1 Introduction
O. gratissimum est une plante très connue et utilisée au Bénin, aussi bien à des fins culinaires que thérapeutiques (infections oculaire, cutanée, intestinale, etc.) [1]. Diverses études faites sur cette espèce ont conduit à la mise en évidence de deux principaux types :
- • le type à thymol, accompagné la plupart de temps de p-cymène et de γ-terpinène [2–4] ;
- • le type à eugénol [5–7].
Dans une étude antérieure relative à l'inventaire systématique des ocimum poussant au Bénin [8], nous avons montré que ocimum gratissimum est caractérisé par un type à thymol influencé profondément par la coexistence du p-cymène et du γ-terpinène.
Cette plante se retrouve généralement, de par sa pérennité, dans les habitations où les populations peuvent s'en servir pour leurs besoins. La coexistence du trio T, G et P dans les huiles essentielles nous a amené à procéder à une expérimentation à partir des graines obtenues chez des plantes de profils chimiques connus.
Nous montrons dans cette étude que différents paramètres, tels que le site de culture, le cycle végétatif, l'heure de récolte ou le séchage, modifient constamment la composition chimique de l'huile essentielle de cette plante.
2 Matériel et méthode
Les semences sont constituées des graines OG1 et OG2, récoltées respectivement à Tanguiéta (Nord-Ouest) et à Pobè (Sud-Est) du Bénin. Le matériel végétal représente la partie aérienne des plantes.
Les sites de culture sont : le Centre national d'agropédologie (C) au sud, Pobè (Po) au sud-est, Niaouli (N) au sud, Savè (S) au centre, Parakou (Pa) au nord.
En période de pleine floraison, des prélèvements de parties aériennes des plantes ont été effectués sur chaque site en vue d'analyser l'influence du site de culture sur la qualité des huiles essentielles. Parallèlement, une étude de l'influence du cycle végétatif sur la composition chimique des huiles essentielles a été réalisée à Kansoukpa (K), au sud, à partir des graines OG1. Les plantes ont été suivies pendant huit mois à travers des prélèvements mensuels. Au stade de pleine floraison, des prélèvements ont été faits à différentes périodes de la journée : 7 h, 10 h, 12 h, 16 h et 19 h en vue d'examiner la variation diurne de la composition chimique des huiles.
Une récolte abondante à été faite en période de maturité des graines sur les plantes OG1 cultivées sur le site C. Après répartition en neuf lots quantitativement équitables, séchés à l'ombre dans un endroit sec et aéré, chaque lot à été extrait par intervalle de temps de 72 h en vue d'étudier l'influence du séchage sur le profil chimique des huiles.
Les huiles essentielles ont été obtenues par hydrodistillation à l'aide d'un appareil du type Clévenger et les analyses chimiques par CPG et CPG/SM.
Nous représentons les échantillons d'huile essentielle par XLα, avec :
3 Résultats et discussion
3.1 Influence du site de culture
Les Tableaux 1 et 2 rapportent les résultats obtenus sur chacun des sites en période de pleine floraison. Les rendements d'huile essentielle, rapportés au poids de matériel frais varient de 0,3 à 1,9 %. Les valeurs les plus élevées ont été obtenues sur le site de Niaouli, et particulièrement chez les échantillons OG1.
Influence du site de récolte sur la composition chimique des huiles essentielles de OG1
| OG1 | OG1C3 | OG1Po3 | OG1N3 | OG1S3 | OG1Pa3 | |
| α-Thujène | 8,2 | 4,3 | 5,3 | 7,3 | 5,1 | 6,1 |
| α-Pinène | 2,3 | 1,1 | 1,5 | 1,9 | 1,2 | 1,6 |
| 1,8-Cinéole | 2 | 1,1 | 1,2 | 1,4 | 1,2 | 1,3 |
| α-Terpinène | 3,2 | 5 | 3,6 | 1,3 | 6 | 5,6 |
| Myrcène | 5,2 | 3,9 | 4,1 | 5,2 | 4 | 4,6 |
| β-Caryophyllène | 2,3 | 1 | 0,9 | 0,9 | 1,2 | 1 |
| Germacrène D | 3 | 1,4 | 1,1 | 1 | 1,2 | 1,1 |
| p-Cymène | 35 | 23 | 13,5 | 19 | 17 | 24 |
| γ-Terpinène | 15,2 | 18,7 | 35,2 | 23,4 | 35,1 | 19,7 |
| Thymol | 8,5 | 30,1 | 25,4 | 30 | 19,7 | 26 |
| Rendements (%) | 0,2 | 0,9 | 0,9 | 1,9 | 0,8 | 0,8 |
Influence du site sur la composition chimique des huiles essentielles de OG2
| OG2 | OG2C3 | OG2Po3 | OG2N3 | OG2S3 | OG2Pa3 | |
| α-Thujène | 7,7 | 5,3 | 6,9 | 5,1 | 5,2 | 6,8 |
| α-Pinène | 1,9 | 1,5 | 2 | 1,3 | 1,4 | 1,9 |
| 1,8-Cinéole | 1,8 | 1,3 | 1,5 | 1,2 | 1,3 | 1,6 |
| α-Terpinène | 3,2 | 6,9 | 9,4 | 4,8 | 6,8 | 10 |
| Myrcène | 5,8 | 4,4 | 5,4 | 4,3 | 4,4 | 5,5 |
| β-Caryophyllène | 2,3 | 4 | 1,1 | 1,6 | 1,1 | 1,3 |
| Germacrène D | 2,4 | 1,5 | 0,8 | 1,3 | 3 | 1,3 |
| p-Cymène | 24,5 | 5,7 | 14,2 | 15,9 | 9,6 | 8,9 |
| γ-Terpinène | 13,4 | 21,5 | 18,4 | 12 | 18,8 | 22,3 |
| Thymol | 23,1 | 31,7 | 29,4 | 43 | 36,4 | 28,8 |
| Rendements (%) | 0,6 | 0,9 | 0,7 | 1,7 | 0,3 | 0,5 |
L'analyse de la composition chimique montre une variation du profil chimique des huiles lorsqu'on passe des échantillons mères à la première génération.
La mise en culture d'un échantillon de graine OG1 riche en p-cymène (35 %) donne, suivant les sites de culture, des plantes riches en thymol (CENAP, Niaouli), ou en γ-terpinène (Pobè, Savè), ou encore en thymol, p-cymène et γ-terpinène (Parakou). Quant aux échantillons OG2, en dehors des sites du CENAP, de Niaouli et de Savè, dans lesquels le pourcentage en thymol est plus élevé que dans l'échantillon mère, les deux autres sites (Parakou et Pobè) donnent des résultats représentatifs de ce dernier.
Ces différences auraient pu être liées aux facteurs pédologiques ou climatiques si, d'une part, les résultats obtenus par exemple sur les sites de Pobè et de Savè relativement au pourcentage de γ-terpinène avaient été identiques pour OG1 et OG2 et, d'autre part, si les sites du CENAP et de Parakou, différents du point de vue pédologique et climatique, ne donnaient pas des résultats semblables.
On pourrait donc a priori lier ces variations à la plante elle-même.
3.2 Influence du cycle végétatif
Les résultats inscrits dans le Tableau 3 montrent :
- • en dehors de la phase de « jeune pousse », où le rendement est significativement plus faible (0,3 %) (OG1K1), on observe une augmentation importante de ce rendement jusqu'à la phase de maturité moyenne des graines (OG1K2 à OG1K5), où il devient maximum (2,2 %), puis une autre vers la fin du cycle végétatif (OG1K7,OG1K8) ;
- • ici aussi la mise en culture des graines provenant d'une catégorie de plantes riches en p-cymène (P = 35 %) conduit à l'obtention des plantes riches en γ-terpinène (G ≈ 40 %) et en thymol (T ≈ 18 %), le pourcentage en p-cymène étant réduit à environ P = 12 % ;
- • une valeur constante de la somme S des pourcentages des trois constituants prédominants (G, T, P), ce qui rend compte des fluctuations contrastées entre ces composés.
Influence du cycle végétatif sur le profil chimique des huiles
| OG1K1 | OG1K2 | OG1K3 | OG1K4 | OG1K5 | OG1K6 | OG1K7 | OG1K8 | OG1 | |
| α-Thujène | 3 | 5,4 | 4,8 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 6 | 6,2 | 8,2 |
| α-Pinène | 0,8 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,6 | 2,3 |
| 1,8-Cinéole | 1 | 1,2 | 1,1 | 1 | 1,1 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 2 |
| α-Terpinène | 3,8 | 4,2 | 3,3 | 3,9 | 3,8 | 3,6 | 4,2 | 3,8 | 3,2 |
| Myrcène | 3,2 | 4,1 | 3,7 | 3,6 | 4,1 | 4,4 | 4,5 | 4,1 | 5,2 |
| β-Caryophyllène | 1,2 | 0,8 | 1 | 1,1 | 1,1 | 1 | 0,7 | 1,1 | 2,3 |
| Germacrène D | 1,2 | 0,7 | 1,1 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1,5 | 3 |
| p-Cymène | 5 | 8,4 | 14,8 | 10,6 | 13 | 13,7 | 17,2 | 13,6 | 35 |
| γ-Terpinène | 32,6 | 42,8 | 46 | 47,7 | 37,6 | 35,2 | 36,9 | 42,3 | 15,9 |
| Thymol | 36,6 | 22 | 13,7 | 16,7 | 23 | 22,6 | 19,2 | 15,4 | 8,5 |
| Rendement | 0,3 | 1,4 | 1,2 | 1,7 | 2,2 | 1,5 | 1,7 | 2,1 | 0,2 |
| S = T + G + P (%) | 74,2 | 73,2 | 73,8 | 75 | 73,6 | 71,5 | 73,3 | 71,3 | 59,4 |
Cependant, contrairement à ce qui à été observé sur les cinq autres sites de culture, les plantes restent du type à dominance G tout au long du cycle végétatif.
Cette observation avait été soulignée par Poulose et Croteau [9] qui, examinant la biosynthèse des monoterpènes de l'huile de thymus vulgaris au moyen de précurseurs marqués, ont ainsi pu déterminer que l'ordre de formation de ces trois composés était le suivant : G → P → T.
Cependant, la similarité des résultats obtenus à deux stades différents d'évolution des plantes – floraison (OG1K3) et maturité maximale des graines (OG1K8) – montre que les trois constituants se transforment l'un en l'autre : non seulement G peut donner T et P (comme l'ont montré Poulose et Croteau) mais P et T peuvent aussi redonner G !
Il apparaît ainsi une influence du cycle végétatif, non seulement sur le rendement en huile essentielle, mais aussi sur le profil chimique de celle-ci.
3.3 Influence de la période de récolte
Le Tableau 4 montre que le rendement en huile essentielle, faible le matin (0,3 % à 7 h) croît rapidement dans la matinée (1,7 % à 10 h), passe par un maximum à midi (1,8 %) et diminue régulièrement dans le courant de l'après-midi (1,6 % à 19 h). Par ailleurs, on note une variation opposée des pourcentages de T et de G au cours de la journée : alors que P, le moins abondant, oscille entre 16 et 19,5 %, les pourcentages de T oscillent entre 23 et 30,5 % à contretemps de ceux de G (27–33,5 %).
Variation diurne de la composition chimique de l'huile de OG1
| 7 h | 10 h | 12 h | 16 h | 19 h | |
| α-Thujène | 4,7 | 4,7 | 4,8 | 4,9 | 4,5 |
| α-Pinène | 1,3 | 1,3 | 1,2 | 1,3 | 1,2 |
| 1,8-Cinéole | 1,2 | 1,2 | 1,1 | 1,1 | 1 |
| α-Terpinène | 3 | 3,4 | 3,2 | 3,5 | 3,3 |
| Myrcène | 3,9 | 4 | 4 | 4,1 | 3,8 |
| β-Caryophyllène | 0,9 | 1,2 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
| Germacrène d | 1,1 | 1,4 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
| p-Cymène | 16,4 | 19,6 | 16,1 | 16,1 | 17,2 |
| γ-Terpinène | 27 | 31,6 | 27,3 | 33,6 | 31,9 |
| Thymol | 30 | 23,1 | 30,5 | 24,6 | 25,9 |
| Rendement | 0,3 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 |
| Types | TPG | GTP | TGP | GTP | GTP |
Ces résultats confirment la complexité des réactions biosynthétiques qui se produisent au sein de la plante et montrent qu'en réalité aucune conclusion ne pouvait être tirée.
3.4 Effet du séchage
L'analyse du Tableau 5 met en relief :
- • une augmentation du rendement entre le premier et le troisième jour (0,8 % à 1,1 %), qui reste ensuite constant au cours du séchage ;
- • une constance de la somme S (71–75 %) au cours du temps, ce qui montre une interconversion entre les trois composés T, P, et G. La diminution de G (30 à 20,6 %) et de T (35,8 à 24,1 %) au profit de P (9 à 26,5 %) entre le premier et le quinzième jour confirme bien ces transformations et montre que, même après la coupe des feuilles, celles-ci poursuivent leur évolution.
Influence du séchage sur le profil chimique des huiles essentielles
| OG1-0 | OG1-3 | OG1-6 | OG1-9 | OG1-12 | OG1-15 | |
| α-Thujène | 2 | 5 | 5,2 | 5,3 | 5,4 | 4,9 |
| α-Pinène | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,4 | 1,1 |
| 1,8-Cinéole | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,4 |
| α-Terpinène | 3 | 3,7 | 3 | 3,2 | 3,1 | 2,5 |
| Myrcène | 3,1 | 3,7 | 3,9 | 4,2 | 4,5 | 3,7 |
| β-Caryophyllène | 1,5 | 1,6 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,4 |
| Germacrène d | 1,8 | 1,7 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,9 |
| p-Cymène | 9 | 15,5 | 24,6 | 25,5 | 27,4 | 26,5 |
| γ-Terpinène | 30 | 30,5 | 23,1 | 25,2 | 22,5 | 20,6 |
| Thymol | 35,8 | 26,6 | 24,2 | 21,3 | 21,3 | 24,1 |
| Rendements (%) | 0,8 | 1,1 | 1 | 1,1 | 1 | 1 |
| Perte en eau | 0 | 34,8 | 72 | 72,3 | 73,6 | 74 |
| S = T + G + P | 74,8 | 72,6 | 71,9 | 72 | 71,2 | 71,2 |
4 Conclusion
Il apparaît que O. gratissimum, objet d'utilisations diverses par la population locale, est caractérisé par l'existence, dans son essence, du trio T, P, G, indissociable du fait de la rapide interconversion d'un composé en un autre au cours de sa croissance.
Si cette plante se comporte comme celles des autres pays africains, il devient dorénavant très délicat de parler d'un chémotype réel à partir d'un simple prélèvement de matériel végétal à un stade quelconque de l'évolution physiologique.
Ceci appelle d'autres études pouvant aider à maîtriser le mécanisme d'interconversion entre le thymol, le gamma terpinène et le p-cymène, afin de valoriser l'huile essentielle de cette plante.
Remerciements
Nos sincères remerciements vont à la Fondation internationale pour la science (FIS), qui a financé la grande partie de ces travaux, ainsi qu'au Pr. Gérard Lamaty, du laboratoire de chimie organique physique de l'université Montpellier-2, pour ses multiples conseils et aides.