Quantification des acides phenoliques contenus dans les extraits de plantes aromatiques par spectroscopie IRTF en mode transmission et art en exploitant la procédure de régression PLS

Abstract

Les composés phénoliques sont des composés omniprésents trouvés dans toutes les plantes en tant que métabolites secondaires. Les phénols sont de plus en plus importants en raison notamment de leurs effets bénéfiques sur la santé. La première étude a été consacrée au développement d’une nouvelle méthode simple et rapide par spectrométrie IRTF pour la quantification simultanée et directe des acides phénoliques, comme les acides salicylique, vanillique, p-hydroxybenzoïque, l’acide trans-cinnamique, l’acide p-coumarique, l'eugénol et le thymol dans différents extraits de plantes médicinales. Pour fournir un modèle d'étalonnage fidèle, une étude comparative a été réalisée entre deux méthodes de mesures infrarouges basées sur l’ATR et la transmission. Dans ce travail, deux méthodes d’analyse ont été étudiées : l’analyse monovariable et multivariable. Pour l’analyse monovariable, les hauteurs de pic d'absorbance caractéristiques des spectres infrarouges corrigés avec une ligne de base adéquate, dans le domaine du moyen, des acides phénoliques ont été mesurées pour chaque composé. Pour les mélanges de calibration PLS-R des acides phénoliques, les gammes de fréquences, le prétraitement spectral et le nombre de variables latentes ont été optimisés pour améliorer la capacité de prédiction des modèles utilisant différentes techniques de prétraitement spectral après centrage moyen des données infrarouges. Des extraits de plantes ont été préparés en utilisant deux solvants d'extraction eau/méthanol et l’éthanol, suivis d'une analyse par spectrométrie IRTF. Les concentrations en composés phénoliques contenus dans les extraits ont été obtenues en exploitant les meilleurs modèles sélectionnés de l'étalonnage PLS-R. La mesure PLS-ATR-MIR a fourni les résultats les plus précis et juste en offrant, ainsi, une bonne méthodologie fiable pour la détermination des acides phénoliques. L'analyse a montré que le taux d'acides phénoliques et de phénols monoterpéniques dans les extraits de plantes médicinales se situe dans la même fourchette que celle obtenue avec la méthode Folin-Ciocalteu, ce qui confirme que la méthode développée à l'aide de la PLS est donc très spécifique et sélective. Dans la deuxième étude, des mélanges d'acides phénoliques appartenant à différentes classes dont les acides hydroxybenzoïques (comme l'acide gallique, l'acide salicylique, l'acide vanillique et l'acide p-hydroxybenzoïque) et les acides hydroxycinnamiques (comme l'acide trans-cinnamique) et les phénols monoterpéniques (comme l'eugénol) ont été utilisés pour construire une matrice de calibration multivariée pour leurs détermination ultérieur par PLS-ATR-IRTF. L’objectif de cette partie a été dédié à développer des modèles fiables permettant d’un côté la détermination individuelle et simultanée des acides phénoliques, et d’un autre côté, la déduction de la teneur totale en acides phénoliques présents dans les extraits de dix-huit plantes aromatiques, et ce, en utilisant la même matrice de calibration. Les hauteurs de pics d'absorbance caractéristiques des spectres infrarouges moyens des acides phénoliques individuels, préparés dans de l'éthanol pur, ont été mesurés entre 1566 et 563 cm-1 en utilisant une gamme spectrale comprise dans la région des zones d'empreintes digitales entre 1500 et 400 cm-1 alors que la bande commune représentatif des acides phénoliques totaux a été choisi entre 1737 et 1624 cm-1 . Pour la calibration multivariée, une régression partielle des moindres carrés (PLSR) comprenant un ensemble réduit de 62 comme plan expérimental, et correspondant aux six composés considérés à deux niveaux de concentration, a été utilisée. Les gammes de fréquences, le prétraitement des spectres et le nombre de variables latentes ont été sélectionnés pour améliorer la capacité de prédiction des modèles PLS étudiés. Différentes techniques de prétraitement spectral après centrage moyen des données infrarouges ont également été testées. Des extraits de plantes ont été préparés par une simple extraction par macération dans l'éthanol suivi d'une analyse par spectrométrie ATR-IRTF. Les concentrations en composés phénoliques et en acides phénoliques totaux dans les extraits ont été obtenues par une prédiction externe à l'aide du meilleur modèle PLS et ont ensuite été comparées aux valeurs de référence obtenues par la méthode Folin-Ciocalteu.