Détermination "in vitro " du pouvoir antibactérien des huiles essentielles d'eucalyptus, myrte, clous de girofle et sarriette, et leur application à la conservation de la viande fraà®che type hachée.

Résumé

Les huiles essentielles et leurs constituants ont une longue histoire comme agents antimicrobiens, cependant leur utilisation comme additifs antimicrobiens dans le domaine agroalimentaire a été rarement rapportée. Ce travail a pour but d'apporter une contribution à la mise en évidence de l'activité antimicrobienne des huiles essentielles. Dans un premier temps, cette étude est axée à l'extraction de ces métabolites à partir de plantes autochtones de Kabylie à savoir l'Eucalyptus et le Myrte commun, et d'une épice importée « Clous de Girofle » par le procédé d'hydrodistillation à deux échelles (hydrodistillateur type Clavenger, et semi-industriel). La quatrième huile testée est celle de Sarriette des jardins certifiée extraite en France.

Dans un second temps, le travail est orienté vers la mise en évidence de l'activité antibactérienne de ces huiles sur les souches bactériennes pathogènes, les plus incriminées dans les empoisonnements alimentaires (S. aureus, B. cereus, S. paratyphi A., S. flexneri, P. aeruginosa et E. coli) en employant trois méthodes : méthode d'aromatogramme, de microatmosphère et celle de diffusion en puits. Les huiles faisant l'objet de l'étude ont montré une forte activité antibactérienne sur l'ensemble des souches testées, parmi lesquelles S. aureus s'est révélée être la plus sensible tandis que P. aeruginosa est la plus résistante. Les concentrations minimales inhibitrices sont déterminées par la méthode de dilutions en milieu solide. La plus faible CMI étant exercée par l'huile essentielle de Sarriette avec 10,1 ul / mL sur la totalité des souches testées. Tandis que celle de Myrte exerce un effet antibactérien non significatif.

Ces résultats, laissent entrevoir une issue favorable dans le domaine de la sécurité sanitaire du consommateur. On évoquera l'application de ces propriétés dans le maintien de la salubrité d'une viande hachée conservée à une température de réfrigération.

Mots-clés : huiles essentielles, activité antibactérienne, hydrodistillation, pathogène, CMI, viande.

INTRODUCTION

INTRODUCTION

La viande peut être le siège d'une contamination et d'une prolifération microbienne, car elle constitue un excellent milieu de croissance pour un grand nombre d'espèces bactériennes (LABIE, 1993). La qualité hygiénique des viandes dépend, d'une part de la contamination pendant les opérations d'abattage et de la découpe, et d'autre part du développement et de la croissance des flores de contamination pendant le refroidissement, le stockage, distribution et préparation des viandes et produits carnés (ZWEIFEL et al., 2005). En effet, l'abattoir constitue l'un des points critiques majeurs de l'hygiène des viandes. Il est considéré comme l'étape où les plus grandes opportunités de contamination (80 à 90%) de la microflore des viandes parvenant aux consommateurs (JOUVE, 1990).

Parmi les micro-organismes rencontrés dans la viande, on peut citer les bactéries qui peuvent toucher la santé du consommateur en lui causant des toxi-infections alimentaires et celles qui peuvent altérer les caractères organoleptiques de la viande (KOOHMARAIE, 2005).

En Algérie, les maladies d'origine alimentaire qui résultent des viandes contaminées avec des bactéries pathogènes constituent une grande préoccupation pour les pouvoirs publics. Généralement, ce genre de problème touche des populations massives. Près de 6000 cas ont été enregistrés par exemple en 2008 à l'échelle nationale. Les intoxications alimentaires collectives surviennent notamment des restaurations collectives en raison du non-respect des conditions d'hygiène lors de la préparation des produits. Un chiffre qui pourrait être multiplié par 4 ou 5 du fait qu'il n'y a que les cas d'hospitalisation et de consultations médicales qui sont déclarés et notifiés par les services concernés. Il est utile de signaler que près de 40 % des cas d'intoxication sont dus à l'ingestion de viandes et dérivés impropres à la consommation. Selon une étude de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS), on compterait quelque 500 décès par an en Algérie dus à des intoxications alimentaires, 3600 hospitalisations et 4000 intoxications par défaut d'étiquetage. En outre, "chaque cas d'hospitalisation coûtera entre 3000 et 4000 dinars algériens".

Aujourd'hui, différentes stratégies sont appliquées dans le but de contrôler les pathogènes dans la viande. Un intérêt particulier a été manifesté ces dernières années pour les huiles essentielles (DEMIRCI et al., 2008), considérées comme des produits naturels et sains et, qui constituent une alternative effective pour les produits de conservation chimique. Pour mieux appuyer cette hypothèse, voici une vive déclaration d'un citoyen algérien victime d'une intoxication alimentaire : "C'est après avoir consommé des pâtisseries que je fus pris de malaises suivis de vomissements accompagnés de dysenterie; ce qui a forcé mon transfert aux Urgences où je fus traité au Spasfon. C'était tout dire le soulagement ressenti sur le coup. Malheureusement, il n'en fut rien. La seule issue était de me retourner vers les plantes médicinales qui, dès leur absorption, m'ont soulagé".

L'évolution des esprits et le refus du "tout chimique" qui se manifeste de plus en plus, ouvrent un peu plus la porte au "retour au naturel". La gravité des toxi-infections alimentaires collectives, couplée à la tendance des bactéries à résister aux agents antimicrobiens nous a

conduit à nous intéresser à l'inépuisable source de produits naturels à vertu antimicrobien: les plantes médicinales.

Les huiles essentielles (H.E.) sont des substances qui occupent une place particulière dans leur utilisation en médecine, en aromathérapie et en agroalimentaire (ROTA et al., 2008). Nos ancêtres utilisaient des huiles essentielles de certaines plantes comme le lentisque pistachier (Pistacia lentiscus), pour la désinfection des carcasses de certains animaux de chasse. Très peu d'études ont été réalisées jusqu'à présent sur les propriétés antibactériennes des plantes et herbes aromatiques d'Algérie.

L'objectif de notre travail est basé sur l'évaluation "in vitro" de l'activité antimicrobienne de quelques huiles essentielles extraites par hydrodistillation à partir des espèces végétales de la région Kabyle et d'autres régions du monde. La concentration minimale inhibitrice (CMI) a été déterminée pour chaque huile essentielle vis-à-vis de certaines bactéries pathogènes entre autres: Staphylococcus aureus (S. aureus), Salmonella paratyphi A. (S. paratyphie A.), Bacillus cereus (B. cerues), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa); Escherichia coli (E. coli) et Shigella flexneri (S. flexneri). Les huiles qui s'avèrent avoir une significative activité antimicrobienne "in vitro", seront appliquées directement dans la viande fraîche bovine conservée à 2 #177; 1°C. L'optimisation des doses appliquées à la viande est estimée par des analyses sensorielles.

DONNEES

BIBLIOGRAPHIQUES

effe dernirevtiliation rév ré

Les huiles essentielles HE

HAPITRE I: Les huiles essentielles (H.E.)

Il 1 Historique ^de des huiles ^standard essentielles

Dprèspeut varier BOUZOUITA et l^de (006 vue _l'histoe se des plante ^desaromatiques personnes et ^deméicinales est associée à l'évoltion aussi des civilisations humaine des botanistes, des physico-chimistes, des L'homme des préhistorique quiou des avait très peu de mo

Les ueilltte et ^onte la étéhase initialement En assimint la flor végéta"^esp^rit" localp^uis il a décovert Durant les ^unlanes utiles international et indispensables avait pour survivre en 1983 Ce^au régime essentiellement une végétarien ^deétait le berceau d'utilsation denomination des produits naturls a été À cette époue au bien que^{de celle}les hus d' "huile essntielles ne soient seul pas en signalées nommémen

Déj mo 40 000 an avant rai _JsusChrist du (av soit J-C les aborigènes a _laautralien vapeur _utilisaient ou san le

presence plantes aromatiques soit p^arpour traiter les infections des par fumigation de fruits ou cataplasme citrals et dans lesque l'eu l'argile des et les pantes les _montraient aux huiles leur efficacité table _synergique Les Mais c'est autour du ^debasi^ce huiles rendent leur extraction a la méditerranéen que la science médicale va vraiment s'établir avc On _les les _grandes appelle civilisation Egyptienne comme _{Babyloniennel'essence} elles puis Grecque ^Onet ^lesRomaine Ce d'ailleurs sont cependant parfois essences.les texte

Les ui apportent les descriptions les plus avec _détaillées d'autres _Les procédés plantes étaient ceux utilisée^cites dans tousne so le
domaines de l ^lavie pour abrique^d'^huile les parfums donnée de coméiques maide l'Associatio:aussi pou

l'embaumement de des défunts Cette dernièr Ceux-ci _utilisation alors _révèle les nomsla parfate maîtrise par le
Égyptiens des vertus absolue antibactérienne et antiputrides de certaines 2000; huiles essentie 2007).

pres TURGEON (2001), on distingue trois v JC les Perse semble avoir inventé la ditillation mai il faudra les attendr^huiles 2000 que ce les _procédé rectifiéessoit _sensblement les huiles _{perfectionné} fractionnées. C'

Les huiles brutes ou naturelles sont obtenues par distillation une man (9801037) qui produit la première HE de roses Pour cela il met ^auquan _point 1 e matieres c Il écrit de nombeux végétales ouvrages médicaux dans aiguilles, lesquels il fait une large pace Elles a sont ssentielles (FREE

ae is 918 RenéMaurice Gattefossé chimiste i entramement et parfumeu a is frança

Enfin, explosion dans son^de laboratoire Par éflexe i huiles plongeait sa main dansOn les _un obtient _récipient en d'HE d ^leslavande (Lavndula hybrda) en diverses Le soulagement fractions, selon était ^leursimmédiat la guérison de e et sa cica

Pour rprenant l'ncitait certaines _à mauvaisesse consacer à l'étud lesdes es propriétés antibactérienns des on _huiles pent :traire directement sentielles Il crée en 1928 la sontnotion les «aromathérapie» et publie en 1931 un ouvrage mandarins du même om ^Cettedans ^extractionequel il décrit s'effectue la relaion entre^exp^ression la strucure a froid _bochimique zestes frais.de _l'huile On _essentielle dans ^ceet son^cas essence tivité biologique (FREEMAN de et CAREL 2006) Pour les autres plantes aromatiques, 1'extraction

o D' è CAILLET

f dun remède naturel Il existe aujourd'hui approximativement 3000 HE d sont réellement commercialisées

rfums.

2- Terminologie et défnition des huiles essentielle

Il n'existe pas de définition standard pour l'huile essentielle «la notion d'huile essentielle peut a varier avec

rofessionnelles aussi dissemblablement

· usels des parfumeurs ou des pharmacologues» Thyms (Thymus vulgaris) ; Romarins HE ont été initialement appelées "esprit" pui

ü ional qui avai lieu en 1983 au Singapour et pour une considération de n e lesnomination essences a été aandonnée au profit de clle d' hue essenelle» seul n usage actuel

· les Lauracees

· el TREINER (999) « l' H.E représente l'ensemble des sub

d moléculaire extaites du végétal soit par ntraînement la vapeur (avec ou sans e d'eau)

es rendent leur extra

ue, comme l'essence elles s'enflamment. On les appelle d'ailleurs p

e roduits obtenus par extraction avec d'autres procédés que ceux cit

· pris dans la défnition d'huile essentie

n se de Normaisation (AFNOR). Ce

a résinoïde, absolue (BRUNETON, 1993; AF

· baies (genevrier : Juniperus communis);

· ès TURGEON (2001), on distingue trois catégories d'H urles, les huiles rectifiées et les huiles fr

- Les huiles brutes ou naturelles

sont pas raffinées parties dune plante contiennent ces huiles, mais elles sont souvent

- Les huiles rectifiées sont des huiles brutes purifiées, c'es-à-dire que cetains résidus de la distilltion ont éliminés par 'entraînement à la vapeur.

- Enfin, es H.E. de qualité supérieure sont des huiles fractionnées. On les obtient en sépaant les composés volatils en dive

ou éviter certaines mauvaises définitions, es seules planes aromatiques dont on peut directem

. tte extraction seffectue par expresson à froid des zestes frais On parle d

· ssce dorange, dessence de citron, et. Pour les

«huiles essentielles».

3- Répartition botanique et localisation des HE da

armi les 800.000 espèces végétals environ,

ynthtiser une HE. sont peu nombreuses(VERRECK, 2007). Seuls 10 % du _règneal., végéta en a la possibilité

Qu

attractif, vis-à-vis Les Lamiacees: Lavandes (Lavandula favoriser h_ybrida₎, Th_yms ₍Th_ym

de barriere contre 1"

^(Roarprotecteur par ^ffina), action antiseptiqueà en g

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· comme _Si aes ^sources(Abi ibiic^ae

Pde controler ou Cit reguler sont l environnementCb (role ii) ecologiq Pl . r r

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a H.E. possed

HE pe entre ^êles plantes^xa pour ^fsla germination ^parti et^d la^l pⁿcroissance) ores ides et peuvent servir de 1 t bioactifs des ur (pé r om jmn Jminm gfrm)_I

' (ROBERT et al..199

?orces

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ion aes nuiies essentielles

urs baies (genévrier : Juniperus communs);

boutons floraux : (clous de girofle : Syzygium aromaticume^xt^raⁱts n fruits (persil a _Petroselinum Chaque sativum);

En principe toutes les parties d'une plante contiennent ces huiles mais eles sont asouvent majoritairement dans l'une d'elles La synthèse et l'accumulaion des HE dans les végétaux sont généralement lies à l'existece de structres histolgiques spéciaisées localisées en certains points des

TREINER 1999)a Ce structures peuvent être:

internes;

des poils sécréteurs internes (labiées, géraniacées) ou externes (eucalyptus); i des canaux sécréteurs (ombelifère conifères)

ebullition. Les vapeurs heterogenes sont condens

elon TRENER (1999) la teneur des plantes en HE est généralement considérée faible e est de l'ordre de 1 à 3 % à l'exception du clou de girofle (14 à 19 %) du macis (10 à 13 de la noix de muscade (8 à 9 %) et de la cdamon (4 à 10 %)

4- Les huiles essentielle dan la plante

es rôles biologiques des HE son souvent ma connus (SLUSARENKO t al 1993)

rtains des auteurs PARIS (1981) et MAINEBLAU (1994) ont suggéré qu'elles auraie _

cteur attracif visàvis despa^r uⁿnsectes afin dede favoriser la pollinsation;

de bè solubles t l'ét; idissement de c

s spécialistes considèrent le

L plante de contrôler ou réguler sont deenvironnement (rôle écologique): attraction desa insectes a _{pollinisateurs} la action répulsive sur le prédateurs le bas. inhibition de la des germination des graines est voire communication entre les végétaux de(mision e sinaux chimiques sgnalnt par a présence d'animaux herbivores par exemple) (HURTEL 2006) et un certain Hombre de produits plus

Les HE possèdent des popriétés anifongiquesles anibacériennes ce _{alllopathiques} ne

(compétition entre a les plantes pour la un germination et la croissance) chez les plantes des

région

égétau (ROBERT e al 1993) (2002), cette technique comporte toutefois certains

Entînt~mpie sans ie cas à _la expression apu d'

s aromatiques s'effectuera simple

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ssence, lors de l'expression a froid. On obtientainsi

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codificationparvoieenzymatiquelieeal'oxydationparfairtaemnt illt

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- ,, pour les gommes, les grains, les baumes et les resins. Cette ma;

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(ether de pet ,, _{y p g g}

eent oy) dns n bic₉ rmp ,, du _{quifiltration} st ue _dissolute prée
^'ethanol ex. mimosa: Acacia sp.).

ulit L p ^égès

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les graisses

_p

'll d fi d d "builli" à l'H

es plantes Elle pe

ette isomérisation etc)est le mileu la pouvant avoir un pH a relativement acide (BRUNETTON

¹⁹⁹⁹⁾

grans p

il

^till

Pendant l'hydrodistillation, l'eau, l'acidité et la température peuvent provoquer la formation de produits indésirable vore même la destruction des produis labiles sans oublier des réarrangements que peuvent subir ces produits (NÉPOMUSCÈNE 1995).

- Le matériel végétal est séparé de l'eau: la plante est placée sur la grille perforée dun extracteur et traverée par un courant de vapeur deau. Les H.E. entraînées par la vapeur d'eau, peu solubles dans l'eau, sont alors séparées du distillat par décantation, après refroidissement de ce dernier. Cette méthode est industrielement la plus

52 Hydrodiffusion

essence L'hydrodiffusion consisteest alors à pulser d la vapeur d'au à trè ^desfaible presson grasses (002 à 015^a bar) travers la masse ^cettevégétale du haut^est trésvers delicate, le bas La compostion et des produits obtenus est^au ant alitativement sensibleme 2004).

urds non volatils tels que les flavonoï

Il orrespond plus à une H.E Le procédé permet un gain de temps et d'énergie (BRUNETTON 1999)

Selon LIQUET et WEYNANS (2002) cette echnique comporte toutfois certains inconvénients majeurs: a haute température de fonctionnement le (100-120a °C) entraîne la destruction aou la etmodification d'un it grand nombre de produits thermolabies et la etgenèse d'artefacts.

⁵² Extraton ^presente pr ^isxpresip^arncu

ivants lsans _d risquer _l de laisser d' d P

i

_-

auparavant de l'huile végéale ou un mélange de graisse de porc et de graisse de boeuf, épuré et stabilisé avec d

soit saturé	vée à lalcool é
drnir condui à une pommade appelée "abo	lue (ex. jasmin: Jasminum;
Lenfeurage à chaud st dentique, mais ave	de la graisse chauffée au bain-marie et après
filtration et évaporation de léthanol, on o	une crème parfumée (H
- le CO2 est bon marché, abondant, fmam2mable etch inerte ;
- Dans ce procédé, les végétaux sont imm
Lessence absolue ;
Malheureusement, cette méthode est t solvant (BOUSBIA, 20
-absence de reaction avec les autres solvants.

sagit dun nouveau procédé d'extraction des matières premières

es extraits « coeur de la nature » souvent proches de lodeur de la matère premère traitée et exemts e solvant organiques (BOUSBIA, 204). Elle utilise une propriété sngulière du gaz carbonique_en orsqu'il ateint un état supercritique (lorsque le CO2 est une tmpérature supérieue à 31C et sous-pressio, il présente u éta intermédiaire entre gazeux e le liquide figur 1).

liposolubles (solubles daps les corps gras): quand on conserve des plantes aromatiques (ou un
Danflacon cet éat, i présente la partcularité de pouvoir comme _undssoudre de nomreux composés_ou de

tissus vvants sns risquer e laisser de aces de prouits indsirables come les solvnts.

bleau I: Avantages et inconvénients de l'extraction par

ENNAR, 2002).

Avantages Inconvénients

- La capacité d

rieure à celle des solvants habituels _saux extraits classiques1'

et cm_quemnt ne

'e sd' hi nt

tion avec les autres ae solvantsmasse

eiie 6 Prpiétés ie aomame _{aappphysicochimiques} ion est _dse p hules e en essentielles u. i in ertet,

iformations concernant la composition élémentaire d'un éch , la structw

Lolécules ^jité inorganiques, d HE organiquest d liuid et biologiques; tè lé la composition l HE qualitative ^loé et quanti g

e HE d Cnell Cinmu licum) e bl (HE de Mtii Mi

hill⁾ vt ⁽HE d

tmpérature ambiante ell

énéal plus légères que l'eau dans laquelle elles ne se mélangent pas car elles ont liposolubles (solubles dans es corps gras): uand on cnserve de plntes aromatiques (u un flacon d'HE ma bouché) dans un endroit fermé comme un réfrigérateur les fromages ou le beurre voisin prendront rapidement l'odeur de lhuile essentielle (HURTEL 2006)

La grande majorité des HE sont généralement deinsolubles dans l'eau mais soubles dans
les liquies orgniques comme l'alcol l'éther e le huiles végétaes (JOCTEUR 2006) la

Ce sont des molécules légères qui sont entraînées par la vapeur d'eaula lors de la distillation; l'huile se sépare de leau du distillat ma

illée aromatisée) à laquelle on aoute parfois de l'alcool, de

onservateurs (HURTEL, 2006)

riferant et non pour indiquer leur structure chimique, c

7- Qualité

ifférnts essai, cmme le tst de miscibilité à l'thanol e certaines meures phsiques comme la détermination de l'indice de rfraction du pouvoi roatoire et de la densité elative La couleur et 'odeur sont aussi considérées comme des paramètres mportants (PIBIRI 2006)

71- Méthodes d'analyses physiques et chimiques

Ces méthodes permettent d'obtenir le caractéristiques physiques et chimiques propres à chaque hulele ssentiee On peut citer: la densité indic de réfraction le etpouvoir rotatoire le point de congélation les indices dacide d'ester et de carbonyle la solubilité dans l'éthanol (AFNOR 1989 produits sont les monoterpenes qui repondent a la formule brute de C10

72 Méthodes de détermination des ^C nstituants ^it de l'huil

hi

epoxyaes

aues. g (C

·
·

·
·

⁹dan

dans Spectroscopie de masse _une (SM)

el CHIHOUNE (2005), l SM es sans dout, parm toutes es techniues analytiques, ont le domaine dapplication est le plus

rations concernant la composition élémentaire dun échantillon; la structure de les inorganiques, organiques et biolo

8.1- - Coupla

développement impo

nstituants des HE. es rendu possible grâce au couplage du CPG directement à la spectrmétrie de masse (GARNERO, 1978). Lors du coupge, la chromaographie (CPG) permet dans un premier niveau de séparer et d'isoler chacun des contituants du mélange qui est injecté séparément dans la chambre d'io

veau). Grâce à cette innovation importante, la spectroscopie de masse est devenue la technique la plus sensible pour obtenir des données importantes sur la structure de composés organiques nconnus (PEYRON et alC, 1992) r

eprésent

Dans ompoés présents des en tace possèdent un rôle lesimportant du fait qu'ls augmentent le pouvoir ceux antimicobien de l'huile grâce à leurs activités mono synergiques avec les compsés De majeurs ⁽MAHMOUD ²⁰⁰⁴

Les H.E.= non seulement sont des mélanges complexes de constituants hétérogènes, elles appartiennent de façon exclusive à deux groupes caractér

ditinctes, le goupe des terpnoïdes d'une part et le groupe aromtique et aliphatique (alcanes, alcènes, alcénols phénols, etc.) d'aure part

umt, ngde quelques d _j, i d

3: les hi

es cqs (UEL, sont6).

8.1- Terpénoïdes est represents

8.1.1 Généralités en espagnol) et qui sont importants en pharmacognosie en raison de

Ves le milieu du XIXe siècle, les ravaux sur lesnce de térébnthine sont à lrigine du terme terpènes donné aux hydrocarbures de formule brute _C10H16. On les trouve fréquemment dans les huiles vlatles des plante, nommées H.E., cr elles renfermnt la

Quinta essentia, la fragrance de la plante

Dans e cas des H.E., seuls seront rencontrés es terpènes les plus volatils, c'est-à-dire ceu