EXTRACTION DE L’HE

La technique utilisée pour extraire l’HE de Hypericum japonicum est l’hydrodistillation.

Matériels et méthode

Le dispositif de distillation

L’extracteur comporte les éléments qui sont indiqués dans le montage de la figure 33, à savoir :
Un chauffe-ballon utilisé comme source de chaleur
Un ballon pour la charge de la matière végétale et l’eau
Un essencier pour séparer l’HE de l’eau florale
Un réfrigérant pour la condensation de vapeur contenant l’huile essentielle

Le végétal

Deux campagnes de collecte ont été réalisées à Ambohimandry Arivonimamo, le 09 Décembre et le 03 Mars 2014.
L’extraction est réalisée avec du végétal frais, et c’est la plante entière qui est soumise à la distillation, vu les petites dimensions du végétal qui ne permettent pas de sélectionner les organes à extraire.

Mise en œuvre de la distillation

Pour chaque campagne de collecte, deux distillations sont menées en parallèle en utilisant deux hydrodistillateurs.
Campagne de Décembre :
 ballon 1 chargé avec 0, 908 kg de végétal
 ballon 2 chargé avec 1, 036kg du végétal
Campagne de Mars :
 ballon 1 chargé avec 1, 440 kg de végétal
 ballon 2 chargé avec 1, 589 kg du végétal
On porte à ébullition le contenu eau/végétal du ballon pendant une durée de 4h 30 mn environ. Les HE qui surnagent l’eau dans l’essencier durant la distillation sont séparées dela phase aqueuse, puis sont conservées dans un récipient hermétique à l’abri de la lumière et à faible température pour prévenir l’altération de leur composition chimique.

Interprétation 

Les valeurs de rendement de l’ordre de 0,11% indiquent que le végétal Hypericum japonicum contient de l’HE en très faible quantité. De plus, la période de récolte ne semble pas avoir une influence notable sur la quantité d’HE secrétée par le végétal, le rendement étant pratiquement le même en saison de pluies (Décembre) et en fin de saison de pluies (Mars).

Caractéristiques organoleptiques de l’HE

Une description des caractéristiques organoleptiques de l’HE de Hypericum japonicum est rapportée dans le tableau 7.

FRACTIONNEMENT DE L’HE DE Hypericum japonicum

But

Les HE sont caractérisées par une composition chimique complexe ; les constituants chimiques peuvent être rangés globalement en deux catégories selon qu’ils sont de type hydrocarbure apolaire ou oxygéné polaire. La séparation des constituants en fractions apolaire et polaire permet de faire une appréciation globale de la qualité d’une HE.

Matériels et méthode

La méthode classique pour le fractionnement de l’huile totale en fractions hydrocarbure et oxygénée est la chromatographie sur colonne ouverte de silice utilisant un gradient d’éluant.

Matériel

Support : colonne cylindrique de verre de diamètre intérieur 2, 1 cm et de hauteur effective 18,5cm.
Adsorbant : Gel de silice ICN Silica de granulométrie allant de 0 à 0.063mm.
Solvants :
 Hexane
 Dichlorométhane
 Méthanol

Préparation de la colonne 

La colonne est chargée avec de la silice (30g, soit 30 fois la masse de produit à chromatographier) préalablement délayée dans l’hexane. Après stabilisation de la colonne, l’huile essentielle mélangée avec une petite quantité de silice est déposée à sec au sommet de la colonne, puis on recouvre le dépôt d’une mince couche de sable de Fontainebleau de manière à le protéger des turbulences provoquées par l’addition de solvant. Le montage correspondant à la manipulation est présenté à la figure 34.

Protocole de fractionnement 

Eluant 1 : 125 ml d’hexane
Eluant 2 : 25 ml hexane / 25 ml de dichlorométhane
Eluant 3 : 50 ml dichlorométhane
Eluant 4 : 25 ml de dichlorométhane / 25 ml de Méthanol
Eluant 5 : 30 ml de Méthanol

Résultats du fractionnement

Les produits de type hydrocarbure sont élués par l’hexane, tandis que les produits oxygénés sont élués par les solvants plus polaires, c’est-à-dire le dichlorométhane et le méthanol.
Après évaporation de solvant, chaque fraction obtenue est évaluée pour son rendement par rapport à la masse d’HE totale déposée sur la colonne, soit 1g.
Les résultats sont donnés dans le tableau 8.

Discussion

La chromatographie sur silice de l’HE de Hypericum japonicum a fourni des renseignements qualitatifs et quantitatifs sur les constituants chimiques de l’HE. Il s’agit d’une HE riche en produits oxygénés qui représentent une proportion importante de 64,7% en masse de l’HE totale contre 28,8% seulement de composés apolaires, soit trois fois plus important.
C’est une première étape dans l’appréciation de la qualité de cette HE et de ses utilisations potentielles.
Le bilan fait état d’une récupération de 93,5% de produit, soit une perte de 6, 5 % lors du fractionnement qui pourrait être due à la grande volatilité de certains constituants lors de l’évaporation du solvant, plus particulièrement ceux de type hydrocarbure, ou encore à une possible rétention partielle des produits polaires sur la colonne par faible désorption.

DETERMINATION DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DE L’HE de Hypericum japonicum

Les analyses en CPG de l’huile totale et des fractions de l’huile ont été réalisées dans les conditions expérimentales suivantes :
Injecteur en mode split, 230°C
Détecteur à ionisation de flamme, 250°C
Colonne capillaire en silice fondue imprégnée de CARBOWAX 20M, longueur 30m, épaisseur de phase 0, 25m
Programmation de température : 60°C à 200°C, 2°C/ min
Gaz vecteur : Azote
Débit du gaz vecteur : 2ml/mn

Etude de l’huile totale

Résultats 

Le profil chromatographique donné dans le tableau 9 comporte 27 composés dont les IK de 22 d’entre eux ont été calculés par la méthode de co-injection de l’HE avec la série de paraffines C10 à C20 disponibles.

Interprétation 

Au total, 19 pics ont pu être identifiés par comparaison avec des valeurs IK de références 103. L’oxyde de caryophyllène constitue près de 40% de l’huile, et est accompagné d’autres terpénoïdes oxygénés de teneur importante, notamment le -citronellol (12,64%), l’Enérolidol (9,29%) et l’oxyde d’humulène (2,24%). Parallèlement, on trouve en teneur appréciable les hydrocarbures sesquiterpéniques correspondants tels que -caryophyllène (6,68%), -Humulène (7,21%) et E-- farnésène (3,21%). Par ailleurs, l’huile est caractérisée par la présence de composés linéaires de C9 à C11 diversement fonctionnalisés : hydrocarbure, alcool, aldéhyde, ester, dont la teneur varie entre 0,20% et 3,78%.

Discussion 

Les pics identifiés représentent 97,59% de la composition pondérale, ce qui permet de caractériser amplement l’huile.
Un regroupement des constituants par familles chimiques est donné dans le tableau 10 auquel correspond le diagramme de la figure 35. Ainsi, les 19 composants identifiés se répartissent dans quatre familles chimiques.
Les sesquiterpènes oxygénés forment le groupe le plus important en teneur, et où les structures sont les moins diversifiées : 53,27% représentés par 3 structures seulement. Les sesquiterpènes hydrocarbures sont aussi quantitativement importants, et représentent 19,81 % des constituants; c’est une famille relativement riche en diversité structurale avec 7 structures différentes. Il est à noter que les hydrocarbures monoterpéniques sont absents dans l’huile. A l’inverse, on trouve des composés linéaires qui sont plus rarement observés dans une huile essentielle; ici on compte 5 composés linéaires qui représentent 8, 72%. Les structures des composés sont représentées dans l’annexe 2.

Interprétation 

Tous les constituants hydrocarbures identifiés dans l’huile totale sont retrouvés ici, à savoir, les 7 sesquiterpènes et le linéaire undécane.