Etude des parfums de Tillandsia crocata, xiphioides et caliginosa

extraction et l’identification des composés volatils émis par les fleurs odorantes de Tillandsia crocata, xiphioides et caliginosa

Mame-Marietou LO, doctorante (2018-2021) au sein de la même équipe a publié les résultats de son étude sur l’extraction et l’identification des composés volatils émis par les fleurs odorantes de 3 espèces et de certaines leurs formes provenant de notre pépinière : Tillandsia xiphioides, Tillandsia crocata, Tillandsia caliginosa.

Vous pouvez retrouver l’intégralité des publications (en anglais) en cliquant sur ces liens :

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.1c00917

https://www.mdpi.com/2218-1989/11/9/594

Tillandsia est l'un des 57 genres végétaux appartenant à la famille des Broméliacées.(1−3)En raison de leur apparence caractéristique, les broméliacées sont des plantes horticoles très importantes.(4)En effet, les Broméliacées sont une famille bien connue de monocotylédones considérées comme endémiques aux Néotropiques.(5)Il est divisé en huit sous-familles.(3,6,7)Considéré comme le genre le plus diversifié, Tillandsia comprend plus de 700 espèces, dont les principales sont des épiphytes.(2,8,9)Le genre Tillandsia a montré quelques potentialités en pharmacie comme plante médicinale.(dix)

Concernant les composés volatils, le profil aromatique du genre Tillandsia est très peu décrit. Deux espèces ont été étudiées : Tillandsia macropetala et Tillandsia crocata . Il convient de noter que T. macropetala a été déplacé vers le genre Pseudalcantarea à partir de 2016.(11)En 2014, neuf composés volatils (trois dérivés d'acides gras et six terpénoïdes) ont été identifiés chez T. macropetala par Aguilar-Rodriguez et al.(8)L'extraction des composés volatils a été réalisée à l'aide de la méthode dynamique de l'espace de tête tiré et de l'analyse par chromatographie en phase gazeuse avec détection sélective de masse (GC-MSD). La présence des composés a été corrélée à la pollinisation par les chauves-souris.

En 1991, l'extraction des composés volatils de T. crocata a été réalisée dans l'espace de tête avec des cartouches adsorbantes, et l'analyse a été faite par chromatographie en phase gazeuse couplée à un détecteur à ionisation de flamme (GC-FID) et chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS ). Cela a permis l'identification de sept molécules volatiles.(12)La pollinisation de T. crocata serait réalisée par les abeilles Euglossines en raison de son odeur très intense. Les parfums et leur composition sont très importants pour attirer les pollinisateurs jouant un rôle dans le cycle de reproduction des plantes à fleurs. Les composés volatils émis par les fleurs sont généralement des terpénoïdes, des benzénoïdes et des phénylpropanoïdes.(13)Ces composés proviennent de différentes voies de biosynthèse, leur synergie conduisant au parfum floral.

L'extraction est une étape très importante dans l'étude de la composition des volatils floraux d'une plante. À cette fin, les méthodes fréquemment utilisées sont la distillation à la vapeur, l'extraction par solvant et le piégeage de l'espace de tête.(14)En plus d'être chronophages, les deux premières techniques nécessitent l'utilisation de grandes quantités de solvants et peuvent provoquer des artefacts thermiques.(15)Par conséquent, les méthodes de piégeage de l'espace de tête telles que la microextraction en phase solide de l'espace de tête (HS-SPME) sont de plus en plus utilisées. En effet, c'est une technique qui présente plusieurs avantages, dont la réduction du temps d'extraction, l'absence d'utilisation de solvants organiques, la possibilité d'automatisation, la facilité de couplage avec la chromatographie en phase gazeuse (GC), la simplicité, la sensibilité et la sélectivité.(16,17)C'est une technique qui a été introduite en 1990 par Arthur et Pawliszyn(18)pour analyser les polluants dans l'eau. Depuis, son champ d'application s'est énormément développé, notamment dans l'analyse des composants odorants de nombreuses fleurs et autres matières végétales.(19)La SPME est basée sur l'ab/adsorption des composés sur une fibre, enrobée d'un polymère, également appelée phase d'extraction. Plusieurs polymères de polarités différentes sont actuellement disponibles, et la désorption des composés est généralement réalisée par une méthode thermique en GC. En effet, les composés polaires sont sorbés sur les fibres polaires et les composés apolaires sur les fibres apolaires. Cependant, il est impossible d'effectuer des injections répétées lorsque tout l'échantillon est désorbé dans l'injecteur.(20)Pour l'extraction, la fibre peut être directement immergée dans le liquide, en présence d'un échantillon liquide ; dans ce cas, il est appelé immersion directe (DI-SPME) ou il peut être exposé à la phase vapeur en présence d'un échantillon solide, liquide ou gazeux, auquel cas il est appelé espace de tête SPME (HS-SPME).(21)Outre la nature de la fibre, plusieurs autres paramètres peuvent affecter la méthode SPME tels que la température et la durée d'extraction, le temps d'équilibrage, le temps de désorption et l'agitation.

Comme de nombreux facteurs influencent la réponse du système, l'optimisation peut être effectuée à l'aide d'une approche multivariée. En effet, alors que dans les procédures univariées chaque facteur est étudié séparément et nécessite un grand nombre d'expériences, les approches multivariées simultanées telles que les plans d'expériences permettent de faire varier simultanément tous les facteurs étudiés dans un nombre prédéfini d'expériences et de mettre en évidence les interactions existant entre eux, ce qui ne sont pas détectables avec les méthodes expérimentales classiques.(22)

L'objectif de ce travail est d'appréhender plus profondément la diversité de la composition chimique des composés volatils émis par les fleurs des espèces de Tillandsia acclimatées en région Occitanie (sud de la France), telles que Tillandsia xiphioides . Cette espèce est connue pour présenter un parfum floral fort et agréable,(23)mais la composition n'a jamais été étudiée. T. xiphioides Ker Gawler est originaire d'Amérique du Sud (Bolivie, Paraguay, Brésil, Uruguay et Argentine) et permet de grandes variations en fonction de la taille de la plante, de la succulence, de la disposition des feuilles et de la pubescence.(2,6,23,24)

Cette étude nous permettra de décrire pour la première fois les composés volatils émis par les fleurs de T. xiphioides . Pour y parvenir, la méthode HS-SPME/GC-MS a été utilisée pour l'extraction et l'analyse des composés volatils. Après avoir sélectionné le type de fibre, une conception composite centrale face centrée (FCCD) a été réalisée afin d'étudier l'influence des principaux facteurs affectant l'extraction des composés. La méthode choisie a été appliquée à deux formes de T. xiphioides, et la chimiométrie a été utilisée pour vérifier s'il y avait une différence entre la composition volatile des fleurs des deux formes de T. xiphioides