Développement de méthodes d'éco-extraction à l'eau et caractérisation phytochimique de plantes tinctoriales d'intérêt cosmétique

Development of aqueous eco-extraction methods and phytochemical characterization of dye plants for a cosmetic valorisation

• Auteur / Autrice : Marine Chambaud
• Direction : Emilie Destandau
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 06/12/2024
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICOA - Institut de Chimie Organique et Analytique
• Jury : Président / Présidente : Pierre Champy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emilie Destandau, Leslie Boudesocque-delaye, Maryline Vian, Patrick Martin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Maryline Vian, Patrick Martin

Mots clés

Mots clés libres

Éco-extraction

Eau

Colorant

Plante tinctoriale

Cosmétique

Substances naturelles

Green extraction

Water

Dyes

Dye plants

Cosmetics

Natural compounds

Résumé

Les colorants végétaux peuvent être utilisés en cosmétique pour leur couleur, mais aussi pour certaines activités biologiques (antioxydante ou anti-UV par exemple). L'utilisation d'un solvant vert, non toxique et le développement de méthodes d'éco-extraction permettent de valoriser les colorants végétaux, ainsi que les autres molécules non colorées présentes dans les plantes tinctoriales dans des ingrédients cosmétiques plus respectueux de l'environnement et de la santé humaine. L'eau est considérée comme l'un des solvants les plus verts et elle est à la base de la plupart des formulations cosmétiques. Cependant, en raison de leur polarité ou de leur stabilité, certains colorants peuvent difficilement être extraits à l'eau par des méthodes d'extraction conventionnelles. L'objectif de la thèse est le développement de méthodes d'éco-extraction permettant d'accéder à des colorants de polarité variée utilisant l'eau comme solvant d'extraction et la caractérisation phytochimique des extraits ainsi obtenus. Trois plantes ont été étudiées, la garance des teinturiers (Rubia tinctorum L.), riche en anthraquinones moyennement polaires, le roucou (Bixa orellana L.), dont la couleur provient de la bixine, un apocaroténoïde liposoluble et le campêche (Haematoxylum campechianum L.), dont le colorant, l'hématéine, est hydrosoluble, mais relativement instable en solution. Pour chaque colorant, le développement et l'optimisation de la méthode d'extraction sont présentés, ainsi que la caractérisation de la couleur, de la composition phytochimique et de l'activité de l'extrait optimal. Enfin, plusieurs voies de valorisation dans des formulations cosmétiques sont proposées.

Plant dyes can be used in cosmetics for their colour, as well as some bioactivities (for example antioxidant or anti-UV). The use of a green solvent, non-toxic and the development of green extraction methods enable the valorisation of dyes, and other colourless metabolites from dye plants into more eco-responsible cosmetic ingredients. Water is considered one of the greenest solvents and is the base of many cosmetic formulations. However, because of their polarity of their stability, some plant dyes can be challenging to extract with water using conventional extraction methods. The aim of this thesis is the development of eco-extraction methods to recover plant dyes with various polarities using water as extraction solvent, as well as the phytochemical characterisation of the extracts. Three dye plants were studied, dyer's madder (Rubia tinctorum L.), which contains anthraquinones, dyes with a medium polarity, achiote (Bixa orellana L.), whose color comes from bixin, an oil-soluble apocarotenoid and logwood (Haematoxylum campechianum L.), which contains a water-soluble, but unstable dye, hematein. For each dye plant, the development and optimisation of the extraction method were presented. The characterisation of the color, phytochemical composition and activity of each extract are also discussed. Finally, several valorisation routes in cosmetic formulation are proposed.