CONTRIBUTION CHIMIQUE A LA DEFINITION DE LA QUALITE : EXEMPLES DES SPIRITUEUX DE MYRTE (MYRTUS COMMUNIS L.) ET DE CEDRAT

L'UR INRA 110 GEQA (Génétique et Ecophysiologie de la Qualité des Agrumes), a collaboré étroitement à ces études doctorales très pluridisciplinaires (Taxonomie, Génétique) ; A ce titre, ma préparation de thèse s'inscrit également dans le cadre de la Fédération de Recherche FR CNRS 3041 (Environnement et Société) de l'Université de Corse. Nous poursuivons l'étude de la composition en substances volatiles et polyphénols de la peau, de l'albédo et de la pulpe des mêmes variétés.

Les méthodes de préparation

Préparation des huiles essentielles

• Hydrodistillation
• Distillation à vapeur saturée et l’hydrodiffusion
• Expression ou pressage à froid
• Enfleurage

Sous l’effet de la chaleur, les molécules odorantes contenues dans les glandes sécrétoires des plantes sont libérées sous forme d’un mélange azéotropique. Le corps gras, non renouvelé au cours du processus, est saturé d'essence florale et l'huile essentielle est ensuite extraite de la graisse à l'aide d'éthanol [Clarke, 2008].

Extraction de la fraction volatile dans l’espace de tête

• Micro-extraction sur phase solide
• Désorption thermique automatique

La deuxième étape est l'extraction proprement dite des molécules volatiles contenues dans l'espace de tête par exposition de la fibre à l'aide de la fibre contenue dans la seringue. Le processus « Purge et piège » (P&T) est le plus couramment utilisé pour extraire les composés de l’échantillonnage matriciel et de l’espace de tête (Figure 3).

Les extraits

• Extraction liquide-liquide et Macération
• Extraction au Soxhlet
• Extraction par Likens-Nickerson
• Extraction au CO 2 supercritique
• Extraction par micro-ondes
• Extraction par ultra-sons

Dans de telles matrices, il permet d'obtenir des rendements d'extraction de substances volatiles bien supérieurs à ceux de l'hydrodistillation [Bosch-Fusté et al., 2007]. Les principaux avantages résident dans le temps d'extraction court (15-30 minutes) et dans le caractère respectueux de l'environnement (pas de solvant, faible consommation d'eau) [Lucchesi et al., 2004b].

Les méthodes de séparation, d’identification et de quantification

Cas des composés volatils

• Chromatographie en Phase Gazeuse
• Chromatographie en Phase Gazeuse / Spectrométrie de Masse

Le développement de la GC multidimensionnelle a permis de s'affranchir de certaines difficultés rencontrées dans l'analyse des composés volatils [Marriott et al. De plus, l'utilisation de phases stationnaires chirales (colonne de cyclodextrine) en GPC bidimensionnelle a permis de différencier des monoterpènes énantiomères dans un mélange complexe [Mondello et al., 2006].

Cas des composés phénoliques

• Chromatographie Liquide Haute-Performance
• Chromatographie Liquide Haute-Performance / Spectrométrie de Masse

L'une des avancées majeures a été le développement de l'ionisation chimique directe [Hunt et al., 1977] ; Avec cette technique, l'échantillon déposé sur un émetteur chauffé est placé directement dans le gaz réactif. Cependant, l'intensité relative des ions peut être fortement affectée en fonction de l'équipement utilisé [de Rijke et al., 2003 ; March et al., 2007].

Méthodologie d’analyse du laboratoire

Application aux composés volatils

De plus, Pikulski et Brodbelt [2003] ont déterminé la position du sucre sur l'aglycone en étudiant les spectres de masse ESI des flavonoïdes glycosylés. Pour cela nous utilisons la spectrométrie de masse en mode IC (positif et négatif) et la RMN du carbone 13.

Application aux composés phénoliques

Les composés ont été identifiés à partir d'une bibliothèque « arômes » de laboratoire (sauf * : composés identifiés à partir d'une bibliothèque commerciale NIST [2008]). La classification des cultivars selon la composition chimique des huiles d'écorce (Fig. 48) présente certaines analogies avec celles observées pour les huiles de feuilles (Fig. 47).

Fragmentations des composés phénoliques en spectrométrie de masse

Les aglycones

• Les flavonols
• Les flavones
• Les isoflavones
• Les flavan-3-ols
• Les flavanones

Les autres fragments observés dans ce spectre de masse sont uniquement dus à la perte de petites molécules neutres et/ou de radicaux CH3·. Les principaux fragments observés proviennent de la perte de petites molécules neutres (CO, CO2, C3O2) de cet ion [M - H - CH3]-.

Les flavonoïdes glycosylés

• Nomenclature
• Détermination de la nature de la liaison sucre-aglycone
• Détermination de la nature de(s) substituant(s) glycoside(s)
• Détermination de la nature des liaisons interglycosidiques
• Etude des fragmentations de composés standards

La notation des ions Y0 ou Z0 formés signifie que la fragmentation a lieu au niveau de la liaison C-C ou C-O qui relie l'aglycone au premier sucre. L'abondance de ce dernier dépend fortement de la nature du sucre et de sa position sur l'aglycone (voir Partie A IV.2.4). La fragmentation de la liaison C-C entre l'aglycone et le sucre n'est pas favorisée ; les informations structurales obtenues en spectrométrie de masse sont donc limitées à ces constituants [Vukics et Guttman, 2010].

La détermination de la nature de ces liaisons interglycosidiques est problématique en spectrométrie de masse. Les ions Y30- ou Y70- (m/z 447) constituent le pic de base du spectre de la molécule et indiquent la perte de l'un des deux glucoses de l'ion quasimoléculaire (Tableau 14). Le pic de base de cette molécule correspond au fragment Y70- résultant de la perte du rhamose en position 7 (Tableau 16).

Nous rapportons également la présence d'un ion caractéristique du fragment aglycone à travers le fragment [Y70 - Y30]-.

Le myrte

Bibliographie

• Botanique et ethnobotanique
• Composition chimique

2008] qui ont montré une augmentation de cette activité en relation avec une augmentation de la concentration en composés phénoliques totaux au cours du cycle de croissance (de février à août). Des travaux successifs ont mis en évidence la variabilité de la composition chimique des huiles essentielles selon l'origine géographique du myrte commun. Presque toutes les huiles essentielles contiennent une grande quantité de 1,8-cinéole ; cependant, deux chémotypes majeurs ont été distingués en fonction de la présence ou de l'absence d'acétate de myrtényle.

2006] ont étudié la composition volatile d'extraits alcooliques (éthanol) et d'huiles essentielles de baies provenant de dix stations réparties dans toute la Sardaigne. 2009] ont réalisé un suivi de la composition chimique de l'huile essentielle de baies de myrte tunisien selon le stade végétatif. Les auteurs ont également constaté que les gallotanins, particulièrement abondants dans l'extrait de feuilles (8,75 mg/g), représentent 79,4 % de la masse des composés phénoliques totaux.

Leurs travaux ont permis de suivre l'évolution mensuelle de la teneur en anthocyanes et en flavonoïdes d'extraits conservés à l'abri de la lumière pendant un an.

Caractérisation chimique des baies de myrte de Corse et des spiritueux

• Variabilité intraspécifique de la composition volatile des baies
• Fraction volatile des spiritueux
• Variabilité intraspécifique de la composition phénolique des baies
• Fraction phénolique des liqueurs
• Phénols totaux et activités antioxydantes des liqueurs

Le tableau 18 indique la teneur moyenne de chaque ingrédient ; les écarts types relativement faibles montrent encore une fois l'homogénéité de la composition chimique en volatiles des baies de myrte corse. Il semble que le MEPS puisse être utilisé comme méthode alternative pour obtenir un « diagnostic » rapide et fiable de la composition volatile des baies de myrte commun. Cependant, ces quatre molécules sont des composés minoritaires avec des teneurs allant de 0,1 à 0,3 % de la composition chimique totale des deux matrices.

La caractérisation de la composition phénolique des grains de myrte issus des 16 stations a été réalisée par HPLC-DAD, d'une part, et par HPLC/MS, d'autre part (voir Partie A III.2). De plus, l’analyse de la composition chimique des baies est également utile aux professionnels, car connaissant la teneur en leurs composés. Pour les trois groupes, nous avons observé une diminution de la teneur phénolique totale pendant le stockage.

De plus, on observe une diminution de l’activité antioxydante durant la période d’analyse, quel que soit le test réalisé.

Le cédrat

Bibliographie

• Botanique et Ethnobotanique
• Composition chimique

Dans le sud de l'Italie, on trouve de nombreuses pâtisseries, glaces, granités et de nombreuses boissons au citron. Shiota [1990] a découvert que l’essence de l’écorce du cultivar Hand of Buddha cultivé au Japon est riche en limonène et en -terpinène. Plus tard, Fleisher et Fleisher ont étudié la composition des huiles essentielles de l'écorce et des feuilles de la variété Etrog du Yémen.

1998] ont comparé les compositions chimiques d'huiles essentielles et d'extraits d'écorces de la variété Diamante d'origine italienne obtenus par trois méthodes d'extraction : hydrodistillation, extraction au pentane et extraction au CO2. 2009] ont également étudié la composition des huiles essentielles d'écorces de citron Diamante d'Italie selon la maturité du fruit (petit citron vert, gros citron vert et citron jaune) et selon trois méthodes mécaniques. L'analyse met en évidence la présence de : - narirutine, hespéridine, scutlarine et didymine pour les flavanones glycosylées ; - sinensetin, hexamethoxyflavone, nobiletin, heptamethoxyflavone et tangeretin pour les flavones polyméthoxylées.

En 2001, Gorinstein et al. (2001) ont déterminé la composition en acide phénolique de la peau d'orange par fluorescence.

Diversité moléculaire des cédratiers

• Les feuilles : approche chimio-génétique de 24 variétés
• Les fruits : approche chimio-taxonomique de 17 variétés
• Synthèse

De plus, l'hétérozygotie renforce la différenciation observée au niveau de la diversité allélique avec des valeurs relatives faibles (< 0,36) pour 13 cultivars (le groupe A a une moyenne de 0,2) et une hétérozygotie élevée pour tous les 11 autres (0,64) (Figure 44). . . b) Composition chimique des huiles essentielles des feuilles. Nous avons entrepris la caractérisation de la composition chimique des huiles essentielles des feuilles de 24 variétés de cédrats par GC et GC/MS. Chaque autre composé répertorié représente en moyenne moins de 3% de la composition des huiles essentielles.

À l'exception de la variété « Florence », elles appartiennent toutes au groupe I, déterminé sur la base de la composition chimique des huiles essentielles des feuilles. Par analyse GC et GC/MS (voir partie A III.1), nous avons déterminé la composition chimique des huiles essentielles issues de l'écorce de 17 variétés de cédrat (V1-V17) poussant en Corse au sein de la station de recherche UR. GEQA. A l'exception du cultivar 'Corsican' V9, la fraction volatile des jus de 16 cultivars diffère de la fraction albédos par la présence de monoterpènes oxygénés.

Les variétés V1-V5, V7, V9-V10 sont regroupées en fonction de la composition chimique des huiles essentielles de l'écorce et de celle des fractions volatiles de l'albédos et des jus. Du point de vue de la composition volatile des huiles essentielles des feuilles (limonène/géraniol/nérol), la variété 'Corse' V9 s'en rapproche encore une fois. Ainsi, une différenciation entre le citron « Corse » V9 et la variété « Diamante » V8 est possible en fonction de la composition volatile.

Procédés de fabrication et de conservation des liqueurs de cédrat de Corse

• Maturité des fruits
• Elaboration et conservation des liqueurs

On note cependant des variations quantitatives entre la composition volatile des fruits de la première récolte (juillet) et celle des fruits des récoltes suivantes (août à janvier). Le tableau 39 présente une comparaison du profil chromatographique de la macération B-S8 (qui correspond aux conditions de macération industrielle) avec celui de la macération C-S4 (qui présente le taux de composés volatils le plus élevé). Une différenciation peut être effectuée en fonction de la force du signal (surface totale du chromatogramme).

Le tableau 42 fournit une comparaison de leurs profils chromatographiques basés sur la composition phénolique. L’augmentation de la concentration des composés extraits signifie-t-elle une augmentation significative de l’attractivité pour le consommateur ? La dernière partie traite de la production et de la conservation des liqueurs de citron corses (Citrus medica var. corsican).

Etude de la composition chimique pendant la phase de maturation du fruit : récolte de juillet 2009 à janvier 2010.

Tests statistiques

Compositions chimiques des macérations et des liqueurs de cédrat de Corse