Chemical and statistical study of the composition of essential oils of origans (Lamiaceae) cultivated from seeds of mediterranean origin
Etude chimique et statistique de la composition d'huiles essentielles d'origans (Lamiaceae) cultivés issus de graines d'origine méditerranéenne
Résumé
Present in numerous Mediterranean countries, the plant Origan (Origanum genre) has been classed in 74 species, under species, varieties or hybrids. The chemical composition of the essential oils (EO) of around thirty species has been studied in this work. The vegetable material has been furnished by the CNPMAI at Milly-la-Forêt, who realized cultures from seedlings collected in their original countries. Plants thus obtained have been gathered and dried, and the EO have been extracted by hydrodistillation, according to the process described in the Pharmacopée Européenne (5th edition). Analysis of the 457 EO samples has been carried out using GC techniques, coupled with either mass spectrometry for compound identification, or with a flame ionisation detector for their quantification. Analysis of the results shows that phenols are present in almost all of the studied species, carvacrol being the most represented, making up more than 40% of the EO in 22 species, while the thymol content reaches more than 40% in the EO of 8 species. Oxygenated monoterpenes are present at more than 50% in 7 species, with linalool, a-terpineol, sabinene trans-hydrate and terpinen-4-ol being the most significant. Only one species renders an EO containing monoterpene hydrocarbons in important quantities. This work has allowed the identification of EO compositions not previously studied, as well highlighting some intra and inter species specificities. In fact, when enough EO samples could be analysed, a statistical study, by PCA and Student's test showed the presence of different chemotypes within the same species. The geographical origin could be an important variable, since the EO of some species native to geographically isolated areas (Cyprus) generally have an unique composition, as opposed to the EO of continental species, where the presence of 2 or 3 chemotypes has at times been shown. This work has also shown that the species O. dubium and O. majorana var. tenuifolium, initially confused, are in fact 2 different botanic species. The composition of their EO confirms this distinction : the EO of the first species presents 2 chemotypes (one thymol, the other carvacrol), whereas the EO of the second is principally composed by a-terpineol, sabinene trans-hydrate and terpinen-4-ol. However, it was not possible to formally establish a chimiotaxonomic link between the chemical composition of Origan's EO and the classification proposed by Iestwaart.
Plante présente dans de nombreux pays méditerranéens, l'Origan (genre Origanum) a été classé par Ietswaart en 74 espèces, sous-espèces, variétés ou hybrides. La composition chimique des huiles essentielles (HE) d'une trentaine d'espèces a été étudiée dans ce travail. Le matériel végétal a été fourni par le CNPMAI de Milly-la-Forêt qui a réalisé des cultures à partir de semis de graines collectées dans les pays d'origine. Les plants ainsi obtenus ont été récoltés, séchés, et les HE ont été extraites par hydrodistillation selon le procédé décrit par la Pharmacopée Européenne 5ème éd. L'analyse des 457 échantillons d'HE a été effectuée au moyen des techniques de CPG, soit couplée à la spectrométrie de masse pour l'identification des composés, soit couplée à un détecteur à ionisation de flamme pour leur quantification. L'analyse des résultats montre que les phénols sont présents dans la quasi-totalité des espèces étudiées, le carvacrol est le plus représenté puisque les HE de 22 espèces en renferment plus de 40 %, tandis que le thymol atteint des teneurs de plus de 40 % dans les HE de 8 espèces. Les monoterpènes oxygénés sont présents à plus de 50 % dans 7 espèces, les plus importants étant le linalol, l'α-terpinéol, le trans-hydrate de sabinène et le terpinène- 4-ol. Une seule espèce fournit une HE renfermant une quantité importante d'hydrocarbures monoterpéniques. Ce travail a permis d'une part d'indiquer des compositions d'HE non encore étudiées à ce jour et d'autre part de mettre en évidence des spécificités intra et inter espèces. En effet, lorsque le nombre d'échantillons d'HE analysés était suffisant, une étude statistique par ACP et test de Student a permis de montrer la présence de plusieurs chémotypes au sein d'une même espèce. L'origine géographique serait une variable importante puisque les HE de certaines espèces natives d'isolats géographiques (Ile de Chypre) possèdent généralement une composition unique contrairement à celles originaires du continent où la présence de 2 ou 3 chémotypes a parfois été montrée. Ce travail a aussi permis d'établir que O. dubium et O. majorana var. tenuifolium, initialement confondus, sont en fait 2 espèces botaniquement distinctes. La composition de leurs HE confirme cette différenciation : la première présente 2 chémotypes (1 à thymol et 1 à carvacrol), alors que l'HE de la seconde se compose principalement d'α-terpinéol, de trans-hydrate de sabinène et de terpinène-4-ol. Il n'a par contre pas été possible d'établir de manière formelle une relation chimiotaxonomique entre la composition chimique des HE d'Origan et la classification proposée par Ietswaart.
Domaines
Chimie organique
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