Caractérisation et valorisation de matières premières aromatiques : le ciste, la myrrhe et l'encens - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Characterization and valorization of aromatic raw materials : cistus, myrrh and incense

Caractérisation et valorisation de matières premières aromatiques : le ciste, la myrrhe et l'encens

Kimberley Massei
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1363444
  • IdRef : 268667543

Résumé

Since their origin on Earth, humans have used natural substances present in their environment to meet their vital needs. These raw materials, of mineral, vegetable or animal origin, are used by human beings every days to feed, protect and shelter themselves. In addition to these essential functions for our survival, plant materials have been used since Antiquity for their numerous virtues: religious, curative and odorant. Preparations based on raw plant material, were commonly obtained from flowers, aromatic plants but also gum-resins of incense, myrrh and labdanum. Even today, these exudates are used all over the world for their odorant and medicinal properties. However, their phytochemical composition still holds many secrets, and many compounds remain to be discovered and characterized. Only recently, the typical note of incense (due to olibanic acids), have been identified in the resin of Boswellia sacra. Other constituents of medicinal interest such as boswellic acids, deserve to be quantified in other less known incense species. Similarly, in the essential oil from the gum resin of the myrrh species Commiphora myrrha, compounds of olfactory interest remain to be chemically characterized in order to complete the knowledge of these plants. Another exudate deserving to be studied with regard to its odorant virtues is the one from Cistus ladanifer, whose resin "labdanum" still enters in the composition of numerous perfumes. A powerful odor emanates from this typical plant of our Mediterranean region, and an exhaustive identification of the odorants composing it is essential.Although many works have been done to elucidate the complete composition of these resins, numerous compounds remain to be characterized and quantified in order to make the best use of these resins. Therefore, the study of these aromatic raw materials is essential today to unravel the secrets of their coveted virtues. To that end, various techniques of extraction of these raw materials (maceration, Soxhlet extraction, hydro-distillation), and techniques of separation of these compounds (flash chromatography, separation on silica column in normal phase or grafted with silver nitrate) were used throughout this thesis work. In addition, several powerful analytical tools to identify, characterize, quantify (GC-MS, NMR, GC-Olfactometry, UHPLC-Orbitrap) and isolate (GC-preparative) these compounds have been adopted and optimized, and will be discussed here. In a first step, a chapter allowing to situate the bibliographic context of the studies carried out on these three raw materials will be presented. A second chapter will present our analytical approach to characterize and valorize non-volatile and semi-volatile compounds of various incense species for their medicinal interest. Several methods of extraction and analysis of compounds of medicinal interest were tested, optimized and adapted to the nature of the compounds to be identified. Enzymatic activity tests were also applied to several extracts of an incense species, in order to valorize it. A third chapter will allow to characterize and quantify the high impact odorants of these raw materials, thanks to a method developed and designed for the analysis of trace compounds (GC-MS-SIDA), as well as by the use of efficient extraction techniques (Kugelrohr distillation, vacuum distillation). This work will end with a chapter including a discussion and a general conclusion on the results obtained during the work carried out during this thesis, and will open the discussion on future work and perspectives to complete the characterization and valorization of various aromatic raw materials.
Depuis leur apparition sur Terre, les Hommes utilisent les substances naturelles présentes dans leur environnement afin de répondre à leurs besoins vitaux. Ces matières premières, d'origine minérale, végétale ou animale, sont utilisées quotidiennement par les Hommes pour se nourrir, se protéger et s'abriter. Outre ces fonctions essentielles à notre survie, les matières végétales sont utilisées depuis l'Antiquité pour de nombreuses autres vertus : religieuses, curatives et odorantes. Des préparations à base de matières végétales étaient couramment obtenues à partir de fleurs, de plantes aromatiques mais aussi de gommes-résines d'encens, de myrrhe et de labdanum. Aujourd'hui encore, ces exsudats sont utilisés partout dans le monde pour leurs propriétés odorantes et médicinales. Cependant, leur composition phyto-chimique renferme encore de nombreux secrets, et de nombreux composés restent à découvrir et à caractériser. Récemment seulement, les acides olibaniques qui sont les odorants typiques de l'encens, ont été identifiés dans la résine de Boswellia sacra. D'autres composés d'encens, à intérêt médicinal tels que les acides boswelliques, méritent d'être quantifiés dans d'autres espèces d'encens peu étudiées. De même, dans l'huile essentielle provenant de la gomme résine de l'espèce de myrrhe Commiphora myrrha, des composés à intérêt olfactif restent à caractériser chimiquement afin de compléter les connaissances de ces plantes. Une autre plante à exsudat méritant d'être étudiée au regard de ses vertus odorantes est le Cistus ladanifer, dont la résine «labdanum» entre encore dans la composition de nombreux parfums. Une odeur puissante émane de cette plante typique de notre région méditerranéenne, et une identification exhaustive des odorants la composant est primordiale.Bien que de nombreux travaux aient été menés afin d'élucider la composition complète de ces résines, beaucoup de composés restent à caractériser et quantifier afin de les valoriser au mieux. Par conséquent, l'étude de ces matières premières aromatiques est aujourd'hui essentielle afin de percer les secrets de leurs vertus tant convoitées. Pour ce faire, diverses techniques d'extraction de ces matières premières (macération, extraction Soxhlet, hydro-distillation), et de séparation de ces composés (flash chromatographie, séparation sur colonne de silice en phase normale ou greffée au nitrate d'argent) ont été employées durant ce travail de thèse. De plus, plusieurs outils analytiques puissants pour identifier, caractériser, quantifier (GC-MS, RMN, GC-Olfactométrie, UHPLC-Orbitrap) et isoler (GC-préparative) ces composés ont été adoptés et optimisés, et seront abordés ici. Dans un premier temps, un chapitre permettant de situer le contexte bibliographique des études menées sur ces trois matières premières sera présenté. Un second chapitre présentera notre approche analytique afin de caractériser et valoriser composés lourds et semi-volatils de diverses espèces d'encens pour leur intérêt médicinal. Plusieurs méthodes d'extraction et d'analyse des composés d'intérêt médicinal ont été testées, optimisées et adaptées à la nature des composés à identifier. Des tests d'activité enzymatiques ont également été appliqués à plusieurs extraits d'une espèce d'encens, dans le but de la valoriser. Un troisième chapitre permettra de de caractériser et quantifier les odorants à fort impact de ces matières premières, grâce à une méthode développée et conçue pour l'analyse de composés à l'état de traces (GC-MS-SIDA), ainsi que par l'utilisation de techniques d'extraction efficaces (Kugelrohr distillation, vacuum distillation). Ce travail s'achèvera par un chapitre comportant une discussion et une conclusion générale portant sur les résultats obtenus au cours des travaux menés durant cette thèse, et ouvrira la discussion sur de futurs travaux et perspectives afin de compléter la caractérisation et la valorisation de diverses matières premières aromatiques.
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2022COAZ4096.pdf (9.57 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04503866 , version 1 (14-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04503866 , version 1

Citer

Kimberley Massei. Caractérisation et valorisation de matières premières aromatiques : le ciste, la myrrhe et l'encens. Chimie analytique. Université Côte d'Azur, 2022. Français. ⟨NNT : 2022COAZ4096⟩. ⟨tel-04503866⟩
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