par des origines biogénétiques distinctes : les composés terpéniques tels que les monoterpènes et sesquiterpéniques ; et les composés aromatiques dérivés du phénylpropane. Les principaux constituants des huiles essentielles d'Eucalyptus sont : les composés terpéniques et les composés aromatiques (Ghedira, 2008). 1.5.3.1 Composés terpéniquesD'une manière générale, ces huiles essentielles ne contiennent que les terpènes les plus volatils, c'est-à-dire ceux dont la masse moléculaire n'est pas trop élevée : mono- et sesquiterpènes. Ce sont des hydrocarbures ayant respectivement dix et quinze atomes de carbone. Ils peuvent être saturés ou insaturés, acycliques, monocycliques, bicycliques ou polycycliques. Ils peuvent également être accompagnés de leurs dérivés oxygénés : alcools, esters, éthers, aldéhydes, cétones, (Bruneton, 1999). a) Les monoterpènes Les composés monoterpéniques sont constitués de deux unités d'isoprène, leur formule chimique brute est C10H16 (Rahal, 2004). Ces composés peuvent être : monoterpènes acycliques (myrcène, ocimènes), monoterpènes monocycliques (á- et ã- terpinène, p-cymène) et monoterpènes bicycliques (pinènes, A3-carène, camphène, sabinène). La figure 4 présente la structure chimique des quelques monoterpènes
(E)-p-ocimène (z)-p--ocimène limonène a--pinène camphène CH3 CH2 H3C CH3 CH3 H 3C CH3 CH3 H3C CH2 H3 C CH2 CH3 CH3 CH2 H3 C CH2 H3C CH3 p--myrcène CH2 H3C H3C CH3 A--3--carène 11 | P a g e Figure 4: Structure chimique des quelques monoterpènes b) Les sesquiterpènes Les sesquiterpènes sont des dérivés d'hydrocarbures en C15H22 (assemblage de trois unités isoprènes). Il s'agit de la classe la plus diversifiée des terpènes qui se divisent en plusieurs catégories structurelles, acycliques, monocycliques, bicycliques, tricycliques, polycycliques. Ils se trouvent sous forme d'hydrocarbures comme les alcools, les cétones, les aldéhydes, les acides et les lactones (Piribi, 2007). 12 | P a g e 1.5.3.2 Composés aromatiquesLes composés aromatiques dérivent du phénylpropane (C6-C3). Ils sont moins fréquents que les terpènes, cette classe comporte des composés odorants bien connus comme l'eucalyptol et bien d'autres ils sont responsables de l'odeur caractéristique d'Eucalyptus (Selma, 2018). 1.5.4 Facteurs de la variabilité de la composition chimique et du rendement d'extraction des huiles essentielles d'Eucalyptus globulusEtant formées de mélanges généralement complexes, les huiles essentielles d'Eucalyptus globulus présentent une très grande variabilité, tant au niveau de leur composition, qu'au plan du rendement d'extraction. Cette variabilité peut s'expliquer par différents facteurs, qui peuvent être regroupé en deux catégories (Oussou, 2009 ; Kouamé, 2012) : - Facteurs intrinsèques : le taux d'humidité, la durée d'ensoleillement, la composition du sol, la partie de la plante utilisée, le cycle végétatif de la plante, la période de récolte de la plante, la zone de récolte, - Facteurs extrinsèques : en lien avec la méthode d'extraction. 1.5.4.1 Facteurs intrinsèquesLes cellules productrices d'huile essentielle peuvent se situer dans différents organes, il est possible d'obtenir différentes huiles selon les parties sélectionnées d'une même plante. Plusieurs études montrent des différences au niveau de la composition chimique des huiles essentielles en raison d'organes différents (feuilles, fleurs, tiges et racines) et de sous-espèces différentes (Oussou et al., 2009). Le stade végétatif au moment de la récolte est un facteur déterminant pour le rendement et la composition de l'huile essentielle des plantes (Vekiari et al. 2002). 1.5.4.2 Facteurs extrinsèquesBechaalany et al., (2005), ont montrés l'influence des méthodes d'extraction sur la composition chimique des huiles essentielles. Selon Himed et al., (2011), le stockage des matières premières avant distillation peut également influencer la composition chimique et le rendement des huiles essentielles. Plusieurs études, ont mis en évidence l'influence de l'origine géographique de la matière végétale (Helall, 2011). 13 | P a g e 1.6 Marché mondiale des huiles essentiellesLes huiles essentielles sont valorisées principalement sur les marchés de l'aromathérapie, de la parfumerie, du cosmétique, et de l'agroalimentaire. Elles peuvent, soit rentrer dans la composition de produits élaborés (savons, crèmes, parfums, bougies, agents de conserves...). Elles sont recherchées pour leurs propriétés odorantes ou thérapeutiques. Les principaux marchés de consommation sont les pays développés qui représentent 80 % des débouchés mondiaux (Europe 30 %, Japon et Amérique du Nord 50 %) (Kahina et al., 2016). La production mondiale des huiles essentielles est estimée à environ 50 000 tonnes et le marché représente 700 millions de dollars (Verlet et al., 1997), il faut dire que les pays d'Amérique du Sud et d'Asie font partie des plus grands producteurs mondiaux d'huiles essentielles. Plus de 50 % des exportations des huiles essentielles du marché européen sont dominées par quelques pays : l'Allemagne constitue le plus grand marché (20 %), suivi par la France (18 %), le Royaume-Uni (16 %), l'Italie (14 %) et l'Espagne (10 %) qui disposent d'industries de parfumerie, de cosmétique et de détergence. Ce secteur connaît une croissance modérée de l'ordre de 3,5 % par an pour le marché européen (Kahina et al., 2016). En Afrique, les quantités produites sont très faibles et les besoins sont compensés par des volumes importants importés à travers le monde, excepté l'Afrique du Nord où les pays du Maghreb (Maroc et Tunisie principalement) sont les leaders dans cette région. Les Comores et Madagascar font partie aussi des grands producteurs mondiaux qui exportent leur production (Verlet et al., 1997). 1.7 Domaines d'utilisation des huiles essentiellesEn raison de leurs diverses propriétés, les HEs sont devenues une matière d'importance économique considérable avec un marché en constante croissance (Rabiai, 2014). En effet, elles sont commercialisées et présentent un grand intérêt dans divers secteurs industriels comme en pharmacie par leurs pouvoirs ; antispasmodique,
antidiabétique, analgésique, 1.7.1 Industrie agroalimentaireLes HEs jouent un rôle capital dans l'aromatisation des aliments. En effet, elles donnent la flaveur aux condiments (poivre, gingembre) et aux aromatisants (menthe, anis, oranger, thym, laurier). A faible dose, certaines huiles essentielles ont un effet favorable sur la digestion, ce qui explique leur 14 | P a g e utilisation en liquoristerie (essence d'anis ou de badiane). Actuellement l'industrie agroalimentaire utilise les huiles essentielles dans les préparations surgelées non seulement pour rehausser le goût mais aussi pour empêcher les contaminations alimentaires qui se développent (effet antimicrobien) (Toure et al., 2015). 1.7.2 Parfumerie et cosmétologieLes propriétés odoriférantes des huiles essentielles confèrent à ces dernières une consommation importante en parfumerie et en cosmétique. Elles présentent environ 60 % des matières premières de l'industrie des parfums, des savons et des cosmétiques. Il faut dire qu'en cosmétiques, les huiles essentielles sont aussi utilisées dans la formulation des shampoings et des laits de beauté (Bouamer et al, 2004 ; Bouanane, 2005). 1.7.3 PharmacieL'industrie pharmaceutique utilise les huiles essentielles dans le domaine des antiseptiques externes elle tire parti des propriétés bactériostatiques, bactéricides, antifongiques, protectrices, etc., des huiles essentielles. De nombreuses huiles essentielles se trouvent dans la formule d'un très grand nombre de spécialités pharmaceutiques : sirop, gélules et pommade (Bouamer et al., 2004). 1.8 Procédés d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulusDans cette section sera décrite les procédés d'extraction des huiles essentielles en générale, et en particulier ceux de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus. En effet plusieurs méthodes sont connues pour extraire les essences aromatiques des végétaux. Le choix de la méthode la mieux adaptée à l'extraction des essences végétales se fait en fonction de la nature de la matière végétale à traiter, des caractéristiques physico-chimiques de l'essence à extraire et de l'usage de l'extrait (Lucchesi, 2005), Ainsi différentes méthodes sont mises en oeuvre pour l'extraction des essences végétales dont notamment la distillation par entrainement à la vapeur, l'hydrodistillation, expression à froid, etc. 1.8.1 Distillation par entrainement à la vapeur d'eauLes méthodes d'extraction par 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 varie entre 160 à 240 °C et de leur caractère hydrophobe (Lucchesi, 2005). 15 | P a g e Sous l'action de la vapeur d'eau introduite ou formée dans le vase d'entraînement, l'essence aromatique contenue dans la plante est chauffée, disloquée du tissu végétal et entraînée par la vapeur d'eau. Les vapeurs hétérogènes sont condensées sur une surface froide et l'huile essentielle se sépare par décantation. En fonction de sa densité, elle peut être recueillie à deux niveaux : au niveau supérieur du distillat, si elle est plus légère que l'eau, et au niveau inférieur du distillat, si elle est plus dense que l'eau (Neffati, 2010). 1.8.2 HydrodistillationL'hydrodistillation est méthode la plus simple et, la plus anciennement utilisée, le principe consiste à porter à ébullition dans un ballon un mélange d'eau et de la biomasse végétale dont on souhaite extraire l'huile essentielle. Les cellules végétales éclatent et libèrent les molécules odorantes, lesquelles sont alors entraînées par la vapeur d'eau créée. Elles passent par un réfrigérant à eau où elles sont condensées, puis sont récupérées dans un récipient, puis séparer par différence de densité (Bruneton, 1999). 1.8.3 HydrodiffusionL'hydrodiffusion est une variante de l'entraînement à la vapeur, dans le cas de l'hydrodiffusion, le flux de vapeur n'est pas ascendant mais descendant. Cette technique exploite ainsi l'action osmotique de la vapeur d'eau. Le principe de cette méthode réside dans l'utilisation de la pesanteur pour dégager et condenser le mélange « vapeur d'eau + huile essentielle » dispersé dans la matière végétale. Comme pour l'entraînement à la vapeur d'eau, l'hydrodiffusion présente l'avantage de ne pas mettre en contact le matériel végétal et l'eau. De plus, l'hydrodiffusion permet une économie d'énergie due à la réduction de la durée de la distillation et donc à la réduction de la consommation de vapeur (AFSSAPS, 2008). 1.8. 4 Expression à froidLe principe de l'extraction consiste à rompre les poches à essence par un moyen mécanique, pression, incision ou abrasion à froid. L'huile essentielle mélangée à l'eau cellulaire est séparée par décantation ou centrifugation. Le procédé classique consiste à exercer sous un courant d'eau, une action abrasive sur la surface des péricarpes des fruits. Après élimination des déchets solides, l'huile essentielle est séparée de la phase aqueuse par 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 16 | P a g e (Bruneton,1999). L'extraction par expression est souvent utilisée pour extraire les huiles essentielles d'agrumes (citron, orange, bergamote, mandarine, etc.). 1.8.5 Autres méthodes1.8.5.1 Extraction par solvantsL'extraction par solvant est basée sur le fait que les essences aromatiques sont solubles dans la plupart des solvants organiques. Le procédé consiste à épuiser le matériel végétal par un solvant à bas point d'ébullition qui par la suite, sera séparé des extraits sur un évaporateur rotatif ou (rotavapeur). Les solvants les plus utilisés à l'heure actuelle sont : l'hexane, le cyclohexane, l'éthanol, le méthanol, le dichlorométhane et l'acétone (Kim et al., 2002). Le solvant choisi devra posséder une certaine stabilité face à la chaleur, la lumière ou l'oxygène, sa température d'ébullition sera de préférence basse afin de faciliter son élimination, et il ne devra pas réagir chimiquement avec l'extrait. Il faut dire que ces solvants ont un pouvoir d'extraction plus élevé que l'eau si bien que les extraits ne contiennent pas uniquement des composés volatils mais également bon nombre de composés non volatils tels que des cires, des pigments, et bien d'autres substances (AFNOR, 2000). L'extraction par solvant, est réalisée avec un appareil de Soxhlet ou un appareil de Lickens-Nickerson. 1.8.5.2 Extraction par micro-ondesCette technique d'extraction a été développée au cours des dernières décennies à des fins analytiques (AFSSAPS, 2008). Le procédé consiste à irradier par micro-ondes de la matière végétale. Le montage de cette technique se rapproche sensiblement d'un montage d'hydrodistillation classique le réacteur contenant seulement le matériel végétal est chauffé par les micro-ondes à l'intérieur du four, les vapeurs sont ensuite entraînées dans le col de cygne avant d'être condensées dans le réfrigérant puis recueillies dans un essencier. Les graines sont en permanence humides, ce qui ne laisse aucune chance à la réalisation d'éventuelles réactions secondaires, néfastes à la qualité du produit obtenu (Lucchesi, 2005). 17 | P a g e 1.9 Facteurs de variabilité du rendement
d'extraction des huiles essentielles d'Eucalyptus
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Norme AFNOR NFT7 |
Aspect |
Couleur |
Odeur |
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Liquide limpide, fluide et mobile |
jaune très pâle à transparent |
fraîche et camphrée |
18 | P a g e
Le tableau 3 présente l'aspect, la couleur et l'odeur que doit avoir les huiles essentielles d'Eucalyptus globulus.
L'analyse organoleptique de l'huile essentielle d'Eucalyptus consiste à évaluer les propriétés tel que ; l'aspect, l'odeur et la couleur :
a) Odeur
L'odorat est un sens chimique très sensible et l'habilité des parfumeurs à classer et caractériser des substances chimiques parviennent à doser les produits naturels et leur perception peut aller jusqu'au dix millionièmes de grammes par litre d'air.
b) Couleur
La coloration d'une huile essentielle dépend des produits qui la constituent. Certains solvants ont le pouvoir d'extraire beaucoup de pigments, ce qui intensifie la couleur d'une huile donnée.
c) Aspect
L'aspect d'un extrait dépend des produits qui la constituent, qui peuvent nous apparaître sous forme solide ou liquide.
Les caractéristiques organoleptiques (aspect, couleur, odeur) étaient autre fois les seules indications permettant d'évaluer la qualité d'une huile essentielle, mais comme ces propriétés ne donnent que des informations très limitées sur ces essences, il est nécessaire de faire appel à d'autres techniques de caractérisation plus précises. (Mohamdi, 2005).
1. Densité
La densité ou la masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume, donc c'est le rapport du poids d'un certain volume d'un corps et le poids du même volume d'un corps de référence (eau).
2. 19 | P a g e
Indice de réfraction
L'indice de réfraction d'une huile essentielle est le rapport entre le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction d'un rayon lumineux de longueur d'onde déterminée, passant de l'air dans l'huile essentielle maintenue à une température constante (AFNOR, 2000).
3. Potentiel d'hydrogène
Le pH mesure l'activité chimique des ions hydrogènes H+ (appelés aussi protons) en solution, le pH mesure l'acidité ou la basicité d'une solution. Il s'agit d'un coefficient permettant de savoir si une solution est acide, basique ou neutre.
4. Indice d'acide
C'est le nombre de milligrammes de KOH nécessaire pour la neutralisation des acides libres contenus dans 1 g d'huile essentielle. La teneur en acides libres des corps gras augmente avec le temps, l'indice d'acide permet donc de juger de l'état de détérioration d'une huile essentielle (Mohamdi et al., 2005), etc.
La caractérisation chimique de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus, fait appel à plusieurs méthodes d'analyses qui peuvent être quantitative et qualitative. Ces méthodes permettent de séparer, identifier et quantifier les constituants de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus. Parmi ces méthodes on peut citer : les méthodes de séparation et d'identification des constituants.
Les méthodes physiques de séparation sont très nombreuses on peut les classes en deux grands groupes : Chromatographie et électrophorèse. Différentes méthodes chromatographiques sont mises en oeuvre pour étudier la composition chimique des huiles essentielles, ce sont la chromatographie sur couche mince (CCM), la chromatographie sur colonne (CC), la chromatographie en phase gazeuse (CPG) et la chromatographie liquide à haute performance (Franchrome, 2001).
a) Chromatographie sur couche mince
La CCM est la plus simple des méthodes chromatographies. La phase stationnaire est constituée d'un matériel absorbant (gel silice, gel de cellulose) étalé sur une plaque de verre, d'aluminium ou
20 | P age
support plastique. La phase mobile liquide nommée éluant est un solvant. Une petite quantité du mélange à séparer est déposée sur la phase stationnaire. Cette dernière est mise en contact avec la phase mobile. La séparation des constituants du mélange à analyser s'effectue grâce à l'ascension de la phase mobile le long de la phase stationnaire. La révélation des molécules est soit par exposition de la plaque sous une lampe UV ou par pulvérisation de divers révélateurs (Arkins et al., 2008).
La formule du rapport frontal est donné par l'équation 1.1 :
Distance parcourue par la substance
(1.1)
Rf =
Distance parcourue par le solvant
b) Chromatographie sur colonne
C'est une chromatographie d'absorption (liquide-solide), la phase stationnaire est un adsorbant polaire. Elle est constituée de fines particules de silice SiO2 ou d'alumine Al2O3 ces substances ne sont pas très réactives et leurs surfaces sont préparées spécialement pour augmenter leurs capacités d'absorption. La phase mobile est un solvant fluide (Hanaoka, 2000).
La colonne est saturée par les solvants et on verse à son sommet un petit volume de la solution qui contient les solutés. Dès que ce volume a été absorbé on rajoute du solvant. Les solutés descendent lentement dans la colonne et sont élué (en levée par fraction) au bas de la colonne. Au niveau de la phase mobile, les constituants moins polaires seront élués les premiers et les plus polaires les deniers (Arkins, 2008). La migration d'un composé est caractérisée par son volume d'élution dans les conditions précises, c'est-à-dire la quantité de phase mobile qu'il faut utiliser pour faire sortir le composé de la colonne.
c) Chromatographie liquide haut performance (CLHP)
La CLHP utilisée en routine depuis 1975 a réduit en moyenne de 10 fois le temps nécessaire à l'analyse de nombreux composés biochimique. La chromatographie liquide haut performance n'est pas un principe en soi, chaque type de support permet de réaliser une chromatographie dont le
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principe est déjà connu et appliqué en pression ambiante. Dans cette technique la phase liquide est envoyée sous pression dans une longue colonne étroite, ce qui donne une excellente séparation en un temps relativement court.
d) Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
La chromatographie en phase gazeuse une technique de chimie analytique qui permet de séparer des composés volatils ou volatilisables sans dégradation thermique. Son pouvoir de séparation dépasse celui de toutes les autres techniques, du moins pour les huiles essentielles (Arkins, 2008). La CPG est une technique très répandue. Elle possède plusieurs avantages : sensibilité, polyvalence, possibilité d'automatisation, qui augmente plus son intérêt (Rouessace et al., 2007).
La technique a été perfectionnée et permet maintenant de séparer les constituants des mélanges très complexes contenant jusqu'à 200 composés. Elle s'applique principalement aux composés gazeux, ou susceptibles d'être vaporisés par chauffage sans décomposition.
La plupart des méthodes physiques d'analyse des substances organiques dépendent de l'interaction de la matière avec la lumière électromagnétique (Günther, 1994). Le spectre électromagnétique comme l'indique son nom à des composants électrique, magnétique et couvre une très grande plage d'énergie. Le spectre est généralement divisé en région, les limites entre ces régions ne sont pas précises.
On utilise les propriétés spectrales pour déterminer la structure des molécules et des ions, les techniques utilisés dans l'analyse spectrale sont : l'ultraviolet (UV), l'infrarouge (IR), la résonance magnétique nucléaire (RMN) et la spectrométrie de masse (SM) (Toure et al., 2015).
La chromatographie en phase gazeuse (CPG) couplée à la spectrométrie de masse (SM) est une méthode d'analyse qui combine les performances de la chromatographie en phase gazeuse et de la spectrométrie de masse afin d'identifier et/ou de quantifier précisément de nombreuses substances (Claudek, 2002). La méthode est basée sur la séparation des constituants à l'aide de la CPG et leur identification par le biais de la SM.
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La combinaison de ces deux techniques d'analyses CPG/SM permet de séparer les composants de l'échantillon et d'identifier chaque composant, donc de faire une analyse complète aussi bien qualitative que quantitative du produit à analyser. Il s'agit de la technique la plus utilisée pour l'analyse des huiles essentielle en raison de la facilité de sa prise en main, de ces performances (Rabiai et al., 2014).
Aihua et al, (2009) ont effectué une extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus de la Chine, ils ont obtenu un rendement de 0,18 % (Aihua et al., 2009). Bachir et Benali, (2012) ont extrait l'huile essentielle de l'Eucalyptus globulus d'Algérie, ils ont eu un rendement de 1,2 % (Bachir et al., 2012), les auteurs Kahima et Siham, (2016) ont travaillés sur l'Eucalyptus globulus de la région de Kabylie en Algérie, pour l'extraction de l'huile essentielle l'Eucalyptus globulus, ils ont obtenu un rendement de l'ordre de 5,57 % (Kahima et al., 2016).
Pour là présente étude, le rendement d'extraction de l'huile essentielle de l'Eucalyptus a été de 1,20 %. Il faut dire que le rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus, varié selon de la méthode d'extraction, plus précisément des conditions opératoire (temps d'extraction, ratio matière/solvant, etc.), il est aussi fonction de la zone géographique de récolte, la composition du sol, la période de récolte de la plante, le stade végétatif de la plante, etc. pour la présente étude nous avons varié deux paramètres à savoir le temps d'extraction et le ratio matière/solvant.
Une étude sur la composition chimique de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus a été aussi réalisée par Achihua et al, (2009). Ces derniers ont utilisé l'analyse chromatographique en phase gazeuse pour la séparation des constituants, et l'analyse spectrale massique pour l'identification des divers composés séparés. Ils ont conclu que l'huile essentielle est composée principalement de 1,8-eucalyptol (72,71 %), d'á-pinène (9,22 %), de á- terpinéol (3,1 %), de globulol (2,77 %), d'á-terpinéol (2,54 %), d'acétate de géranyle (0,71 %), d'épiglobulol (0,44 %), de f3-pinène (0,4 %), d'á-eudesmol (0,39 %), de L-pinocarveol (0,36 %), de terpinèn-4-ol (0,34 %), de f3-sabinène (0,25 %), de linalol (0,24 %) et de terpinolène (0,19 %) (Aihua et al, 2009). Daroui et al., (2010), ont investigués la composition chimique de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus de la région de Tlemence en Algérie, ils ont trouvé que celle-ci était composée majoritairement de de 1,8-cinéole (48,6 %), á-pinène (9,7 %) globulol (10,9 %), transpinocarveol (10,7 %) et á-terpineol (6,6 %) (Daroui et al., 2010).
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Dans le cadre de notre travail, nous utiliserons la méthode d'hydrodistillation pour extraire les huiles essentielles d'Eucalyptus. Et dans le but d'optimiser le rendement d'extraction des huiles essentielles d'Eucalyptus, nous allons varier le temps d'extraction et le ratio matière/solvant.
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Le matériel végétal qui a fait l'objet de la présente étude était constitué des feuilles d'Eucalyptus globulus récoltées au mois de septembre 2020 dans une ferme se trouvant dans la commune Annexe précisément dans le quartier Naviundu. L'échantillon était constitué de 1,5 Kg des feuilles d'Eucalyptus globulus. Les matériels utilisés pour la récolte et la préparation de l'échantillon sont :
- Echafaudage maçon,
- Machette,
- Sac,
- Mortier, et
- Tamis de 1 mm.
Après récolté, l'échantillon a été préparé de la manière suivante :
? Mondation : cette opération a consisté à débarrasser l'échantillon des parties inutiles (feuilles mortes et feuilles sèche) afin de garder seulement des jeunes feuilles ou des feuilles âgées en maturité.
? Broyage : cette opération a été faite sur une partie de l'échantillon c'est-à-dire 500 g, afin de préparer ce dernier aux analyses phytochimique (criblage chimique).
La figure 5 illustre les échantillons d'Eucalyptus, un échantillon pour l'extraction des huiles essentielles et un autre pour le test phytochimique.
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Figure 5: Photographie des feuilles d'Eucalyptus
préparées pour l'extraction des huiles
essentielles et le
broyat des feuilles d'Eucalyptus pour le test phytochimique
L'identification botanique du matériel végétal a été fait avec logiciel de botanique Plantnet et confirmé par le moteur de recherche Google chrome. Avec le logiciel Plantnet, l'identification botanique a consisté à la reconnaissance de l'espèce grâce à une photographie de ces feuilles (Figure 6).
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Figure 6: Photographie d'identification botanique des feuilles d'Eucalyptus globulus 2.1.2 Matériel et Réactif utilisés pour la caractérisation des feuilles d'Eucalyptus
- Mortier,
- Tamis de 1 mm,
- Plaque chauffante,
- Réfrigèrent à boule,
- Four,
- Capsule en porcelaine,
- Dessiccateur,
- Tube à essai, et
- Papier filtre
- Ethanol,
- Méthanol,
- Acide chlorhydrique, - Chloroforme anhydre, - Copeau de magnésium. - trichlorure de fer,
- Hydroxyde de sodium, - Anhydre acétique - Acide sulfurique, et - di-iode ou lugol.
- Thermomètre,
- Colonne de distillation,
- Chauffe-ballon,
- Réfrigérant,
- Eprouvette gradué,
- Réservoir d'eau,
- Ballon monocol, et
- Réfrigérant.
- Sulfate de sodium ( Na2SO4)
- pH-mètre,
- Balance analytique,
- Refractomètre,
- Burette graduée,
- Ballon de 250 ml,
- Réfrigérant, et
- Bain marie.
- Acide chlorhydrique,
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- Ethanol à 99 %,
- Phénolphtaléine, et
- Potasse alcoolique.
La teneur en eau est déterminée par dessiccation d'un échantillon de 3 g à la température de 105
°C dans une étuve pendant 24 heures. Le taux d'humidité est défini comme étant la perte de poids subie lors de la dessiccation.
La détermination de la teneur en eau était faite par le calcul de la différence de poids avant et après la dessiccation selon l'équation 2.1 :
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% H= |
M2 - M0 M1 - M0 |
(2.1) * 100 |
Avec :
% H : Taux d'humidité,
M0 : Poids de la capsule vide,
M1 : Poids de la capsule + échantillon avant dessiccation, et
M2 : Poids de la capsule + échantillon après dessiccation.
Le principe a consisté en une minéralisation par calcination de l'échantillon à 600 °C dans un four à moufle pendant 5 heures. La perte de masse par combustion correspond à la quantité de la matière organique (Audige, 1978).
La détermination de la teneur en matière organique a été faite par le calcul de la différence de poids avant et après la carbonisation. La teneur en matière organique a été donnée par l'équation 2.2
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|
% C??ndr?? = |
M2 - M0 M1 - M0 |
(2.2) |
Avec :
% Cendre : Teneur en cendre,
M0 : Masse en gramme de la capsule vide,
M1 : Poids de la capsule et de l'échantillon avant incinération, et
M2 : Poids de la capsule et de l'échantillon après incinération.
2.2.1.1 Analyse phytochimique
Avant de mettre en évidence les principes actifs se trouvant au sein de la plante d'Eucalyptus, les extraits aqueux et Méthanolique ont été préparés pour les tests ultérieurs :
a) extrait aqueux : 50 g de matériel végétal ont été mis en contact avec 300 ml d'eau dans un ballon monocol surmonté d'un réfrigérant. L'ensemble a été porté à reflux pendant une heure. Le mélange a été filtré et l'extrait aqueux a été soumis aux différents tests.
b) extrait Méthanolique : La plante pulvérisée en poudre (50 g), a subi une macération dans un mélange des solvants : Méthanol / eau 80/20 (v/v) pendant 24 heures, puis on a filtré et ensuite on a recueilli le filtrat en suite on répète une seconde fois ce procédé. Les diverses fractions récupérées ont été réunies et évaporées sous pression réduite sur le rotavapeur à une température de 40 °C.
La mise en évidence des principes actifs, a consisté à la détection des flavonoïdes, tanins, stéroles, composés réducteurs, amidon, saponosides, au sein de l'échantillon d'Eucalyptus.
1. Flavonoïdes
La méthode de Utshudi et al., (2003) a été utilisée pour détecter les flavonoïdes présentes dans l'échantillon d'Eucalyptus. La réaction de détection des flavonoïdes a consisté à traiter 5 ml de l'extrait éthanolique avec 1 ml d'HCl concentré et 0,5 g de tournure (ou copeau) de magnésium. La présence des flavonoïdes a été mise en évidence avec l'apparition d'une couleur rose ou rouge se développe après 3 minutes.
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Le changement de coloration :
? Virage au rouge (flavanones)
? Virage au rouge pourpre (flavonols)
? Rouge violacée (flavanones et flavonols)
2. Tanins
La présence des tanins est mise en évidence en ajoutant, à 1 ml de l'extrait éthanolique 2 ml d'eau et 2 à 3 gouttes de solution de FeCl3 diluée. Un test positif est révélé par l'apparition d'une coloration bleue-noire (tanins galliques), vert ou bleue-verte (tanins catéchiques). (Karumi et coll, 2004).
Stérols et stéroïdes
On a évaporé 2,5 ml d'extrait alcoolique, puis traiter le résidu obtenu avec 2,5 ml de Chloroforme anhydre. Ensuite on a mélangé 1,25 ml de la solution chloroformique avec 1,25 ml d'anhydre acétique et on y a ajouté quelques gouttes d'acide sulfurique concentré, ce mélange a été agité puis Laisser au repos, l'apparition d'une coloration violacée a été l'indicateur de la présence de stérols (Amini et al., 2010).
4. Composés réducteurs
Leur détection a consisté à traiter 1 ml de l'extrait éthanolique avec 2 ml d'eau distillée et 10 gouttes de la liqueur de Fehling, puis chauffer le mélange. Un test positif est révélé par la formation d'un précipité rouge brique (Dohou, 2015).
5. Amidon
On a Chauffé 5 ml de l'extrait aqueux avec 10 ml d'une solution de NaCl saturée dans un bain marie jusqu'à l'ébullition ; on y ajouter le réactif d'amidon eau iodée ou lugol. L'apparition d'une coloration bleue violacée a été l'indicateur la présence de l'amidon (Senhaji et al., 2005).
31 | P a g e
6. Saponosides
Les saponosides sont caractérisés par un l'indice de mousse. Leur détection est réalisée en ajoutant un peu d'eau à 2 ml de l'extrait aqueux, après l'agitation, le mélange est abandonné pendant 20 minutes et la teneur en saponosides est évaluée (Bruneton, 2009) :
? Apparition de la mousse = test positif ? Pas de mousse = test négatif
Le principe a consisté à porter à ébullition dans un ballon un mélange d'eau et de la biomasse végétale dont on souhaitait extraire l'huile essentielle. Sous l'action de la température, les cellules végétales éclatent en libérant les molécules odorantes, lesquelles sont entraînées par la vapeur d'eau. Elles passent par un réfrigérant à eau où elles sont condensées, puis récupérer dans un récipient, ensuite séparées par différence de densité. La figure 7 illustre le montage expérimental de l'hydrodistillation
Figure 7: Montage expérimentale de l'hydrodistillation des huiles essentielles d'Eucalyptus
La méthode de Yacouba et Tlidjane. (2018), a été utilisé avec une légère modification, pour extraire les huiles essentielles d'Eucalyptus. L'opération a consisté à introduire une masse végétale 80 g dans un ballon en verre de 500 ml, on y a ajouté une quantité suffisante d'eau, en suite le mélange
32 | P a g e
a été portée à l'ébullition à l'aide d'un chauffe ballon. L'huile essentielle obtenue a été par la suite récupérer puis sécher par un déshydratant, le sulfate de sodium pour éliminer le peu d'eau susceptible d'être en trace au sein de celle-ci.
Pour extraire les huiles essentielles d'Eucalyptus, nous avons variés deux paramètres, à savoir le temps d'extraction et le ratio matière/solvant. Le tableau 4 présente les paramètres variés et les niveaux de variation pour chaque paramètre.
Tableau 4: Paramètres étudiés et niveaux des variations
|
Paramètres Niveau |
||||
|
Temps d'extraction (minutes) |
60 |
90 |
120 |
|
|
Ratio matière/solvant |
1 : 3,125 |
1 : 3,75 |
4,375 |
|
L'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus a été réalisée en variant le temps d'extraction et le ratio matière/solvant. Premièrement nous avons commencé par déterminer le temps optimal d'extraction de l'huile essentielle, ensuite à partir de ce temps, nous avons optimisé le ratio matière/solvant. C'est-à-dire que nous avons déterminé le ratio qui nous a donné le meilleur rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus. Le tableau 5 et le tableau 6 présentent les conditions opératoires des essais d'hydrodistillation.
Tableau 5: Conditions opératoires de l'optimisation du temps d'extraction des huiles essentielles d'Eucalyptus globulus
|
Essai Temps d'extraction (min) Ratio matière/solvant |
|||||
|
1 |
60 |
1 : |
3,125 |
||
|
2 |
60 |
1 : |
3,75 |
||
|
3 |
60 |
1 : |
4,375 |
||
|
4 |
90 |
1 : |
3,125 |
||
|
5 |
90 |
1 : |
3,75 |
||
|
6 |
90 |
1 : |
4,375 |
||
|
7 |
120 |
1 : |
3,125 |
||
33 | P a g e
8
|
120 |
1 : |
3,75 |
|
|
9 |
120 |
1 : |
4,375 |
Comme nous l'avons signifié ci-haut, après avoir trouvé le temps optimal d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus, ceci nous a amené à déterminer le ratio matière/solvant permettant de récupérer la grande partie des fractions des huiles essentielles contenues dans les feuilles d'Eucalyptus. Le tableau 6 présente les conditions opératoires réalisées pour l'optimisation du ratio matière/solvant.
Tableau 6: Conditions opératoire de l'optimisation du ratio matière/solvant
|
Essai Temps d'extraction (min) Ratio matière/solvant |
|||
|
1 |
120 |
1 : |
5 |
|
2 |
120 |
1 : |
5,625 |
|
3 |
120 |
1 : |
6,25 |
Après avoir trouvé le temps optimal et le ratio optimal, nous sommes passé à la cinétique d'extraction, pour pouvoir confirmer le temps optimal d'extraction. Les résultats de la cinétique d'extraction seront décrits dans les lignes qui suivent.
La caractérisation organoleptique des huiles essentielles d'Eucalyptus a consisté à évaluer ; l'aspect, la couleur et l'odeur, en utilisant les sens.
La caractérisation physico-chimique des huiles essentielles d'Eucalyptus a consisté à déterminer les indices physico-chimiques des huiles essentielles d'Eucalyptus :
1. Indice de réfraction
L'indice de réfraction d'une matière, est un nombre qui caractérise le pouvoir qu'à une matière, à ralentir ou à dévier la lumière. La détermination de l'indice de réfraction a été faite de la manière suivante :
34 | P a g e
Etalonner l'appareil à l'aide d'une substance (eau distillée) d'indice de réfraction connu 1,33 à la température fixée à 20°C, nettoyer les prismes et déposer quelques gouttes d'huile essentielles d'Eucalyptus entre les deux faces des prismes, Regarder dans l'oculaire et tourner le bouton de réglage de l'indice de réfraction pour amener les zones sombres et éclairées au centre du réticule, noter la valeur de l'indice par l'échelle de lecture. (AFNOR, 2000). Etant donné que la détermination de l'indice de réfraction était faite à une température différente de 20 °C, on a effectué la correction par le biais de la formule 2.3 :
??20 = ???? + 0,00045 * (?? - 20 °C) (2.3)
Avec :
n20 : indice de réfraction à 20 °C
nT : indice de réfraction à une température différente de 20 °C
T : température à l'instant de la mesure
0,00045 : constante d'indice de réfraction lorsque la température varie
2. Densité
La densité est une grandeur physique qui caractérise la masse d'une huile essentielle par unité de volume. La masse ainsi que le volume des huiles essentielles ont été déterminés par la pesé de 1 ml de l'huile essentielle à l'aide d'une balance analytique de précision à une température définit. Ainsi la densité était calculée selon l'équation 2.4 :
d20 = d8 + 0,0006(8 - 20 °C) ( 2.4)
Avec :
d20 : densité relatif de l'huile essentielle (densité à 20 °C)
dO : densité à la température de la mesure
O : température de mesure
0,00068 : constante de la variation de la densité quand la température varie de 1 °C
3. pH
Pour la mesure du pH on a utilisé le pH-mètre
4. Indice d'acide
L'indice d'acide est le nombre de milligramme de KOH nécessaire pour neutralisation les acides gras libres contenus dans un gramme d'huile essentielle (Rabiai et al., 2014). La détermination de l'indice d'acide se fait de la manière ci-dessous :
Introduire 0,2 g de l'huile essentielle d'Eucalyptus dans l'erlenmeyer propre et sec, ajouter 5 ml d'éthanol mettre 3 gouttes de phénolphtaléine puis neutraliser la solution obtenue aves l'hydroxyde de potassium. Arrêter le titrage de que la couleur de la solution variée (change de coloration). A la fin de titrage, lire le volume de KOH consommé.
L'indice d'acide est calculé par l'équation 2.5 :
|
???? = |
56,1 * N * V |
( 2.5) |
|
M |
35 | P a g e
Avec :
IA : Indice d'acide
N : Normalité de de l'hydroxyde de potassium
V : Volume de l'hydroxyde de potassium consommé
M : Masse de l'huile essentielle utilisée
5. Indice de saponification
C'est le nombre de milligrammes d'hydroxyde de potassium (KOH), nécessaire pour neutraliser
les acides gras libres et saponifier les acides gras combinés (esters) présents dans un gramme de
l'huile essentielle. L'indice de saponification a été réalisé de la manière suivante :
Peser 2 g de l'huile essentielle à analyser que l'on introduit dans un ballon rond puis y ajouter 6 ml du mélange éthanol-éther de pétrole (1 :1), et 25 ml de la potasse alcoolique 0,5 N, porter le mélange à l'ébullition sur un bain marie pendant 1 heure. Titrer le mélange avec l'acide chlorhydrique 0,5 N, effectuer parallèlement l'essai à blanc.
L'Indice de Saponification est calculé selon l'équation 2 .6 :
(V0 - V1) * N * 56,1 ( 2.6)
???? =
M
Avec :
V0 : Volume en ml de HCl utilisé pour l'essai à blanc ;
|
'??= |
N * (V - V0) * 12,69 |
( 2.8) |
|
M |
V1 : Volume en ml de HCl utilisé pour l'échantillon à analyser ; N : la normalité de la solution d'acide chlorhydrique 0,5 N ; et M : Masse de la prise d'essai en gramme.
6. Indice d'esther
L'indice d'ester est le nombre en mg de KOH nécessaire à la neutralisation des acides libérées par hydrolyse des esters contenus dans un gramme d'huile essentielle.
L'indice d'ester est calculé par l'équation 2.7 :
'E = 'S - 'A ( 2.7)
Avec :
IE : Indice d'ester,
IS : Indice de saponification,
IA : Indice d'acide.
7. Indice d'iode
L'indice d'iode d'un corps est la masse d'iode, exprimée en gramme, que l'on peut fixer par addition sur 100 grammes de l'huile essentielle. Il permet d'évaluer le degré d'insaturation des acides gras, contenus dans les huiles essentielles. L'indice d'iode a été déterminé de la manière suivante :
Peser 0,2 g de l'huile essentielle d'Eucalyptus, le mettre dans un erlenmeyer propre et sec, ajouter 15 ml de tétrachlorure de carbone et 15 ml de Monochlorure de carbone, agiter le mélange et laisser reposer pendant 1 heure. Ajouter 20 ml d'iodure de potassium à 10 % et 150 ml d'eau distillée, Titrer avec la solution de thiosulfate de sodium à 0,1 N jusqu'à ce que la couleur jaune due à d'iode ait presque disparu. Ajouter quelques gouttes d'empois d'amidon et poursuive le titrage jusqu'à la disparition de la couleur bleu violette, la solution devient alors transparente. Effectuer de la même façon un essai à blanc. L'indice d'iode est donné par l'équation 2.8 :
36 | P a g e
37 | P a g e
Avec :
II : Indice d'iode
V : volume de thiosulfate de sodium utilisé pour l'essai à blanc en ml ;
V0 : volume de thiosulfate de sodium utilisé pour titrer l'excès d'iode en ml ;
N : normalité de thiosulfate de sodium ;
12,69 : masse d'iode correspondant à 1ml de thiosulfate de sodium pour 100 g de l'huile
essentielle ;
M : Masse de l'huile essentielle utilisé.
Les objectifs de ce travail étaient d'optimiser le rendement d'extraction des huiles essentielles d'Eucalyptus, caractériser les feuilles d'Eucalyptus et faire une caractérisation physico-chimique des huiles essentielles d'Eucalyptus. Dans ce chapitre nous présentons les résultats expérimentaux obtenus au cours des essais, l'interprétation et la discussion de ces résultats.
Les résultats du taux d'humidité et de la teneur en cendre sont présentés dans le tableau 7
Tableau 7: Résultats du taux d'humidité et de la teneur en cendre des feuilles d'Eucalyptus
globulus
|
Espèce végétale Taux d'humidité (%) Teneur en cendre (%) |
Eucalyptus globulus
15
9,65
38 | P a g e
Il ressort du tableau 7 que le taux d'humidité des feuilles d'Eucalyptus a été de 15 % et la teneur en cendre 9,65 %. Ces résultats sont accords avec les données de la littérature et également en accords aux résultats rapportés par la pharmacopée européenne qui prévoit les valeurs du taux d'humidité comprises entre 12 à 15 %, et les valeurs de la teneur cendrent comprises entre 10 à 12 %.
Les résultats de l'analyse phytochimique effectuées sur la partie de l'échantillon séché et pulvérisé, sont présentés dans le tableau 8.
Tableau 8: Résultats de l'analyse phytochimique sur les feuilles d'Eucalyptus
Espèce végétal
Composés
steroides réducteurs
Amidon Saponosides
Flavonoïdes Tanins Stéroles et
Eucalyptus
|
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
Légende : + : Présence de l'élément, - : Absence de l'élément
L'analyse des données du tableau 8 montre que l'échantillon d'Eucalyptus, contient : les flavonoïdes, les tanins, les stéroles, ne contient pas les composés réducteurs, contient également
l'amidon et les saponosides. Ces principes actifs mise en évidence, confèrent les propriétés thérapeutiques aux feuilles d'eucalyptus ainsi qu'aux extraits de ces derniers (Sofowora, 2010).
Comme nous l'avons signifié dans les lignes précédentes, pour la présente étude nous avons varié deux paramètres le temps d'extraction et le ratio matière/solvant. Le tableau 9 présente les résultats obtenus pour l'optimisation du temps d'extraction des huiles essentielles d'Eucalyptus.
Tableau 9: Résultats de l'optimisation du temps d'extraction des huiles essentielles d'Eucalyptus
globulus
|
Essai Temps d'extraction Ratio matière/solvant Rendement (min) d'extraction (%) |
|||
|
1 |
60 |
1 : 3,125 |
0,42 |
|
2 |
60 |
1 : 3,75 |
0,53 |
|
3 |
60 |
1 : 4,375 |
0,57 |
|
4 |
90 |
1 : 3,125 |
0,50 |
|
5 |
90 |
1 : 3,75 |
0,68 |
|
6 |
90 |
1 : 4,375 |
0,97 |
|
7 |
120 |
1 : 3,125 |
1,10 |
|
8 |
120 |
1 : 3,75 |
1,12 |
|
9 |
120 |
1 : 4,375 |
1,14 |
? Expression du rendement d'extraction
Le rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus a été calculé à l'aide l'équation 3.1
|
??????= |
M1 M0 |
(3.1) * 100 |
39 | P a g e
Avec :
Rdt : Rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus ; M0 : Masse de la matière végétale utilisé (feuille d'Eucalyptus) ; M1 : Masse de l'huile essentielle obtenue.
40 | P a g e
Le temps d'extraction ou la durée d'extraction correspond au temps nécessaire au solvant pour pénétrer dans la matière végétale et extraire la totalité des huiles essentielles. Ce paramètre dépend donc de la matière végétale et ainsi que de sa structure.
Dans ce contexte, afin d'étudier l'influence de ce paramètre et d'optimiser le rendement d'extraction des huiles essentielles d'Eucalyptus globulus, trois séries des essais ont été réalisés pour trois durées différentes d'extraction (60 minutes, 90 minutes et 120 minutes), (Tableau 9). Ainsi nous avons retenus les meilleurs rendements pour chaque série d'essais. Les résultats sont présentés sur la figure 8
Rendement d'extraction (%)
|
1,2 1,14 |
|||||
|
1 |
0,97 |
||||
|
0,8 |
|||||
|
0,57 |
|||||
|
0,6 |
|||||
|
0,4 |
|||||
|
0,2 |
|||||
|
0 |
|||||
|
60 min 90 min 120 min |
|||||
Temps d'extraction (minute)
Figure 8: Optimisation de la durée de distillation
L'analyse de la figure 8 révèle que le rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus est proportionnel à la durée de l'hydrodistillation, c'est-à-dire que quand la durée de distillation augmente, le rendement d'extraction de l'huile essentielle augmente également. Et pour la présente étude, le meilleur rendement a été obtenu à 120 minutes.
41 | P a g e
Le rapport matière/solvant ou ratio soluté/solvant, correspond à la quantité des feuilles d'Eucalyptus utilisées pour un volume donné de solvant (eau). Autrement dit ce rapport représente le volume de solvant par unité de masse des feuilles d'Eucalyptus. Le tableau 10 et la figure 9 présente les ratios matière/solvant obtenu pour la durée optimale de 120 minutes.
Tableau 10: Résultats de l'optimisation du ratio matière/solvant
|
Essai Temps d'extraction ( minutes) |
Ratio matière/solvant Rendement d'extraction (%) |
|||
|
1 |
120 |
1 : 5 |
1,15 |
|
|
2 |
120 |
1 : 5,625 |
1,17 |
|
|
3 |
120 |
1 : 6,25 |
1,20 |
|
Rendement d'extraction en (%)
|
1,21 |
|||||
|
1,20 |
|||||
|
1,20 |
|||||
|
1,19 |
|||||
|
1,18 1,17 |
|||||
|
1,17 |
|||||
|
1,16 1,15 |
|||||
|
1,15 |
|||||
|
1,14 |
|||||
|
1,13 |
|||||
|
1,12 |
|||||
|
1 : 5 1 : 625 1 : 6,25 |
|||||
Rapport matière/solvant
Figure 9: Influence du ratio matière/solvant sur le rendement d'extraction des huiles essentielles
d'Eucalyptus
Le ratio matière/solvant influence le rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus, le meilleur rendement d'extraction de l'huile essentielle d'eucalyptus 1,20 % a été obtenu avec le ratio 1 : 6,25.
Pour voir comment évolue la vitesse d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus au cours du temps, nous sommes passé à la cinétique d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus (figure 10), ceci nous a permis de voir suivre l'évolution de la masse d'huile extraite cumulée en fonction du temps.
Rendement d'extraction (%)
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
1,40
1,20
1,00
42 | P a g e
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Temps d'extraction (min)
Figure 10: Cinétique d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus
La figure 10 représente la variation de la masse cumulée de l'huile essentielle d'Eucalyptus en fonction du temps, d'après l'allure de la cinétique d'extraction de l'huile essentielle, on peut distinguer trois différentes parties d'extraction :
- La première partie (de 0 jusqu'à 60 min) de l'extraction, c'est la phase de fluctuation de l'extraction, ici l'extraction se fait d'une manière plus lente et variable ;
- La deuxième partie (de 60 jusqu'à 105 min) de l'extraction, c'est la phase d'accélération où l'extraction est rapide et ici l'extraction est représentée par une courbe ;
- Et la dernière phase (105 jusqu'à 135 min), la courbe tend vers un palier qui correspond à l'épuisement de l'huile dans les feuilles et à la fin de l'extraction.
Le rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus est trop variable, pour la présente étude, le meilleur rendement d'huile essence d'Eucalyptus a été de 1,20 % ce qui est supérieur au
43 | P a g e
rendement rapporté par Leila et al., (2012) sur cette plante. Qui ces derniers ont trouvé un rendement de l'huile d'extraction égale à 0,11 %. Toujours sur cette même plante, Les auteurs Ghenaiet et al., (2016), ont rapporté un rendement d'extraction de 2,08 %, ce dernier est de loin supérieur à celui obtenu par la présente étude. Par ailleurs Baid et al., (2012) ont mentionné un rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus 2,51 % supérieur à celui obtenu par la présente étude. L'Eucalyptus a été l'objet des investigations sur l'extraction de l'essence végétal contenu dans cette plante, les auteurs Foudil et Aoumeur (2016) ont signalés un rendement d'extraction de 0,33 %, qui ce dernier est inférieur au rendement d'extraction obtenu par la présente étude.
Dans ce travail, nous avons varié le temps d'extraction et le ratio matière/solvant, et le rendement obtenu a été de 1,20 %, un rendement moyen par rapport aux rendements rapportés dans la littérature. Il faut dire que d'une manière générale, les plantes aromatiques et en particulier l'Eucalyptus globulus ne contient pas beaucoup d'huile essentielle. Et la littérature nous renseigne que la quantité d'huile essentielle de l'Eucalyptus globulus dépend aussi de l'organe de la plante à laquelle on extrait l'huile (feuille, fleur, tige, racine, etc.).
Nous retenons que la variation du rendement d'extraction de l'huile essentielle d'Eucalyptus dépend de plusieurs facteurs : la zone géographique de récolte, la composition du sol, la période de récolte, le stade végétatif de la plante, la méthode d'extraction de l'essence végétale. (Toure et al, 2015) et pour la présente étude, l'hydrodistillation dépend de facteurs tels que : le temps d'extraction, le ratio matière/solvant, le début de condensation, etc.
Selon (AFNOR, 2000), les huiles essentielles sont habituellement liquides à température ambiante et volatiles, ce qui les différencient des huiles dites fixes (huile végétales). Il faut dire que les huiles essentielles sont plus au moins colorées et leur densité est inférieure à celle de l'eau.
Les paramètres organoleptiques de notre huile essentielle d'Eucalyptus, aspect, couleur, odeur sont résumés dans le tableau 11.
44 | P a g e
Tableau 11: Analyse organoleptique des huiles essentielles d'Eucalyptus globulus
|
Aspect Couleur |
Odeur |
|||||
|
Norme AFNOR NFT 7 |
Liquide limpide, fluide et mobile |
jaune très transparent |
pâle |
à |
fraîche camphrée |
et |
|
Huile essentielle d'Eucalyptus |
Liquide limpide |
Jaune Claire |
Forte camphrée |
et |
||
L'huile essentielle produite est conforme à la norme AFNOR NFT 7, la figure 11 illustre la couleur de l'huile essentielle obtenu après séparation de la phase aqueuse et la phase organique.
Figure 11: Couleur de l'huile essentielle d'Eucalyptus obtenue après séparation des phases
Les propriétés organoleptiques et la caractérisation physico-chimique constituent un moyen de vérification et de contrôle de la qualité de l'huile essentielle. Les résultats des analyses physico-chimiques de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus sont consignés dans le tableau 12
Tableau 12: Propriétés physico-chimiques des huiles essentielles d'Eucalyptus globulus
Propriété Valeur pratique Référence (AFNOR)
Densité à 20 ° C
pH
Indice de réfraction
Indice d'acide
Indice de saponification
Indice d'ester
0,876
4,60
1,475
1,316
8,051
6,432
0,905-0,921
4-6
1,460-1,476
0,84-3,74
45 | P a g e
D'après le résultat obtenu pour la caractérisation physico-chimique de l'huile essentielle d'Eucalyptus globulus (tableau 12), nous pouvons dire ce qui suit :
- La densité relative (densité à 20 ° C) constitue un critère très important pour évaluer la qualité d'une huile essentielle dans différents domaines (cosmétique, pharmacie, agroalimentaire, etc.). Elle peut facilement donner un aperçu sur la naturalité des produits ainsi que l'altération de ces derniers. La valeur obtenue pour notre huile essentielle d'Eucalyptus est en accord aux normes AFNOR NFT 7, et également en accord à la valeur rapportée par les auteurs (Kahina et al., 2016).
- L'indice de réfraction est considéré comme l'un de critère de pureté d'huile essentielle (hellal, 2011), il varie en fonction de la température à laquelle l'analyse est faite. Il faut dire que dans les huiles essentielles l'indice de réfraction dépend aussi de la composition chimique de ces derniers, essentiellement de la teneur en monoterpènes et en dérivés oxygénés. Une forte teneur en monoterpènes donnera un indice de réfraction élevé. Plus l'indice de réfraction est faible, plus l'huile est pure, donc plus qu'il est près de la valeur attendue, plus sa pureté est grande (Kanko, 2014). Dans le cas de notre huile essentielle, la valeur de l'indice de réfraction est comprise dans la fourchette de valeur établit par la norme AFNOR.
46 | P a g e
- L'indice d'acide est un bon indicateur pour déterminer l'altération d'une huile essentielle, c'est-à-dire qu'il permet de vérifier la qualité d'une huile essentielle, notamment en ce qui concerne sa dégradation avec le temps durant son stockage (Rabiai, 2014). L'indice d'acide nous renseigner également sur la susceptibilité de l'huile à subir des altérations, notamment l'oxydation. Il faut dire que pour une huile essentielle, une faible valeur de l'indice d'acide caractérise la pureté et la stabilité de l'huile à température ambiante (Tchiégang et al., 2003). Notre huile essentielle renferme une faible valeur de l'indice d'acide, qui cette dernière est comprise dans la plage des valeurs de l'indice acide établit par l'AFNOR
47 | P a g e
Les objectifs de ce travail étaient d'optimiser le rendement d'extraction et de caractériser les huiles essentielles d'Eucalyptus globulus. Pour ce faire, des essais d'extraction par hydrodistillation et de caractérisation physico-chimiques des huiles essentielles d'Eucalyptus globulus ont été réalisés au laboratoire, précédé par une caractérisation phytochimique des feuilles d'Eucalyptus. Le temps d'extraction et le ratio matière/solvant ont été étudiés au cours de l'hydrodistillation,
La caractérisation phytochimique réalisée sur les extraits des feuilles d'Eucalyptus, nous a indiqué la richesse de cette plante en flavonoïdes, tanins, stéroles, etc. cette richesse en composés bioactifs confère à cette plante une activité thérapeutique. Le rendement optimal d'extraction de l'huile essentielle, a été de 1,20 % pour le ratio de 1 : 6,25 obtenu à 120 minutes.
La caractérisation organoleptique (aspect, couleur et odeur) de notre huile nous a conduit à des valeurs conforment à la norme AFNOR NFT 7 et ces valeurs sont en accord avec celles retrouvées dans la littérature. L'analyse physico-chimique de l'huile essentielle d'Eucalyptus a permis de mettre en évidence la qualité de celle-ci à partir des indices physico-chimiques de cette huile (indice de réfraction, densité, pH, indice d'acide, indice de saponification, indice d'ester et indice d'iode).
En effet, les valeurs de la densité, du pH et de l'indice de réfraction de notre huile, respectivement 0,876 ; 4,60 et 1,475 sont dans l'intervalle de la norme AFNOR NFT 7 certifiant la pureté des huiles essentielles d'Eucalyptus. En termes de la stabilité, l'huile essentielle obtenue présente un indice d'acide faible de l'ordre de 1,316 ce qui traduit la stabilité de cette huile sur la plan d'oxydation, donc on peut dire que l'huile essentielle obtenue est stable et d'une bonne qualité.
Afin de mettre en valeur l'exploitation de cette huile dans le domaine cosmétique, thérapeutique, et en parfumerie, ces résultats peuvent être complétés par d'autres études plus approfondies envisagées par les perspectives proposées :
? Il sera mieux d'extraire de l'huile dans d'autres organes de cette plante (dans les écorcés, racines et fruit), afin de comparer le rendement d'extraction de l'huile essentielle dans ces organes ;
? Il est très intéressant de déterminer la composition chimique de cette huile, et d'évaluer l'activité antimicrobienne de celle-ci sur des souches microbiennes (bactérie, champignons
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et virus), pour voir comment cette huile peut être utilisée à des fins pharmaceutiques et cosmétiques ;
? Il est souhaitable d'utiliser la méthode d'extraction par solvant pour extraire de l'huile essentielle des feuilles d'Eucalyptus, afin de comparer les rendements d'extraction entre l'hydrodistillation et l'extraction par solvant.
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