Métabolites Végétaux : Primaire et Secondaires
Composés biochimiques essentiels des plantes
Métabolites Primaires
Directement impliqués dans la croissance, le développement et la reproduction annuelle d'un organisme ou d'une cellule.
Métabolites Secondaires
Fabriqués en faible quantité, très spécifiques à la plante.
Huiles Essentielles
Substance volatile et huileuse obtenue par extraction à la vapeur d'eau, contenant des monoterpènes, sesquiterpènes, et rarement des composés aromatiques. Produit par la plante en quantité faible.
Méthodes d'extraction
1. Distillation à la vapeur d'eau
En traitant à la vapeur d'eau pour entraîner les composés volatils. La vapeur est condensée sur une surface froide puis séparée par décantation.
2. Hydrodistillation
Immerge la biomasse végétale dans un alambic rempli d'eau que l'on porte à ébullition. La vapeur d'eau et l'essence forment un mélange immiscible. Après refroidissement, séparation.
3. Hydrodiffusion
Consiste à pulser la vapeur d'eau de haut vers le bas, contrairement à la technique de distillation classique.
4. Extraction par expression
Rompre mécaniquement les roches riche en essence. L'huile essentielle est ensuite séparée par centrifugation.
5. Extraction par CO₂
Basée sur la solubilité des constituants dans CO₂.
6. Extraction par solvants organiques
7. Extraction par micro-ondes
8. Extraction à haute pression et haute température
Analyse d'une huile essentielle
La séparation se fait par CPG (Chromatographie en Phase Gazeuse), qui donne les meilleurs résultats.
Identification des composés par techniques spectroscopiques : RMN 1H, 13C, SM... Couplage CPG-SM possible.
Huiles Fixes
Substance huileuse, non volatile obtenue par extraction par pressoir ou par un solvant organique. Composée d'acides gras saturés ou insaturés, glycérides, etc.
Les acides gras
- acide myristique => (14:0)
- acide palmitique => (16:0)
- acide palmitoléique => (16:1Δ9)
- acide stéarique => (18:0)
- acide oléique => (18:1Δ9)
- acide linoléique => (18:2Δ9,12)
- acide linolénique => (18:3Δ9,12,15)
- acide arachidique => (20:0)
Analyse de la composition en acides gras
Mise en œuvre après méthylation des acides gras obtenus par saponification. Analyse par CPG. Détermination structurale par spectroscopie RMN, masse. L'indice de saponification que l'on détermine nous donne une indication sur la longueur de la chaine.
Autres analyses :
- indice d'acide → détermination acides libres
- indice de saponification
- indice d'iode → détermination des doubles liaisons
- indice de réfraction → point de contrôle qualité
Exemple : Composition de Nigella sativa
Huile essentielle de Nigella sativa
Composants principaux :
- Thymoquinone
- Dihydrothymoquinone
- Allyl-5-methylbenzene-1,4-diol
- Isopropyl-4-methylcyclohex-3-ene
Hétérosides et Saponosides
Hétérosides
Liaison glycosidique entre :
- une partie sucre (ose, glycone)
- une partie non sucrée (génine, aglycone)
Saponosides
Vaste groupe fréquent chez les végétaux. Classés en deux groupes selon la nature de leurs génines :
- saponosides à génines stéroïdiques
- saponosides à génines triterpéniques
Extraction des Saponosides
- Extraction avec EtOH 100% ou 90%
- Concentration par évaporation sous vide
- Reprise dans eau chaude + acétate d'éthyle
- Séparation des phases :
- phase aqueuse : polysaccharides
- phase organique : saponosides
Séparation des saponosides
Par techniques chromatographiques (ex: TPLC)
Détermination structurale
Par spectroscopie RMN 1H, 13C, SM.
Flavonoïdes et Anthocyanosides
Flavonoïdes
Pigments responsables de la coloration des feuilles, fleurs et fruits.
Structure de base
12 groupes
Extraction
- Extraction avec EtOH + 10% H₂O
- Evaporation sous vide
- Reprise dans l'eau + extraction au phénol
- Séparation :
- chlorophylle + lipides
- génines libres
- hétérosides + flavonoïdes
Séparation et purification
Techniques chromatographiques
Anthocyanosides
Pigments responsables de la coloration de la plupart des fleurs et fruits. Existent sous forme cationique en solution acide.
La partie osidique des anthocyanosides peut être :
- monosaccharide
- disaccharide
- trisaccharide
Les anthocyanosides sont issus du métabolisme général des flavonoïdes. La séparation se fait par des techniques chromatographiques.
Alcaloïdes
Substances azotées toxiques naturelles existant à l'état naturel sous forme de sels. On distingue deux types :
- Pseudoalcaloïdes : Dérivés d'acides aminés présentant les caractéristiques des alcaloïdes (alcaloïdes terpéniques et stéroïdiques)
- Protoalcaloïdes : Amines simples dont l'azote n'est pas inclus dans un système hétérocyclique (amines simples, peptides, amino-sucres...)
Caractérisation des alcaloïdes
Réactifs précipitant les alcaloïdes :
- sulfate de cérium et d'ammonium
- la ninhydrine
- réactif de Vitali-Marin
- chlorure ferrique
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