Composition chimique, activité antimicrobienne et antioxydante de trois plantes aromatiques.

200 Pages·2016·43.12 MB·English

ةيبعشلا ةيطارقميدلا ةيرئازجلا ةيروهمجلا
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
يملعلا ثحبلاو يلاعلا ميلعتلا ةرازو
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEURE ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
ةلقرو -حابرم يدصاق ةعماج
UNIVERSITE KASDI MERBAH – OUARGLA

FACULTE DES SCIENCES APPLIQUEES
DEPARTEMENT DE GENIE DES PROCEDES

THÈSE EN VUE DE L’OBTENTION D’UN DIPLÔME DE DOCTORAT (LMD)

Spécialité : GENIE DES PROCEDES ET ENVIRONNEMENT

Intitulé

Composition chimique, activité antimicrobienne et

antioxydante de trois plantes aromatiques.

Présentée et Soutenue publiquement
Par :

GOUDJIL Mohamed Bilal

Le : 12 /06 / 2016

Devant le jury composé de :

- Mr. Lakhdar Sekhri Professeur U.K.M. Ouargla Président
- Mr. Noureddine Gherraf Professeur U. Oum Elbougui E x aminateur
- Mr. Ammar Zellagui Professeur U. Oum Elbougui Examinateur
- Mr. Segni Ladjel Professeur U.K.M. Ouargla R apporteur

Année universitaire : 2015 – 2016
Dédicace

A ma chère famille du petit au grand
A mes enseignants et professeurs du primaire à l’université
A tous mes amis
Je dédie ce modeste travail

Bilal
REMERCIEMENTS

Cette thèse n’aurait pas pu être ce qu’elle est, sans l’aide de ALLAH source de toute connaissance qui m’a
donné la force afin de l’accomplir. كناطلس ميظعو كهجو للاجل يغبني امك دمحلا كل مهللاف
Je tiens à exprimer mes remerciements les plus cordiaux et ma vive reconnaissance à mon directeur de thèse,
le professeur Segni LADJEL, pour son encouragement, ses conseils précieux , sa disponibilité, ses suggestions
pertinentes , ses critique constructives et surtout pour sa patience tout au long de ce projet .j’ai été toujours
satisfait par sa pédagogie et sa modestie qui m’ont grandement permis de surmonter les difficultés et faire
face aux autres problèmes rencontrés afin de bien achever ce travail, sans oublier de mettre l’accent sur ses
qualités humains et morales que j’ai toujours appréciées. Merci de m’avoir guidé avec autant de
professionnalisme et d’avoir consacré énormément de temps et d’attention pour la correction ce manuscrit ; je
ne peux, Monsieur que sincèrement vous exprimer ma parfaite considération pour cette qualité d’encadrement
si sérieuse et consistante. Que dieu préserve votre optimisme et votre enthousiasme.
Je remercie vivement les membres de ce respectueux jury :
Monsieur le professeur Lakhdar SEKHRI
Je suis très honoré que vous ayez accepté la présidence du jury de cette thèse. Trouvez ici l’expression de mes
sincères remerciements et soyez assuré de ma profonde gratitude.
Monsieur le professeur Noureddine GHERRAF, votre venue en tant qu’examinateur m’honore, je vous suis
très reconnaissant et je vous adresse mes vifs remerciements.
Monsieur le professeur Ammar ZELLAGUI d’avoir accepté de se déplacer et d’être membre du jury, je vous suis très
reconnaissante et je vous adresse mes vifs remerciements.

Mes vifs remerciements s’adressent aussi au Mr Messaoud BENSACI pour son aide et sa contribution à
l’identification des champignons dans l’étude.
Je remercie également monsieur Pr. Mokhtar HAMDI et Mr. Abdeljalil ABID de l’Institut national des
sciences appliquées et de technologie (Tunisie) pour leurs contributions et leurs aides dans la réalisation des
analyses chimiques des huiles essentielles.
Un immense merci pour Pr. CHAHMA Abd Elmadjid qui m’a accueilli dans le laboratoire de microbiologie à
l’Université Kasdi Merbah Ouargla, pour les moyens techniques mis à ma disposition afin de réaliser la partie
de l’activité antifongique.
Je ne manque pas l’occasion de remercier particulièrement mes amis : Salah Eddine BENCHIKH, Mahdi
BELGUIDOUM, Abdeljalil ABID, Azzedine HADAJ DJILANI, Souad ZIGHMI, Soumia BECHAR,
Fatima HAMMOUYA et Siham MEFLAH de m’avoir procuré l’aide quand j’en avais besoin.
Que toute personne ayant participé de près ou de loin dans l’élaboration de ce travail, trouve ici l’expression
de mes très vifs remerciements.
صـــــــــخــــلــــم

تايرطفلل ةداضملا ةيلاعفلا ،تايرتكبلل ةداضملا ةيلاعفلا ،يئايميكلا بيكرتلا ةسارد راطإ يف لمعلا اذه جردني
ةديدج تاجتنم ىلع ثحبلا لجأ نم رئازجلاب ةيتابنلا ةكلمملا نم ةيبطلاو ةيرطعلا تاتابنلل ةدسكلأل ةداضملا ةيلاعفلاو
تاتابن ثلاث نإف اذهل .ةدسكلأل داضملاو ميثارجلل داضملا طاشنلا كلذ يف امب يعيبط لصأ نم ايجولويب ةطشن
Artemisia Herba alba, Laurus nobilis et Mentha Piperita( ةلقروو ةدكيكس, ةفلجلا قطانم نم ةيرطع
.ةيساسلاا اهتويزل يجولويبلاو يتابنلا يئايميكلا ليلحتلل عوضوم تناك )يلاوتلا ىلع
ةيساسلأا تويزلا ىوتحم مييقتب انل تحمس ،تاتابنلا قاروأ ىلع لظلا يف فيفجتلا ريثأت ةسارد صخي اميفو
.ديجلا يعانصلا للاغتسلالو تاتابنلا ةيعون ةبقارم نيسحتل ةجرختسملا
يفارغوتاموركلا لبق نم اهليلحت مت ،يئاملا ريطقتلا قيرط نع اهيلع لوصحلا مت يتلا ةثلاثلا ةيساسلأا تويزلا
ةبسن عم يناسرخلا حيشلا تيزل انوكم 33 لصفب حمس صحفلا .)GC/MS(يلتكلا فيطلا سايقب نرتقملا يزاغلا
يفو ،)45,36%( ةبسن لثمي Cinéole 1,8 نأ تيح زاغلا تيزل ةبسنلاب انوكم 22 , Davanone نم ٪42.8
.Carvone بكرمل )51,04%( ةبسنب بكرم 23 نم نوكتملاو عانعنلا تيز ريخلأا
،DPPH رحلا رذجلا طاشن طيبثتل ةيلاعف ىلعأ رهظأ Artemisia Herba alba ـل يساسلاا تيزلا نأ انجئاتن ريشت
ةنراقملاب ةلدتعم ىقبت ةيلاعفلا هذه نكل و Laurus nobilisو Mentha Piperita نيعونلا يلاوتلا ىلع اهيلت
طاشن ربكأ اهيدل Artemisia Herba alba عون نأ امك . ابلاغ ةمدختسملا ةيعانصلا ةدسكلأا تاداضم عم
.يطيبثت
ايريتكبلا .اهرابتخا مت يتلا ميثارجلا ومنل طيبثت ةيلمع ربكأ ةيرطعلا تويزلل تايريتكبلا ةداضم ةسارد تلجس
جرختسملا يساسلاا تيزلا .ملم23.10 ـب ردقت طيبثت ةحاسمب يناسرخلا حيشلا تيزل ةيساسح رثكلأا يه Staphylococcus Sp
Klebsiella و Salmonella enterica تلالاس دض ملم 21.93 و 20.47 ـب ةردقم ةيطيبثت ةردق لجس دنرلا نم
ايريتكبلا دض ملم21.47 ب ردقت طيبثت ةحاسم يلفلفلا عانعنلا نم يساسلاا تيزلا فشك اريخأو .يلاوتلا ىلع pneumoniae
.ةيساسح رثكلأا ربتعت يتلاو Escherichia coli
Fusarium moniliforme, Fusarium solani, Fusarium تلالاس ىلع تايرطفلا ةداضم ةسارد
.ةربعم و ةمهم دج جئاتن تطعأ Stemphylium solani وoxysporum

Artemisia herba alba, Laurus nobilis, Mentha Piperita, ،ةيساسلأا تويزلا :ةيحاتفملا تاملكلا
.ةدسكلأل ةداضملا ةيلاعفلا ،تايرطفلل ةداضملا ةيلاعفلا ،تايريتكبلل ةداضملا ةيلاعفلا GC/MS,
Abstract

This work is part of study of the chemical composition, antibacterial, antifungal and antioxidant
activity of aromatic and medicinal plants of the Algerian flora, in order to find new bioactive
products of natural source which are characterized by a biological activities spécialy
antimicrobial and antioxidant activities. Three aromatic plants from regions of Djelfa, Skikda
and Ouargla (Artemisia Herba Alba, Laurus nobilis and Mentha Piperita respectively) have
been the subject of a phytochemical and biological decryption to their essential oils.
We studied the influence of drying in the shade on the leaves of plants, which enabled us to
evaluate the content of essential oils extracted for better control on the quality of the plants and
for best industrial exploitation.
The three essential oils obtained by steam distillation were analyzed using gas chromatography
combined with mass spectrometry. The screening by GC/MS identified 33 components for HE
of sagebrush with 42.8% of davanon, 22 constituents for HE of laurel whose 1.8 cineole
(45.36%) and finally peppermint containing 23 compounds with Carvone (51.04%).
Our results indicate that the oil of Artemisia herba alba showed the highest radical scavenging
activity against DPPH radical, followed respectively by those of two species Mentha piperita
and Laurus nobilis but remains moderate compared with standard antioxidant employees. Also,
the kind of Artimisia herba alba has the largest reducing activity.
The antibacterial study of essential oils showed a high inhibitory effect on the growth of the
tested germs. Staphylococcus Sp most sensitive to oil of Artemisia Herba alba with an
inhibition zone of 23.10 mm. The essential oil of laurel recorded a 20.47 and 21.93 mm
inhibition zone against strains of Salmonella enterica and Klebsiella pneumoniae respectively.
Finally, the essential oil of Mentha Piperita revealed a 21.47 mm diameter of inhibition against
Escherichia coli strains which are most susceptible.
The antifungal study against Fusarium moniliforme, Fusarium solani, Fusarium oxysporum
and Stemphylium solani strains also reported meaningful results and significant.

Keywords: Essential oils; Artemisia herba alba; Laurus nobilis; Mentha Piperita; GC/MS;
Antibacterial activity; antifungal activity; antioxidant activity.
Résumé
:
Ce travail s’inscrit dans le cadre de l'étude de la composition chimique, l'activité
antibactérienne, antifongique et antioxydante des plantes aromatiques et médicinales de la flore
algérienne, dans le but de rechercher de nouveaux produits bioactifs d’origine naturels
jouissantes d’activités biologiques notamment les activités antimicrobiennes et antioxydantes.
Trois plantes aromatiques provenant des régions de Djelfa, Skikda et Ouargla (Artemisia Herba
alba, Laurus nobilis et Mentha Piperita respectivement) ont fait l’objet d’une décryptage
phytochimique et biologique de leurs huiles essentielles.
Nous avons étudié l’influence du séchage à l’ombre sur les feuilles des plantes, ce qui nous a
permis d’évaluer la teneur des huiles essentielles extraites pour une meilleure maitrise de la
qualité des plantes et une bonne exploitation industrielle.
Les trois huiles essentielles extraites par hydrodistillation ont été analysées par
chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. Le criblage par la
GC/MS a permis d’identifier 33 constituants pour l’HE d’armoise avec 42,8% de Davanone,
22 costituants pour HE de laurier dont le 1,8 cinéole (45,36%) et finalement la menthe poivrée
contenant 23 composés avec Carvone (51,04%).
Nos résultats indiquent que l’huile d’Artimisia herba alba a montrée la plus forte activité
antiradicalaire contre le radical DPPH, suivi respectivement par celles de deux espèces Mentha
piperita et Laurus nobilis mais elle reste modérée par rapport au antioxydant standard employé.
Aussi, l’espèce d’Artimisia herba alba présente l’activité réductrice la plus importante.
L’étude antibactérienne des huiles essentielles a révélée une grande action inhibitrice sur la
croissance des germes testés. Staphylococcus Sp le plus sensible à l’huile d’Artemisia Herba
alba avec une zone d’inhibition de 23.10 mm. L’huile essentielle de laurier enregistré une zone
d’inhibition de 20.47 et 21.93 mm contre les souches de Salmonella enterica et Klebsiella
pneumoniae respectivement. Finalement, l’huile essentielle de Mentha Piperita a révélée un
diamètre d’inhibition de 21.47 mm contre les souches d’Escherichia coli où sont les plus
sensibles.
L’étude antifongique sur les souches Fusarium moniliforme, Fusarium solani, Fusarium
oxysporum et Stemphylium solani a signalée aussi des résultats importants et significatifs.
Mots clés : Huiles essentielles ; Artemisia herba alba ; Laurus nobilis ; Mentha Piperita ;
GC/MS ; Activité antibactérienne ; Activité antifongique ; Activité antioxydante.
Liste des Tableaux

Tableau 1: Classification botanique d’Artemisia herba alba Asso ............................................ 4
Tableau 2: Classification botanique de Laurus nobilis L. .......................................................... 6
Tableau 3: Classification botanique de Mentha piperita L ........................................................ 9
Tableau 4: Composition chimique de l’huile essentielle de l’armoise blanche selon la situation
géographique. ........................................................................................................................... 10
Tableau 5: Situation géographique des sites de récolte. ........................................................... 36
Tableau 6: Transcription des diamètres d’inhibition des disques imprégnés ........................... 44
Tableau 7: Concentration expérimentées pour l’essai antifongique. ........................................ 47
Tableau 8: Caractéristiques organoleptiques des différentes espèces étudiées ........................ 50
Tableau 9: Caractéristique physico-chimique des huiles essentielles. ..................................... 54
Tableau 10: Composition chimique de l’Huile essentielle d’Artemisia Herba Alba Asso. ..... 59
Tableau 11: Composition chimique de l’Huile essentielle de Laurus nobilis L. ..................... 61
Tableau 12: Composition chimique de l’Huile essentielle de Mentha piperita L. ................... 63
Tableau 13: Concentration inhibitrice à 50% des huiles essentielles et de l’Acide Ascorbique.
.................................................................................................................................................. 66
Tableau 14: Concentration efficace de réduire le Fer dans une absorbance de 0,5 pour les
huiles essentielles et de l’Acide Ascorbique. Les valeurs sont exprimées ............................... 68
Tableau 15: Activité antibactérienne des huiles essentielles de plantes étudiées ..................... 71
Tableau 16: Effet synergique entre les huiles essentielles d’Artemisia herba alba Asso et
laurus nobilis L. ........................................................................................................................ 75
Tableau 17: Effet synergique entre les huiles essentielles de laurus nobilis L. et Mentha
piperita L. ................................................................................................................................. 75
Tableau 18: Effet synergique entre les huiles essentielles de Mentha piperita L. et Artemisia
herba alba Asso. ....................................................................................................................... 75
Liste des figures
Figure 1: Artemisia herba-alba Asso (l'armoise blanche) .......................................................... 3
Figure 2: Laurus Nobilis L. (laurier Noble) ............................................................................... 6
Figure 3: Mentha Piperita (Menthe Poivrée) ............................................................................. 8
Figure 4: Les étapes de l’obtention d’une huile essentielle ...................................................... 21
Figure 5: Montage d'extraction par Hydrodistillation. ............................................................. 22
Figure 6: Montage d'extraction par entraînement à la vapeur d'eau. ........................................ 22
Figure 7: Montage d'extraction par hydrodiffusion .................................................................. 23
Figure 8: Technique d'extraction par solvants. ......................................................................... 24
Figure 9: Technique d'extraction par les corps gras. ................................................................ 25
Figure 10: Montage d'extraction par les fluides supercritiques. ............................................... 26
Figure 11: Extraction assisté par micro-ondes. ........................................................................ 27
Figure 12: Structure chimique d'isoprène (C5H8)n .................................................................... 28
Figure 13: Structure Chimiques de quelques composés terpéniques. ...................................... 30
Figure 14: Structure Chimiques de quelques composés aromatiques. ..................................... 30
Figure 15: Sites d’action des huiles essentielles sur la cellule bactérienne .............................. 33
Figure 16 : Photographie de plantes étudiées ........................................................................... 36
Figure 17: Diagramme général de la procédure expérimentale ................................................ 37
Figure 18: Protocole expérimentale de l’essai de l’activité antibactérienne de chaque huile
essentielle des trois plantes. ...................................................................................................... 45
Figure 19: Réalisation de la gamme de dilution d’HE ............................................................. 46
Figure 20: Protocole expérimentale de l’essai de l’activité antifongique de chaque huile
essentielle des trois plantes. ...................................................................................................... 48
Figure 21: Taux d’humidité des plantes. .................................................................................. 50
Figure 22: Rendement en huile essentielle obtenue. ................................................................ 51
Figure 23: Evolution de la perte de poids (humidité) de plants étudiés au cours du séchage. . 52
Figure 24: Evolution de la teneur en huile essentielle de plants étudiées au cours du séchage.
.................................................................................................................................................. 53
Figure 25: Profil chromatographique de l’huile essentielle d’Artemisia herba alba Asso. ..... 56
Figure 26: Profil chromatographique de l’huile essentielle des feuilles de Laurus nobilis L. . 57
Figure 27: Profil chromatographique de l’huile essentielle des feuilles de Mentha Piperita L.
.................................................................................................................................................. 58
Figure 28: Distribution en fonction du pourcentage des composants majoritaire de l’huile
essentielle d’Artemisia Herba alba Asso. ............................................................................... 60
Figure 29: Composants majoritaire de l'huile essentielle d'Artemisia herba alba Asso. .......... 60
Figure 30: Distribution en fonction du pourcentage des différents composants existant dans
l’huile essentielle de Laurus nobilis L. ..................................................................................... 62
Figure 31: Composants majoritaire de l'huile essentielle de Laurus nobilis L. ........................ 62
Figure 32: Distribution en fonction du pourcentage des différents composants existant dans
l’huile essentielle de Mentha piperita L. .................................................................................. 63
Figure 33: Composants majoritaire de l'huile essentielle de Mentha piperita L. ..................... 64
Figure 34: Mécanisme réactionnel du test DPPH• entre l‘espèce radicalaire DPPH•
et un antioxydant (RH) ............................................................................................................. 65
Figure 35: Activité antiradicalaire des huiles essentielles d’Artemisia herba alba Asso, Laurus
nobilis L., Mentha piperita L. et l’acide ascorbique. ............................................................... 65
Figure 36: Mécanisme réactionnel intervenant lors du test FRAP entre le complexe
tripyridyltriazine ferrique Fe(III)- TPTZ et un antioxydant (AH) ............................................ 67
Figure 37: Pouvoir réducteur des huiles essentielles des plantes étudiées et de l’acide
ascorbique. ................................................................................................................................ 67
Figure 38: Effet d’huile essentielle d'Artemisia herba alba Asso sur les souches fongiques. . 76
Figure 39: Effet d’huile essentielle de Laurus nobilis L. sur les souches fongiques. .............. 77
Figure 40: Effet d’huile essentielle de Mentha piperita L. sur les souches fongiques. ............ 77
Figure 41: Cinétique de croissance mycélienne en fonction de temps et concentration des
huiles essentielles d'Artemisia herba alba Asso....................................................................... 78
Figure 42: Cinétique de croissance mycélienne en fonction de temps et concentration des
huiles essentielles de Laurus nobilis L. .................................................................................... 79
Figure 43: Cinétique de croissance mycélienne en fonction de temps et concentration des
huiles essentielles de Mentha piperita L. ................................................................................. 80
Figure 44: Taux d’inhibition des souches en fonction de la concentration des huiles
essentielles des plantes étudiées ............................................................................................... 81
Figure 45: Vitesse de la croissance mycélienne sous l'effet de l’augmentation de la
concentration d’huile essentielle d'Artemisia herba alba Asso................................................ 82
Figure 46: Vitesse de la croissance mycélienne sous l'effet de l’augmentation de la
concentration d’huile essentielle de Laurus nobilis L. ............................................................. 83
Figure 47: Vitesse de la croissance mycélienne sous l'effet de l’augmentation de la
concentration d’huile essentielle de Mentha Piperita L. .......................................................... 83