DETERMINATION DES ELEMENTS MINERAUX DANS UN …

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTERMEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER
DETERMINATION DES ELEMENTS MINERAUX
Présenté le 31 Août 2018 par RAJAONARISOA Menjavola Joëlle
Devant la commission d’examen composé de :
Président : Monsieur RABOANARY Roland,
Professeur Titulaire
MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER
DETERMINATION DES ELEMENTS MINERAUX
Présenté le 31 Août 2018 par RAJAONARISOA Menjavola Joëlle
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REMERCIEMENTS L’élaboration de ce présent travail ne peut pas être mise à terme sans la présence de
certaines personnes que nous souhaitons remercier à travers cette page.
Nous tenons à exprimer notre immense gratitude à notre encadreur Monsieur LAHATRA
RAZAFINDRAMISA Fils, Professeur Titulaire, Directeur du Laboratoire de Physique de la
Matière et du Rayonnement (LPMR) de l’Université d’Antananarivo, pour nous avoir acceptée au
sein de son département. De plus, il nous a fait l’honneur d’encadrer notre mémoire et nous a
guidés par ses précieux conseils et partages de ses expériences tout au long de nos travaux.
Nous adressons nos vifs remerciements à Monsieur RABOANARY Roland, Professeur
Titulaire de bien vouloir présider le jury de cette soutenance malgré ses multiples obligations,.
Nous remercions vivement Monsieur RAZANAMPARANY Bruno, Professeur à la Faculté
des Sciences de l’Université d’Antananarivo, d’avoir accepté de siéger parmi les membres du Jury.
Nous réitérons l’expression de nos vifs remerciements à Monsieur
RANDRIANASOLOHARISOA Dimbimalala, Maître de conférences, d’avoir accepté de siéger
parmi les membres du Jury d’avoir aimablement accepté de juger notre travail et d’y apporté des
corrections.
Nos reconnaissances s’adressent aussi :
- A tout le personnel des laboratoires de Physique de la Matière et du Rayonnement (PMR),
du Centre Nationale de Recherche en Environnement et de l’Institut National des Sciences
et Techniques Nucléaires qui ont rendu la réalisation de ce mémoire possible,
- A mon mari RAZAFINDRABE Harimanantsoa Ariel, dont le dévouement et les
encouragements m’ont permis d’aller au bout de ce travail,
- A toute notre famille surtout nos parents qui nous ont soutenu tant moralement que
matériellement durant notre cursus scolaire,
- A tous les gens de bonne volonté qui ont participé de près ou de loin, dans
l’accomplissement de notre travail.
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I. PRESENTATION DE LA PLANTE .............................................................................. 3
I.1. Histoire ......................................................................................................................... 3
I.2. «Noni» .......................................................................................................................... 3
II.1. Fluorescence X ............................................................................................................ 8
II.2. Absorption atomique ................................................................................................. 12
I. PRELEVEMENT DES ECHANTILLONS .................................................................. 16
II. PREPARATION DES ECHANTILLONS ................................................................... 16
III. ANALYSE DES ECHANTILLONS ............................................................................. 17
III.1. Préparation d’échantillon pour l’analyse par fluorescence X .................................. 17
III.2. Préparation d’échantillon pour l’analyse par absorption atomique ......................... 18
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATION ............................................... 20
I. RESULTATS ................................................................................................................ 21
I.2. Résultats d’analyse par spectroscopie d’absorption atomique ................................... 21
I.3. Résultats d’analyse par fluorescence X ...................................................................... 22
II. INTERPRETATIONS ................................................................................................... 23
II.2. Apport de la plante de «Noni» .................................................................................. 26
II.3. Performance des deux méthodes d’analyse ............................................................... 38
III. DISCUSSION ............................................................................................................ 40
CONCLUSION GENERALE ........................................................................................................... 42
Figure 2: Fleur de «Noni» .......................................................................................................... 4
Figure 3: Fruits de «Noni» non mûrs ......................................................................................... 5
Figure 4: fruits mûrs de «Noni» ................................................................................................. 5
Figure 5: Compétition fluorescence et effet Auger .................................................................... 9
Figure 6: Spectromètre de fluorescence des rayons X ............................................................. 10
Figure 7: Fonctionnement d'un spectromètre à dispersion d'énergie ....................................... 11
Figure 8: Principe d'un spectrophotomètre RF à sources secondaires ..................................... 11
Figure 9: Schéma de principe du spectrophotomètre d’absorption atomique .......................... 12
Figure 10: Fruits, feuilles et racines de «Noni» ....................................................................... 16
Figure 11: Fruit de «Noni» découpé en morceeau ................................................................... 16
Figure 12: feuilles sèches écrasées au mortier ......................................................................... 17
Figure 13: Mise en pastille par compression ........................................................................... 17
Figure 14: Composition en éléments des différentes parties de la plante ................................ 24
Figure 15: Composition d'un fruit de «Noni» .......................................................................... 26
Figure 16: Comparaison résultats par AAS et par XRF ........................................................... 38
Liste des tableaux Tableau 1: Tampon correspondant à chaque élément .............................................................. 18
Tableau 2: Teneur en eau du «Noni» ....................................................................................... 21
Tableau 3: Résultats d’analyse par spectroscopie d'absorption atomique ................................ 21
Tableau 4: Résultats d’analyse par fluorescence X .................................................................. 22
Tableau 5: Valeur moyenne des résultats par AAS et XRF ..................................................... 23
Tableau 6: Besoins journaliers en oligo- éléments ................................................................... 37
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Ar : Ariary
CNRE : Centre National de Recherches en Environnement
CTCP : Centre de Transformation et de Conservation des Produits
CTHT : Centre Technique Horticole de Tamatave
EDXRF : Energy Dispersive X-ray Fluorescence
INPLT : In Plant Training
IOM : Organisation Internationale pour les migrations
LPMR : Laboratoire de Physique de la Matière et du Rayonnement
LLD : Limite de détection
ORL : Oto-Rhino-Laryngologie
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INTRODUCTION
Depuis quelques années, la médecine par les plantes thérapeutiques a pris une très grande
ampleur. Bon nombre de plantes et de fruits ont été utilisés à cet effet et sont devenus des
traitements préventifs ou des remèdes contre le cancer, le diabète et toutes sortes de maladies
lorsque celles-ci dépassent la médecine moderne, parmi ces plantes le «Noni». Aujourd’hui, on
retrouve le «Noni» partout : dans les médicaments, dans les compléments alimentaires et même
dans les produits esthétiques comme les shampoings.
Le «Noni» (Morinda Citrifolia) est un fruit avec des propriétés curatives extraordinaires.
C’est un arbre tropical, originaire d'Inde et poussant principalement dans les îles du Pacifique.
Cultivée depuis plus de 2500 ans par les Polynésiens, cette plante est à la fois connue pour ses
vertus médicinales. Toutefois, cette plante est encore peu explorée par le monde scientifique. On
peut se poser des questions sur ces vertus réelles mais aussi sur les risques éventuels liés à la
consommation du fruit de «Noni» ou de ses dérivés.
Bien des recherches ont déjà permis de déterminer les principes actifs du «Noni» grâce
auxquels on a pu connaître les maladies traitées par cette plante mais ces propriétés du «Noni»
peuvent aussi être liées à sa composition minéralogique.
Ce mémoire a pour but de déterminer la composition minérale du «Noni». De nombreuses
techniques d’analyse existent actuellement pour ce faire. Nous avons analysé différentes parties de
la plante: des fruits, des feuilles et des racines issus d’un même arbre, planté à Antananarivo. Nous
avons choisi d’utiliser la spectrométrie de fluorescence X (XRF) de l’Institut National des Sciences
de Technique Nucléaire (INSTN) et la spectrométrie d’absorption atomique (AAS) du Centre
National de Recherche sur l’Environnement (CNRE).
Ce travail se divise en trois grandes parties : d’abord, une partie théorique qui regroupe nos
recherches bibliographiques sur les généralités concernant la plante «Noni» et les méthodes
d’analyses que nous avons choisies.
Puis nous présentons la partie expérimentale où nous parlerons des modes opératoires que
nous avons suivis. Et enfin, la troisième partie sera consacrée aux résultats et aux interprétations
que nous conclurons par une discussion. Dans cette partie nous exposerons les résultats de nos
analyses que nous interprèterons par la suite afin de les relier aux vertus de la plante.
2
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I. PRESENTATION DE LA PLANTE
Comme le titre de notre mémoire l’indique, nous voulons déterminer la composition
physico-chimique du «Noni». Nous consacrons alors cette partie à la présentation de cette plante.
I.1. Histoire
Le «Noni» (Morinda Citrifolia) est une plante originaire d’Asie du Sud Est. Elle pousse
presque partout aujourd’hui. Il a été utilisé avec succès pendant plus de 2 000 ans en Polynésie, en
Chine, en Inde et ailleurs. Le «Noni» a émigré avec les habitants aux îles du Pacifique sud, à Tahiti,
à Hawaï, en Malaisie et pousse mieux où il y a un sol volcanique libre de pollution. Comme l'Aloès
Vera, le varech, la papaye, et d'autres plantes, il a été démontré que l'extrait du fruit «Noni»
améliore une grande variété de problèmes de santé.
Pour la consommation, en Amérique le fruit est préparé principalement comme un
supplément alimentaire sous forme de jus. Bien que le fruit ait un goût très amer et une odeur
désagréable, le supplément de jus «Noni» est très agréable au goût et à l'odeur en raison de l'ajout
des jus naturels de raisins et de bleuet un mélange spécial formulé par deux éminents chimistes
alimentaires, Stephen Story et John Wadsworth. (Neil, 1999)
I.2. «Noni»
I.2.1. Noms vernaculaires
Le «Nono» ou pomme-chien (Morindacitrifolia) est un arbre tropical de la famille des
rubiaceae, originaire d’Asie (Inde) ou d'Australie. «Noni» est l'appellation commerciale courante
du jus extrait de la pulpe du fruit. « Nono» est le nom de l'arbre et de son fruit, en tahitien.
I.2.2. Etymologie
Le nom scientifique du «Noni» est : Morindacitrifolia.
Morinda vient du latin morus, mürier et indicus, indien en référence aux fruits qui
ressemblent à ceux du vrai mûrier (Morus alba).
Citrifolia vient de la forme de ces feuilles (folia) qui ressemblent à celle du genre citrus
(Krauss, 2001)
I.2.3. Description
Il existe plusieurs variétés de «Noni» mais celle que nous avons étudiée appartient à la
variété la plus répandue : la Morindacitrifolia var. citrifolia.
C’est un arbuste de 3 à 6 mètres de haut et qui vit entre quarante et cinquante ans. Il reste
vert et fleuri toute l’année (figure 1)
Figure 1: Plante «Noni»
La racine est pivotante et non ramifiée chez les jeunes arbustes. Ses tiges sont tétragonales et
glabres (forme fléchie). Ses feuilles stipulées sont opposées, oblongues (de forme allongée),
pénnatinervées (disposée comme les barbes d’une plume) de 12 à 30cm de long et de 6 à 15cm de
large. Les fleurs sont petites, blanches, odorantes et sont réunies en capitules axillaires très serrés de
75 à 90 fleurs (figure 2)
Figure 2: Fleur de «Noni»
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Son fruit peut être arrondi ou allongé avec les formes et les dimensions d’une pomme de
terre. Sa surface est bosselée, dessinée de formes polygonales avec une tâche sombre formant
comme un œil au centre de chaque polygone. Les fruits sont d’abord verts et durs pour devenir
blancs et mous une fois mûrs comme nous pouvons le voir dans la figure 3 et la figure 4.
Figure 3: Fruits de «Noni» non mûrs
Figure 4: fruits mûrs de «Noni»
I.2.4. Classification phylogénétique
I.2.5. Le «Noni» à Madagascar
La culture de «Noni» à Madagascar a été vulgarisée depuis 2006 par le Centre Technique
Horticole de Tamatave dit CTHT, dans le cadre du programme « Banane », ayant pour objectif
global le « Développement des productions horticoles dans la région de Tamatave ». Le CTHT a
plantes ornementales et plantes oléagineuses.
La culture du «Noni» est en voie d’extension. Les zones concernées par cette culture sont les
districts d’Ambatondrazaka, de Brickaville, de Tamatave II, de Fénérive-Est, et de Vavatenina. La
localisation des parcelles d’intervention est présentée. Notons que cette plante pousse presque
partout dans l’île (Région Analamanga, Menabe, Boeny, etc…)
Les chiffres récents obtenus sur le nombre de pieds de «Noni» plantés dans la région
Antsinana est d’environ plus de 17 000 dont les 2/3 sont encore en croissance, et les 1/3 sont
actuellement en production. Lorsque toutes ces plantes seront en pleine production, à raison de 5 kg
de fruits de «Noni» par mois par pied en moyenne, la production de la région atteindra plus de 1
000 tonnes de fruits de «Noni» par an.
Il s’agit d’une forme d’agriculture contractuelle entre deux parties : le CTHT et les paysans,
par laquelle le CTHT fournit le matériel végétal et la formation technique, et qui assure également
les débouchés par le CTCP. Ce dernier transforme les fruits de «Noni» en jus fermenté.
I.2.6. Résultats des études antérieures
Les recherches menées sur le «Noni» ont permis d’isoler les 200 composés répertoriés. Les
composants majeurs sont les composés phénoliques dont les plus importants sont les
anthraquinones (damnacanthal, morindone, morindine) ; les aucubines ; les asperulosides et la
scopolétine. Parmi ces composés majeurs comptent aussi les acides organiques tels que les acides
caproïques, les acides capryliques. Nous pouvons aussi citer les alcaloïdes dont le principal est la
xéronine (Nualsanit, 2012).
Les composés phénoliques sont reconnus être les principaux éléments ayant les propriétés
fonctionnelles dans le jus de «Noni» (damnacanthal, scopolétine, morindone, alizarine, aucubine,
nordamnacanthal, rubiadine, rubiadine-1-méthyl éther, et d’autres anthraquinones).
Le damnacanthal exerce un effet anti-cancer, la scopolétine possède des propriétés
analgésiques, des effets antimicrobiens et anti-hypertension. La xéronine quant à elle, exerce une
fonction immunitaire très importante. Les bienfaits du «Noni» sur le corps sont nombreux, des
investigations médicales ont été effectuées pour le confirmer. (Nualsanit, 2012).
Par ailleurs, environ 51 composés volatils ont été identifiés dans le fruit mûr, incluant des
acides organiques (acide octanoïqe, acide hexanoïque), des alcools (3-methyl-3-buten-1-ol), des
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dodeceno-γ-lactone).
I.2.7. Propriétés pharmaceutiques
Le «Noni» a plus de cent (100) applications. Toutes les parties de la plante sont utilisées en
médecine traditionnelle (racine, tige, feuilles, graines…). Il a une valeur inestimable comme herbe
curative en raison des fonctions suivantes:
D’abord, il réduit l'hypertension, de plus il agit avec la mélatonine et la sérotonine pour la
régularisation du sommeil, de la température et des cycles d'humeur. Le «Noni» augmente aussi
l'énergie corporelle et agit comme agent anti-inflammatoire et antihistaminique. Par ailleurs, il
allège la douleur et possède des propriétés antibactériennes qui peuvent protéger les systèmes
digestif et cardio-vasculaire. Et enfin, le «Noni» empêche la fonction précancéreuse et la croissance
des tumeurs cancéreuses.
Ces propriétés pharmaceutiques ont été relatées dans les travaux de Chunideng V (2003) où
l’auteur parle notamment des effets anti-cancérogènes du «Noni». Le Dr. Heinicke (2001), devenu
célèbre grâce au «Noni», affirme que le jus de cette plante contient de la xéronine qui a le pouvoir
de soigner différentes maladies comme le cancer, le vieillissement, l'arthrite et l'hypertension.
Une étude conduite par une équipe de l'Université de Hawai en 1994 relate les activités
anticancer du «Noni» en particulier contre le cancer des poumons sur des souris de laboratoire. Les
conclusions de cette recherche mettent en avance les effets positifs sur le système immunitaire qui
agirait sur les cellules malignes en améliorant les activités des macrophages et lymphocytes. Des
études similaires ont été conduites au Japon (Allnaturalcentral, 2001 ).
Le dosage journalier est limité par l'Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments
(AFSSA) à 30 ml par jour 1 . Le «Noni» est vendu comme « complément alimentaire » avec
étiquetage en conséquence. Pour le cas du jus fermenté du Centre de Transformation et de
Conservation des Produits (CTCP), qui n’est mélangé à aucun autre ingrédient, la dose conseillée
est de deux prises par jour : une cuillerée à soupe (environ 5g) le matin et une cuillerée à soupe le
soir, soit environ 10 ml de jus par prise. L’équivalent en poudre de «Noni» sera déterminé à partir
de cette dernière dose.
Il n’y a aucune contre-indication dans la prise de jus de «Noni», les enfants peuvent bien
l’ingérer. Les femmes enceintes et/ou allaitants doivent néanmoins prendre conseil chez leur
médecin avant de le prendre, dû à sa richesse en potassium. Il est conseillé également de modérer la
consommation en cas d’insuffisance rénale. (AFSSA,2007)
II. TECHNIQUES D’ANALYSES
Dans ce mémoire, nous avons utilisé deux méthodes d’analyses spectrométriques afin de
déterminer la composition minérale du «Noni»: la fluorescence X et l’absorption atomique.
II.1. Fluorescence X
La spectrométrie de fluorescence des rayons X (SFX ou FX, ou XRF pour X-ray
fluorescence) est une technique d'analyse chimique utilisant une propriété physique de la matière,
la fluorescence de rayons X.
II.1.1. Principe :
Lorsque l'on irradie les atomes d’un échantillon avec des rayons X, ils sont excités et
deviennent des ions. L’échantillon réémet de l'énergie sous la forme, entre autres, de rayons X ;
c'est la fluorescence X, ou émission secondaire de rayons X.
Les atomes sont donc dans un état instable. On assiste à un déficit en électron sur un ou
plusieurs couches électroniques.
L’atome va retrouver sa stabilité par « réorganisation interne ». Le trou laissé sur l’orbitale
va être comblé par un électron provenant d’une couche électronique moins profonde.
Si on suppose par exemple que la lacune électronique se trouve sur la couche K, elle est
réarrangée par :
- Un électron de la couche L s’accompagne de l’émission de raies Kα
- Un électron de la couche M s’accompagne de l’émission de raies Kβ
- Un électron de la couche N s’accompagne de l’émission de raies K
On procède au même raisonnement pour obtenir Lα, Lβ et L et les raies Mα, Mβ, M de l’atome.
Chacune des transitions est caractérisée par son énergie h. Le spectre des rayons X émis par
la matière est caractéristique de la composition de l'échantillon. En analysant ce spectre, on peut en
déduire la composition élémentaire, c'est-à-dire les concentrations massiques en éléments.
9
Notons que l’effet Auger est un phénomène compétitif de cette émission radioactive. En
effet, dans l’interaction photoélectrique, le photon est absorbé par un électron interne, et l’électron
est éjecté. La place de l’électron, vacante par le photoélectron est remplie par un électron d’une
autre couche d’énergie plus faible, et la différence des énergies se retrouve sous la forme d’un
photon de fluorescence qui s’échappe de l’atome ou qui provoque à son tour un nouvel effet
photoélectrique sur une couche plus externe. Cela provoque l’arrachement d’un électron appelé
électron Auger. (Kurt, 1981).
Les figures suivantes résument cette compétions entre la fluorescence et l’effet Auger.
Figure 5: Compétition fluorescence et effet Auger
10
Pour notre travail, nous avons utilisé un spectromètre à dispersion d’énergie EDXRF (figure 6).
Figure 6: Spectromètre de fluorescence des rayons X
Le spectromètre du laboratoire de l’Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires,
où nous avons effectué l’analyse de nos échantillons, permet l’analyse élémentaire non destructive.
Il est équipé de trois cibles secondaires offrant une sensibilité maximale et une excellente
quantification. En utilisant les cibles secondaires la détection limite de certains éléments peut être
largement baissée sous la %o 2 . Ce nouvel appareil permet de détecter les éléments à partir du
numéro atomique Z= 11.
II.1.2. Chaîne de spectrométrie
Un spectromètre de RX se compose d’une source de rayons X : qui peut être un tube à RX
ou des sources radioactives pour les appareils portables. En pratique, on utilise les deux sources de
rayons X en spectrométrie de fluorescence X. Les tubes à rayons X utilisent le bombardement
électronique d’une cathode pour produire un faisceau de RX primaire. Pour l’appareil que nous
avons utilisé, la source primaire est le Palladium Pd et les cibles secondaires sont : le Molybdène
Mo, le Cobalt Co et le Crystal un alliage d’oxyde d’aluminium Al2O3. Ce dernier a permis d’élargir
le champ des éléments détectés par l’appareil notamment du sodium, du magnésium et du silicium.
Ces éléments radioactifs utilisent le rayonnement gamma émis par les noyaux de ces
éléments.
Quel que soit le mode d’excitation, les rayons caractéristiques sont décelés par un détecteur
qui convertit les photons X en charges électroniques proportionnelles à l’énergie des photons qui y
pénètrent. (Kurt, 1981).
Ensuite vient une chaîne analogique avec un préamplificateur et un amplificateur qui
recueille et amplifie les données puis un analyseur multicanaux ou MCA qui classe les impulsions
selon leur énergie dans différents canaux et enfin un microordinateur qui sert à stocker et à traiter
les données du spectre.
Figure 7: Fonctionnement d'un spectromètre à dispersion d'énergie
Pour le spectrophotomètre à cibles secondaires, le tube à rayon X excite les raies
caractéristiques K en passant par une cible secondaire en premier avant d’atteindre l’échantillon de
façon à récupérer des informations clefs et souhaitées en fonction de l’application. Il s’agit d’un tout
nouveau concept ( figure 8).
12
technique de spectroscopie atomique servant à déterminer la concentration de certains métaux dans
un échantillon.
II.2.1. Principe
La solution contenant les ions à doser est aspirée à débit constant dans un nébuliseur
pneumatique. La solution est ainsi envoyée sous la forme d’un brouillard dans une flamme
(acétylène/air). Les ions en solution vont alors passés à l’état d’atome (atomisation) si la
température de la flamme est suffisante. On envoie sur la flamme un rayonnement de longueur
d’onde spécifique de l’atome à analyser. On mesure l’absorbance, celle-ci étant proportionnelle à la
quantité d’atomes dans la flamme donc à la quantité d’ions en solution. Cela permet le dosage de
l’analyte (après avoir réalisé une courbe de calibration).
Nous pouvons voir le fonctionnement du spectrophotomètre d’absorption atomique sur la
figure 9.
Figure 9: Schéma de principe du spectrophotomètre d’absorption atomique
II.2.2. Limite de détection
Afin de déterminer la limite de détection, on procède à des mesures successives du blanc
d’étalonnage. Le calcul est effectué automatiquement par le logiciel du Spectromètre d’Absorption
Atomique par la méthode flamme (Vandengans, 1997).
13
II.2.3. Interférences
Un élément est dosé par absorption de sa raie la plus intense. Cependant, plusieurs facteurs
peuvent affecter la position des raies donc conduire à des dosages inexacts.
Les interférences perturbant l’analyse sont de quatre types : chimique, d’ionisation,
physique, et spectrale.
a. Correction des interférences spectrales
Le rôle des correcteurs est de mesurer automatiquement les absorbances non spécifiques
dues aux interférents en tout genre afin de les soustraire de l’absorbance. Lors des réglages
préliminaires de l’appareil (c’est à dire en l’absence d’échantillon), il faut ajuster log I0/I = 0 si on
veut obtenir une mesure correcte, I0 étant l’intensité de la lumière incidente et I l’intensité de la
lumière réfractée.
b. Interférences chimiques
Elles sont dues au fait que certains sels métalliques sont difficiles à atomiser, ou qu’ils
forment des oxydes réfractaires dans la flamme. L’anion qui accompagne le cation que l’on dose
joue un rôle important dans ce cadre. Par exemple : Le CaCl2 est plus facile à atomiser, donc plus
facile à doser que du Ca sous forme de Ca3(PO4)2 : phosphate tricalcique. Donc, on n’utilise jamais
l’acide phosphorique comme acide pour dissoudre les échantillons après minéralisation, car il forme
des phosphates difficiles à atomiser.
Il faudra faire l’étalonnage et les dosages sous la même forme saline ; par exemple, si on
dose du Ca dans CaCl2, on prendra CaCl2 pour faire la gamme d’étalonnage. Dans la manipulation,
ce dosage se présente sous la forme de l’addition d’une solution tampon.
c. Interférences physiques
Elles sont généralement liées aux propriétés physiques des solutions étudiées (changement
de viscosité entre les étalons et les échantillons). Si la solution dans laquelle on veut doser un métal
donné renferme un ou plusieurs autres ions en concentration importante, quand on va provoquer la
nébulisation de la solution dans une flamme, ces autres sels métalliques s’insolubilisent.
(Vandengans, 1997).
Il y a formation de petites particules qui vont physiquement provoquer des perturbations, car
ils dispersent la lumière. Ce phénomène est appelé le scattering effect : effet de diffusion de la
lumière par des particules qui s’insolubilisent dans la flamme.
14
On fait une mesure à la longueur d’onde de la raie de résonance. On a l’absorption
atomique, et la diffusion de la lumière par les particules.
On se place à une longueur d’onde complètement différente de la raie de résonance : Le
métal n’absorbe plus. Mais il y a toujours la diffusion de la lumière par les particules qui
s’insolubilisent.
On fait la différence des 2 mesures : d’où l’absorption du métal que l’on veut doser.
Les interférences chimiques et physiques entraînent un changement de pente de la droite par
rapport à la droite d’étalonnage établie en milieu simple.
d. Interférences d’ionisation
Les interférences d’ionisation se rencontrent lorsque l’analyte est un élément facilement
ionisable, car tout atome qui s’ionise ne peut plus être dosé. On choisit donc des conditions de
température qui permettent d’éviter l’ionisation. Cependant, on ne peut pas toujours l’éviter : la
présence d’un autre élément plus facilement ionisable modifie l’équilibre d’ionisation de l’analyte.
Il peut être ajouté sciemment afin de diminuer l’ionisation de l’analyte (effet tampon) et donc
accroître l’absorbance.
Si on veut doser les alcalino-terreux (exemple : Ca), pour éviter l’ionisation, on ajoute dans
la solution à doser des éléments qui s’ionisent davantage (exemple : un alcalin) : le Ca est protégé.
Pour doser les alcalins, il existe un élément qui s’ionise plus facilement qu’eux : un sel de
tantale. Il y a protection de l’alcalin, car ce sel supporte l’ionisation
15
16
Dans cette partie, nous allons exposer nos manipulations : du prélèvement de nos
échantillons à la préparation jusqu’à leurs analyses par deux méthodes différentes.
I. PRELEVEMENT DES ECHANTILLONS
Comme nous l’avons annoncé, nous avons analysé des échantillons de feuilles, de racines et
de fruits de «Noni».
Nous les avons collectés d’un même arbre âgé d’environ cinq (05) ans, originaire de la
région Menabe (Morondava) mais planté à Antananarivo.
II. PREPARATION DES ECHANTILLONS
Avant de pouvoir procéder à l’analyse des échantillons, ils ont dû subir quelques
préparations.
Tout d’abord, nous avons pesé chaque type d’échantillon (fruit, feuilles et racines) afin de
pouvoir déterminer plus tard leur teneur en eau. (Figure 10)
Figure 10: Fruits, feuilles et racines de «Noni»
Puis, nous avons découpé les fruits en petits morceaux afin de les sécher pendant un mois
(figure 11).
Figure 11: Fruit de «Noni» découpé en morceeau
Ensuite, nous avons séché chaque échantillon à l’air libre afin de faire évaporer l’eau.
17
Et enfin, nous avons broyé les échantillons bien secs à l’aide d’un pilon et d’un mortier.
(Figure 12)
III. ANALYSE DES ECHANTILLONS
Pour la détermination de la concentration des autres minéraux, chaque méthode d’analyse
nécessite d’autres préparations de l’échantillon mais aussi de l’appareil.
III.1. Préparation d’échantillon pour l’analyse par fluorescence X
Dans cette analyse, il nous a fallu pour chaque échantillon une masse de 100g en poudre.
L’échantillon passe par trois (03) étapes de préparation : d’abord le broyage où les échantillons ont
été broyés à l’aide d’un pilon en bois silicifié. Ensuite, le tamisage qui consiste à les faire passer au
tamis de 80μm. Les tamisas sont prêts pour la préparation de pastille. Et enfin la mise en pastille qui
est un procédé pour transformer la poudre en comprimé cylindrique par compression sous une
charge de 22 tonnes comme le montre la figure 13.
Figure 13: Mise en pastille par compression
18
III.2. Préparation d’échantillon pour l’analyse par absorption atomique
Avant d’être analysé l’échantillon suit encore une série de préparations pour une
minéralisation. Et pour pouvoir faire la vérification, nous avons préparé trois solutions pour tous
les échantillons et nous avons répété trois fois les mesures sur chaque échantillon (fruits, feuilles,
racine).
Pour ce faire nous avons suivi le mode opératoire suivant. Tout d’abord, nous avons pesé 5g
de produit dans une capsule de platine préalablement tarée de masse M1. Ensuite, nous avons placé
la capsule dans un four à 525°C 25°C jusqu’à l’obtention d’une cendre blanche. Après une nuit au
four, nous avons sorti la capsule et nous l’avons mis dans un dessiccateur pour se débarrasser de
l’humidité. Nous avons pesé à nouveau la capsule avec son contenu et nous avons noté M2 sa
masse. Après, nous avons versé 50ml de solution d’acide chlorhydrique et nous avons porté cette
solution à ébullition sur la plaque chauffante. Après chauffage, nous avons filtré la solution
obtenue. Enfin, nous avons prélevé un volume de la solution et nous avons procédé à la
dilution pour avoir un volume final de 100ml à analyser.
Notons qu’on doit encore diluer 10 fois la solution si on ajoute un tampon ou diluer 50 fois
si on n’ajoute pas un tampon.
Si la concentration de l’élément analysé dépasse la limite supérieure de la gamme
d’étalonnage, il faut procéder à une dilution en cascade (ex: 50fois, puis 500 fois,…).
Le volume du tampon ajouté doit toujours être le dixième du volume de dilution (exemple :
si on dilue 10fois la solution, le volume de la solution tampon doit être de 1ml. Si on dilue 50fois,
alors on ajoute 5ml de solution tampon)
A chaque élément analysé correspond une solution tampon (tableau 1) pour éviter
l’ionisation de l’élément en question. .
Tableau 1: Tampon correspondant à chaque élément
Elément à analyser Solution tampon
Sodium Chlorure de césium
Potassium Chlorure de césium
Calcium Oxyde de lantane
19
Ainsi, l’échantillon est prêt à être analysé. La procédure pour manipuler l’appareil est la
suivante :
D’abord, nous avons placé la lampe correspondant à l’élément analysé et aligné la lampe à
la fente. Ensuite, on a dû régler manuellement la longueur d’onde de la lumière pour correspondre à
l’élément. Pour ce faire, nous avons dû consulter le cahier de charge contenant les longueurs
d’ondes de chaque élément. Nous sommes entrés dans le mode « optimization » pour terminer le
réglage de la longueur d’onde. Puis, nous avons tourné le potentiomètre réglant la longueur d’onde
et nous l’avons ajusté en utilisant de l’eau distillée. Cette valeur doit augmenter puis atteindre un
maximum et commence à redescendre de façon à avoir une courbe gaussienne. La valeur maximale
du photomultiplicateur correspond à sa valeur optimale. Il est important de noter cette valeur et la
date de l’analyse dans le cahier de charge.
C’est seulement après qu’on peut procéder à l’étalonnage de l’appareil en suivant les
manipulations suivantes : dans les paramètres d’étalonnage, nous avons sélectionné comme
méthode de traitement : Normal : ajustement linéaire moindres carrés. Nous avons entré le nombre
de solutions étalons (04 solutions étalons) et leur concentration théorique pour le tracé de la courbe
d’étalonnage. Bien sûr, nous n’avons pas oublié de sauvegarder la méthode pour l »analyse de nos
échantillons. Dans le mode « assistant », sélectionner le mode « Lancer une Analyse ». Après nous
n’avons plus qu’à charger la méthode créée et mettre en marche la lampe correspondant à l’élément
à doser en cliquant dans la case du mode « Etat » correspondante jusqu’à ce qu’elle apparaisse en
fonctionnement. Nous ne devons pas oublier d’allumer la flamme seulement 15 minutes avant le
début des analyses. Et enfin, nous avons cliqué sur le mode « Réglage Optique », et attendu que
l’ordinateur redonne la main puis lancé l’analyse.
Pour chaque échantillon, l’appareil fait trois (03) mesures de l’absorbance et après calcul,
affiche la valeur da la concentration de l’élément ainsi que l’écart type de l’absorbance. Nous
voyons ainsi sur l’écran six (06) colonnes de chiffres pour chaque échantillon. Les colonnes
indiquent respectivement la concentration X de l’élément en mg.l -1
, l’écart type dans la mesure de
l’absorbance, trois valeurs de l’absorbance et sa valeur moyenne.
20
21
I.1. Teneur en eau
Pour déterminer la teneur en eau des échantillons nous avons pesé les échantillons une fois
broyé et nous avons supposé que la perte de masse était liée à l’évaporation de l’eau. Ainsi, pour
trouver la teneur en eau des échantillons, nous avons procédé aux calculs suivants :
Les résultats de nos mesures sont répertoriés dans le tableau suivant :
Tableau 2: Teneur en eau du «Noni»
Echantillon Masse de
I.2. Résultats d’analyse par spectroscopie d’absorption atomique
La concentration affichée sur l’écran est noté X en mg.l -1
de solution pour avoir le résultat
en mg par 1000g nous procédons au calcul :
⁄
Les concentrations, en pourcentage, de Na, K et Ca dans les différentes parties du
«Noni» sont dans le tableau 3
Tableau 3: Résultats d’analyse par spectrométrie d'absorption atomique
Echantillon
Elément
I.3. Résultats d’analyse par fluorescence X
Pour cette analyse, les résultats (tableau 4) sont directement fournis par un logiciel installé
dans l’ordinateur.
Echantillon
Titane (24 2,4) %o (28 2,8) %o (31 3,1) %o
Vanadium (2 0,2) %o Inférieure à LLD (2 0,2) %o
Chrome (11 1,1) %o (8 0,8) %o (2 0,2) %o
Manganèse (38 3,8) %o (115 11,5)%o (37 3,7) %o
Fer (0,5 0,1)% (0,8 5 0,1)% (0,7 0,1)%
Cobalt Inférieure à LLD Inférieure à LLD Inférieure à LLD
Nickel (5 0,5) %o (5 0,5)%o (1 0,1) %o
Cuivre (8 0,8) %o (5 0,5) %o (5 0,5) %o
Zinc (17 1,7) %o (18 1,8) %o (24 2,4) %o
Arsenic Inférieure à LLD Inférieure à LLD Inférieure à LLD
Sélénium Inférieure à LLD Inférieure à LLD Inférieure à LLD
Brome (56 5,6) %o (251 25,1) %o (20 2) %o
Rubidium (81 8,1) %o (25 2,5) %o (34 3,4) %o
Strontium (21 2,1)%o (93 9,3) %o (51 5,1) %o
Yttrium Inférieure à LLD Inférieure à LLD Inférieure à LLD
Molybdène Inférieure à LLD Inférieure à LLD Inférieure à LLD
Argent Inférieure à LLD Inférieure à LLD Inférieure à LLD
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Cadmium Inférieure à LLD Inférieure à LLD Inférieure à LLD
Etain Inférieure à LLD Inférieure à LLD Inférieure à LLD
Plomb Inférieure à LLD 1,4 %o 1,1 %o
Comme nous avons fait deux analyses de certains éléments, nous avons regroupé les
résultats dans le tableau 5.
Tableau 5: Valeur moyenne des résultats par AAS et XRF
Echantillon Elément Par XRF Par AAS
Fruit Sodium (0,11 (0,12%
II. INTERPRETATIONS
Dans cette partie, nous allons classer nos points de vue sur trois (03) axes:
- la composition des différentes parties de la plante
- l’apport de la plante de «Noni» pour la consommation humaine
- la performance des deux méthodes d’analyse
II.1. Composition des différentes parties de la plante
Le tableau 4 nous montre que la plante est très riche en sodium, magnésium, aluminium,
silicium, soufre, chlore, potassium, calcium. Par contre, les éléments tels que le titane, le vanadium,
le chrome, le manganèse, le nickel, le cuivre, le zinc, le brome, le rubidium, le Sr et le plomb sont
en faible quantité. Ce sont les éléments de trace. D’autres éléments, tels que le Molybdène,
l’Argent, le Cadmium, le Sn, ont une concentration inférieure à la limite de détection de l‘appareil.
Pour faciliter l’analyse des résultats, nous avons tout d’abord regroupé toutes les
concentrations des éléments minéraux dans le diagramme à la figure 14 :
24
Figure 14: Composition en éléments des différentes parties de la plante
D’après ces résultats, 30% des éléments se trouvent dans le fruit de «Noni», 39% dans les
feuilles et 30% dans la racine.
De ce graphique nous pouvons déduire que les feuilles sont les plus riches en éléments
minéraux. Pour expliquer la répartition des éléments dans la plante, revoyons un peu la constitution
d’une plante et les rôles de chaque partie. Les parties d’une plante sont : la racine, la tige, la feuille
et la fleur.
Les racines fixent la plante au sol. Elles absorbent l’eau et la nourriture et les envoient aux
feuilles par la tige. La tige permet les échanges entre les racines et les feuilles. La feuille, attachée à
la tige, produit l’énergie de la plante. Elle utilise la lumière, l’eau, la nourriture de la plante et le
dioxyde de carbone de l’air pour produire de l’énergie. La plupart des plantes ont des fleurs qui
fabriquent des graines pour produire de nouvelles plantes.
L’absorption minérale est une fonction essentielle à la croissance, au développement et à la
reproduction des végétaux. Les principaux éléments qu’ils absorbent sont le potassium (K), le
phosphore (P), le calcium (Ca), le magnésium (Mg) et le soufre (S). D’un point de vue chimique,
certains éléments sont directement absorbés sous leurs formes minérales (K + , Mg
2+ et Ca
2+ ),
d’autres, tel que l’azote (N), sont absorbés le plus souvent sous une forme moléculaire ionisée
(nitrate : NO3 - et ammonium : NH4
+ ). On parle alors souvent d’absorption minérale et azotée. Par
souci de simplification, on parlera de façon générale de l’absorption minérale et des éléments
minéraux sans distinction particulière.
fruits
feuilles
racines
25
L’absorption minérale s’effectue principalement par le système racinaire qui possède trois
fonctions principales à savoir l’ancrage, l’absorption hydrominérale et le stockage. Chaque type de
racines assure des rôles différents. Les grosses et moyennes racines sont souvent le lieu de stockage
de réserves carbonées et azotées alors que les racines fines jouent plutôt un rôle d’absorption et/ou
d’assimilation des éléments minéraux qui seront ensuite transférés jusqu’aux racines plus grosses
puis aux parties aériennes
Justus Von Liebig (1803-1873) fût le premier à proposer le rôle essentiel joué par certains
éléments minéraux pour la croissance et le développement des végétaux.
Certains éléments minéraux absorbés par une plante sont considérés comme essentiels si la
carence de l’élément minéral ne permet pas le cycle biologique complet de la plante ou que la
fonction jouée par l’élément minéral ne peut pas être réalisée par un autre élément ou encore que
l’élément minéral intervient directement ou indirectement dans le métabolisme (Arnon & Stout,
1939).
Les autres éléments minéraux sont alors seulement bénéfiques à la plante. Les éléments
minéraux essentiels peuvent être qualifiés de macroéléments (N, P, K, Mg, Ca, S) lorsqu’ils sont
constitutifs de la matière organique (protéines, acides nucléiques) ou bien lorsqu’ils jouent un rôle
osmotique fort. Leurs concentrations dans la plante sont élevées et souvent supérieures à 20
mmoles.kg -1
de matière sèche. Les autres éléments minéraux essentiels sont qualifiés de
microéléments (Cl, B, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo) et n’interviennent que très spécifiquement en tant que
cofacteur ou constituants de certaines enzymes et leurs concentrations dans la plante excèdent
rarement 5 mmol.kg -1
(Marschner, 1995).
Parmi les éléments essentiels compte le calcium qui est l’élément majoritaire de la plante. Il
est un aliment pour les plantes qui contiennent de 0,14 à 45 ‰ Ca, selon l’espèce, la nature des
organes, l’âge ; les graines, fruits, racines et tubercules sont moins riches en Ca que les feuilles. La
teneur en calcium des feuilles augmente avec leur âge.
Il y a aussi le magnésium, un élément important qui se retrouve surtout dans les feuilles
comme constituant de la chlorophylle. Il contribue au transfert du phosphore vers les graines,
participe à la formation et à la mise en œuvre des sucres, protéines et vitamines.
26
II.2. Apport de la plante de «Noni»
Le «Noni» est aujourd’hui connu et consommé sous la forme de jus. La partie la plus
consommée par l’homme est le fruit malgré que ce soit les feuilles qui soient les plus riches en
minéraux. Dans cette partie, nous allons considérer les fruits pour déterminer les apports du «Noni»
à la consommation.
Nous représentons dans la figure 15, la proportion de chaque éléments dans les fruits de
«Noni», afin de les classer en éléments majoritaires et éléments de traces.
Figure 15: Composition d'un fruit de «Noni»
II.2.1. Les éléments majoritaires:
a. Sodium
Les aliments végétaux naturels sont pauvres en sodium, en dehors de quelques espèces de
légumes. Les fruits sont généralement tous très pauvres (Alais et Linden, 1994).Au cours de la
production ou lors de la préparation des repas, on ajoute souvent du sel (NaCl) (Voedings, 2003).
Mais pour le «Noni», sa teneur en sodium du fruit est de 0,11%.
Le sodium gouverne, avec le potassium, tout l'équilibre hydrique de l'organisme animal. Il
règle la répartition de l'eau corporelle, les mouvements d'eau dans l'organisme, les échanges entre
l'eau intracellulaire (où se trouve le potassium) et l'eau extracellulaire et ainsi participe à l'utilisation
de l'énergie et aux fonctions nerveuses (E-sante, 2003). Au cours d'un effort important, on perd de
grandes quantités de sodium via la sueur. Un apport de liquide sous la forme de boissons riches en
Na Mg Al Si P S Cl K Ca Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn As Se Br Rb Sr
co n
ce n
tr at
io n
e n
27
sodium est alors recommandé. Le même phénomène se produit en cas de diarrhée. Dans ce cas, du
sodium et du glucose sont nécessaires pour permettre à l'intestin de réabsorber le liquide perdu.
Nous avons besoin de 1818g de fruits de «Noni» par jour.
b. Magnésium
La teneur en magnésium du fruit de «Noni» est de 0,25%. C’est le troisième élément le plus
abandon dans le fruit. Le magnésium est présent dans pratiquement tous les tissus du corps humain,
y compris le cerveau et dans la chlorophylle. Au niveau cellulaire, il joue un rôle dans le transport
de l'énergie (Voedings, 2003) et des acides aminés qui ne peuvent traverser les parois cellulaires
qu'avec le magnésium.
De plus, il active l'action de pratiquement toutes les enzymes. Il empêche l'oxydation des
acides gras et influence positivement le taux de cholestérol, il prévient les thromboses et favorise
l'irrigation sanguine des capillaires. Ainsi le magnésium soutient l'activité cardiaque, protège de
l'infarctus et peut réguler la tension ce qui lui donne un rôle dans la prévention des maladies cardio-
vasculaires (Danone, 2003).
Mais il protège également les nerfs et leur donne la possibilité de transmettre les ordres aux
muscles et permet d'activer et de détendre les muscles.
Il soutient le système de défenses immunitaires, entre autres. Et il est nécessaire à la
construction des os.
Notre consommation de magnésium est souvent inférieure aux recommandations. En cas de
forte carence en magnésium on a observé des crampes, des crises de tétanie, de la fatigue, des
insomnies, contractions musculaires, jambes agitées, fourmillements dans les mains et les pieds,
l'irritabilité, la sensibilité aux bruits, la peur, l'agressivité. On aura besoin d’une consommation de
160 g de fruit de «Noni».
c. Aluminium
Reconnu comme un métal non essentiel, l’aluminium a longtemps été considéré comme
ayant une innocuité pour l’homme du fait notamment de sa très faible absorption intestinale par
voie orale. De nombreuses études montrent à présent que l’aluminium peut être toxique pour les
plantes, les animaux et l’homme. Cependant, la détermination de l’impact sur la santé de
l’exposition humaine à l’aluminium reste encore extrêmement difficile. Toutefois, nous pouvons
28
citer quelques effets nocifs possibles de l’aluminium pour l’organisme comme des maladies
neurologiques et osseux (la maladie d’alzheimer par exemple).
Ces effets sont dus à une forte accumulation d’aluminium dans l’organisme et le contact
direct avec le sang ou les structures nerveuses. Cependant, la teneur en aluminium du «Noni», à elle
seule, est trop faible (0,09% à 0,16%) pour que sa consommation, même fréquente, puisse
engendrer ces inconvénients.
d. Silicium
Le silicium est indispensable à la fixation du calcium et du magnésium dans l’organisme. Il
potentialise également l’action du zinc et du cuivre.
Il joue également un rôle incontournable dans le mécanisme de défense naturelle de
l’organisme. Il contribue à régénérer et à restructurer les fibres d’élastine et de collagène ce qui
favorise l’assouplissement des artères. Il aide à construire et à solidifier la structure même de
l’organisme. Il soutient le tissu conjonctif et le tissu réticulo-endothélial.
De plus, il participe efficacement à l’élimination des surplus dans le cadre de régime
amincissants.
La quantité de silicium du corps diminue progressivement, c’est pourquoi il est
recommandé d’en consommer sous forme d’aliment ou de complément alimentaire. Le «Noni» est
assez riche en silicium (0,17 dans les feuilles et 0,26% dans les fruits) pour pouvoir combler nos
besoins journalier. 12g de fruit de «Noni» est suffisant comme consommation journalière.
e. Phosphore
Le phosphore est un constituant fondamental de toute cellule vivante. 80% du phosphore du
corps humain est présent sous la forme d'un sel de calcium dans le squelette et les dents, il intervient
également dans l'utilisation et la mise en réserve de l'énergie, ainsi que dans l'activité enzymatique
(Voedings, 2003).
Les hommes ont besoin de 800 mg de phosphore par jour (Lactelo, 2003) seulement la
teneur en phosphore du «Noni» (tableau 3) est très faible. 500g par jour de fuit de «Noni» réussirait
à couvrir nos besoins en phosphore.
29
f. Soufre
La teneur en soufre du «Noni» est 0,17%.Le soufre est un composant de nombreux éléments
de l'organisme. Il se niche au sein des protéines où il exerce une fonction stabilisatrice. On le
retrouve principalement dans les aliments riches en protéines (Voedings, 2003).
Il agit à la fois sur la peau (pour traiter les infections cutanées et permettre une meilleure
cicatrisation, une meilleure réaction au soleil) et sur les douleurs articulaires et les infections
respiratoires. Les eaux sulfureuses sont utilisées depuis longtemps pour leurs bienfaits sur les
infections des voies respiratoires, l’arthrose et les problèmes cutanés dont le psoriasis. Le cartilage
est riche en dérivés sulfuriques qui participent à son élaboration. Le soufre agit sur la respiration
tissulaire, la régulation des secrétions des muqueuses respiratoires, rhinopharyngées et bronchiques.
Au niveau du foie, il participe à la détoxification. Il soulage les migraines d’origine
digestive. C’est le minéral de base pour la souplesse corporelle et donc pour maintenir le corps
jeune au troisième âge. (E-Santé, 2003)
Le soufre organique favorise la santé, le bien-être et la vitalité par une production d’énergie
qui encourage le métabolisme cellulaire. Dans l’organisme, les acides aminés des protéines riches
en soufre sont les constituants essentiels de la peau et des phanères (poils, cheveux, ongles). C’est
donc un soin de beauté pour la peau, la santé des cheveux et la solidité des ongles. Il permet de
lutter contre la fatigue et la dépression. Nous avons besoin de 353g de fruits de «Noni» par jour.
g. Chlore
Le chlore permet le métabolisme de l’eau et par conséquent la régularisation de la rétention
d’eau dans le corps humain. Il joue également un rôle important pour le système digestif.
Le taux de chlore dans le sang est mesurable par la chlorémie. L’hypo chlorémie est souvent
associée à une déshydratation de l’organisme. (E-Santé, 2003)
Dans le cas inverse, l’hypo chlorémie peut être liée à un problème de dysfonctionnement au
niveau du système digestif ou des fonctions rénales. Bien que présent dans le sel de table, les
feuilles de «Noni» sont aussi des sources riches en chlore (0,71%). Le besoin journalier en chlore
est contenu dans 556g fruit de «Noni».
h. Potassium
Le potassium est le minéral plus répandu dans le fruit de «Noni». (1,94%). Son destin, dans
l'organisme, est étroitement lié à celui du sodium. Il se trouve essentiellement dans l'eau
intracellulaire tandis que le sodium se trouve surtout dans 1 'eau extracellulaire. Le corps contient
de 150 à 170 g de potassium dont la plus grande partie se trouve dans les muscles.
Il est aussi nécessaire à l'action d'une multitude d'enzymes, au bon fonctionnement
neuromusculaire et cardiaque, à la sécrétion acide de l'estomac, pour la régulation de l'aldostérone,
hormone surrénale qui intervient dans le métabolisme du sodium.
En cas de carence en potassium, on a observé des faiblesses musculaires, de la fatigue, du
météorisme abdominal, des troubles cardiaques. Les besoins en potassium sont de l'ordre de 390 à
585 mg par jour. Une alimentation normale fournit chaque jour de 2 à 6 g par jour de potassium. Le
surplus est éliminé dans les urines et dans la transpiration (E-sante, 2003). Pour cela, on devrait
consommer environ 103 g par jour.
i. Calcium
La teneur en calcium si on ne considère que le fruit (1,4%) est très supérieure à celle de la
graine de soja 0,25% (Rakipov, 1987), à celle du lait de noix de cajou 0,51% (Piva et al, 1971) et
aux teneurs trouvées dans les laits de vache (1,3%) (Alais et Linden, 1994). C’est le deuxième
élément majoritaire du fruit de «Noni».
Le calcium est surtout un constituant du squelette (1 kg de Ca) où il constitue environ 25%
de l'os sec. La teneur du plasma sanguin est étroitement régulée à 100mg.l -1
. Les végétaux
contiennent peu de calcium. Les activités biologiques du calcium et du phosphore sont liées. Le
rapport Ca/P doit être voisin de 1,7 (Alais et Linden, 1994). Le calcium pourrait jouer un rôle
favorable sur la pression artérielle. Ainsi, de nombreuses études épidémiologiques montrent que les
forts consommateurs de calcium ont une pression artérielle inférieure à celle des faibles
consommateurs.
Il a également été montré que chez des sujets hypertendus, une supplémentation en calcium
abaisse la tension. La consommation des produits riches en calcium (ex. produit laitier) est
fortement conseillée chez les sujets à risque: personnes âgées, diabétiques, etc. (Svp lait, 2003).
Le calcium joue également un rôle métabolique essentiel dans la coagulation sanguine, la
contraction musculaire, la synthèse d'hormones ou la transmission de l'influx nerveux (Voedings,
2003). Outre le calcium, les bienfaits du lait et des produits laitiers sur la tension artérielle seraient
dus à tout un ensemble de nutriments, dont le potassium et le magnésium. Les femmes et hommes
31
ont besoin 900 mg de calcium par jour (Lactelo, 2003). Ainsi, 74 g de fruit de «Noni» est conseillé
à consommer.
Toutefois, la consommation de calcium doit être modérée car au-dessus des valeurs
indiquées il y a risque d’hypercalcémie qui peut devenir une urgence médicale dans la mesure où
ce trouble est généralement asymptomatique et difficile à diagnostiqué.
j. Fer
Le fruit de «Noni». est particulièrement riche en fer car il est composé de 0,05%. Le fer est
un élément nutritif essentiel à tous les âges et tout au long du cycle de vie. Les principales fonctions
du fer comprennent le transport de l'oxygène, la formation des globules rouges. C’est aussi un
cofacteur d'enzymes et d'autres protéines participant à la production d'énergie et au bon
fonctionnement des cellules. Pour l’hémoglobine et la myoglobine, par exemple, il est utile pour le
transport et le stockage de l’oxygène dans les cellules.
Il intervient surtout dans « l’élaboration » des fonctions cognitives, c'est à dire la capacité à
traiter l'information et ce surtout chez l'enfant. Le fer joue aussi un rôle important dans la réponse
immunitaire anti-infectieuse, la régulation de la température interne, la tolérance de l’organisme à
l’effort.
Cependant, un excès de fer peut engendrer des risques sur la santé comme des maladies
cardiaques. Globalement, 36g de «Noni» suffisent à combler nos besoins journaliers en fer.
II.2.2. Les éléments de trace:
a. Titane
Il se trouve couramment sous forme de dioxyde de titane. C’est le 9 ème
élément chimique le
plus abondant de la croûte terrestre devant l’hydrogène et derrière le magnésium. En 2006 le Centre
international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé le dioxyde de titane (TiO) comme
cancérigène possible pour l'homme (classe 2 B). Il provoque le cancer des poumons, de la peau.
Jusqu’à ce jour, les besoins journaliers en titane n’ont pas encore été identifiés.
b. Vanadium
L'absorption de vanadium par l'homme se fait principalement par la nourriture 3 . Les rôles
de cet élément pour l’organisme n’ont pas encore été encore très approfondis et restent très
3http 3 : https://www.lenntech.fr/periodique/elements/v.htm#ixzz59F7kAGrK consulté le 18 Juillet 2017
spéculatives. Ainsi, le vanadium jouerait un rôle dans les fonctions thyroïdiennes et l'entretien des
os.
Le vanadium pourrait réguler le fonctionnement de diverses enzymes, en particulier les
enzymes de transfert du phosphore. Les dérivés du vanadium, sulfate de vanadyle ou métavanadate
de sodium, semblent avoir des effets proches de ceux de l’insuline. De récentes études ont démontré
l'efficacité du vanadium en traitement du diabète grâce à ses propriétés insulino-sensibilisantes.
Toutefois, Les besoins en cet oligo-élément restent néanmoins très faible et les risques de carence
sont rares et il peut avoir plusieurs effets sur la santé lorsque l'absorption est trop élevée à savoir
une irritation des poumons, de la gorge, des yeux et des cavités nasales.
Concrètement le besoin journalier d’un adulte en Vanadium est de 10 à 20µg alors que 100g
de fruit de «Noni» en contient 1,8mg soit 90 fois supérieur au besoin. Mais comme les effets de cet
élément sur la santé restent encore spéculatifs ceci expliquerait qu’il n’y ait pas de contre-indication
à la consommation de «Noni».
c. Chrome
Le chrome est un oligo-élément dont la fonction principale est majeure pour le
fonctionnement de l’organisme : il régule la sécrétion de l’insuline pancréatique de façon à
maintenir constant le taux de sucre dans le sang (glycémie). Ce rôle physiologique du chrome n’est
pas isolé. En effet, la potentialisation de l’insuline suppose l’intervention d’autres facteurs au
niveau de ses récepteurs. (Williams, 1982)
En cas d’hypoglycémie, si nos stocks de chrome sont insuffisants, la mobilisation de
l’insuline ne peut pas se faire correctement et les sucres mis en réserve dans l’organisme ne sont pas
mobilisables. Ce déficit en chrome induit alors ce qu’on appelle familièrement la fringale. Il
s’ensuit la tentation irrépressible de grignotage pour apporter instantanément à l’organisme le sucre
dont il est en manque pendant l’épisode hypoglycémique. Cet enchaînement bien connu est une
cause de surcharge pondérale. On devrait consommer entre 500mg et 1960mg de fruit de «Noni»
par jour. Notons que d’autres aliments peuvent tout aussi bien contribuer à couvrir nos besoins en
chrome.
Le chrome est pratiquement inassimilable sous sa forme inorganique, c’est à dire s’il est
isolé d’un contexte vivant dont il est l’un des éléments constitutifs. Il doit donc être apporté par
notre alimentation, car nous n’avons pas la capacité d’en réaliser nous-même la synthèse.
d. Manganèse
Le manganèse est un élément essentiel à la vie mais sa présence et son métabolisme au sein
de l'organisme sont influencés par divers facteurs. Les doses quotidiennes de manganèse
recommandées varient entre 2,5 et 5 mg/j soit environ égal à 13g par jour de fruit de «Noni».
C’est un élément indispensable car il est un cofacteur dans plusieurs réactions enzymatiques
(Zhang et al, 1994); et le Mn par son pouvoir antioxydant contribue également à la protection des
cellules (Wedler, 1994). Toutefois, lorsque les doses absorbées dépassent un certain seuil d'environ
6 mg/jour, en particulier sur de longues périodes, elles peuvent alors entraîner des effets toxiques
susceptibles de se manifester par des troubles neurocomportementaux
e. Nickel
Les effets sur la santé de l’exposition au nickel dépendent, comme pour toute autre
substance, du type, de la concentration et de la durée de l’exposition. Il faut également tenir compte
de certains facteurs comme l’âge, le sexe, l’alimentation, les antécédents familiaux, le style de vie et
la santé de la personne. En général, les concentrations typiques de nickel n’ont pas d’effets nocifs
sur la santé. Certaines études ont même montré que les animaux avaient besoin de petites quantités
de nickel pour rester en bonne santé et que le nickel avait un certain rôle dans l’alimentation en
général.
Le nickel est une substance que l’on trouve aussi dans l’eau, dans certains bijoux et dans les
pièces de monnaies. Ainsi, il n’est pas conseillé de consommer des aliments qui ont été trop
exposés au nickel. Dans le «Noni», il ne constitue qu’un élément de trace de l’ordre de 4%o.
f. Cuivre
Le cuivre est un oligo-élément indispensable à de nombreuses enzymes. Il intervient
notamment dans l'entretien des cartilages, des os. Il est également essentiel dans la lutte contre les
infections et le bon fonctionnement du cœur. Il est également utilisé en cas d'arthrose.
Le cuivre est essentiel à l’action de nombreuses enzymes. A ce titre, il intervient dans le
métabolisme de plusieurs nutriments : glucides (sucres), lipides (graisses) et fer.
Il contribue à la formation des globules rouges, aux défenses immunitaires, à la
minéralisation osseuse, à la régulation des neurotransmetteurs, à la production de mélanine
(pigment qui protège la peau du soleil). Le cuivre a aussi un rôle antioxydant.
croissance et de déformation du squelette. Une anémie, une sensibilité accrue aux infections, une
augmentation du risque d’ostéoporose et de maladies cardiovasculaires (par augmentation du
cholestérol sanguin) ont été également décrits.
La toxicité du cuivre est faible et l’apport alimentaire, même majeur, ne peut pas être
responsable d’intoxication. Il existe une maladie héréditaire caractérisée par un défaut d’excrétion
du cuivre dans la bile : la maladie de Wilson. Le cuivre s’accumule dans tout l’organisme et,
préférentiellement, dans le foie et le système nerveux central (cerveau et moelle épinière). On aura
besoin d’environ 70g de fruit de «Noni» par jour. (Mudgal et al. 2010)
g. Zinc
Le zinc est un nutriment essentiel pour la santé humaine. La fourniture de suppléments de
zinc aux enfants dans des pays à faible revenu permet de réduire la fréquence et la gravité de la
diarrhée, de la pneumonie, et éventuellement du paludisme. De plus, des études ont montré que les
taux de mortalité sont moins élevés parmi les enfants recevant des suppléments de zinc.
La consommation adéquate de zinc est également nécessaire à la croissance normale de
l'enfant. Les suppléments de zinc augmentent la croissance et le poids des enfants chétifs ou ayant
un poids insuffisant. Des signes montrent également que la supplémentation en zinc des femmes
enceintes peut empêcher une mauvaise évolution de la grossesse, contribué à accroître le poids de
l'enfant après la naissance et réduire les risques d'infection. En effet nous avons besoin de 109g de
fruit de «Noni» par jour. (Dorosz, 1987)
h. Brome
Le brome est un élément présent naturellement qui peut être trouvé dans beaucoup de
substances inorganiques. Les effets les plus importants qui peuvent être provoqués par des
contaminants organiques contenant du brome sont : le dysfonctionnement du système nerveux et la
perturbation du matériel génétique.
Mais les composés organiques bromés peuvent aussi provoqués des dommages à des
organes tels que le foie, les reins, les poumons, et ils peuvent provoqués un dysfonctionnement de
l'estomac et du système gastro-intestinal. Certaines formes de composés organiques bromés, comme
le bromure d'éthylène, peuvent même provoquer un cancer.
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On trouve des composés bromés inorganiques dans la nature, mais même s'ils y sont présent
naturellement l'homme en augmenté les proportions de façon trop importantes au cours des années.
A travers la nourriture et l'eau l'homme absorbe des doses élevées de composés bromés
inorganiques. Ces composés peuvent endommager le système nerveux et la glande thyroïde.
Dans 100g de notre fruit, il n’y a que 56mg de brome.
i. Rubidium
Il est modérément toxique par l'ingestion. Si le rubidium est mis à feu, il causera des
brûlures thermiques. Le rubidium réagit aisément avec l'humidité de la peau pour former de
l'hydroxyde de rubidium, qui cause des brûlures chimiques des yeux et de la peau. Signes et
symptômes de surexposition: brûlures de peau et d'œil, perte de poids, ataxie, hyper irritation,
ulcères de peau, et énervement extrême. État médical aggravé par exposition: patients de cœur,
déséquilibre de potassium. Nos besoins en Rubidium n’ont pas encore été déterminés mais sa
concentration dans le fruit de «Noni» est très faible (81%o)
j. Strontium
La consommation de concentrations importantes de strontium n'est en général pas connue
comme dangereuse pour la santé. Seulement un cas d'allergie au strontium a été découvert, mais il
n'y a eu aucun autre cas similaire. Chez les enfants, une consommation excessive de strontium peut
présenter un risque car elle peut provoquer des problèmes de croissance des os. (Lactelo, 2003)
Quand la consommation de strontium est extrêmement haute, elle peut provoquer une
interruption du développement osseux, mais ceci ne se produit que lorsque la consommation est de
l'ordre du millier de %o ce qui n’est pas le cas de sa concentration dans le fruit de «Noni» qui vaut
21%o.
k. Plomb
Pour ce que l'on en sait le plomb n'effectue aucune fonction essentielle dans le corps
humain, il a seulement des effets nocifs.
Le plomb peut avoir plusieurs effets indésirables, tels que la perturbation de la biosynthèse
de l'hémoglobine et l’anémie ou une augmentation de la pression artérielle. Mais il y a aussi les
problèmes qu’il peut causer aux reins, les risques de fausses couches pour les femmes enceintes et
le déclin de la fertilité des hommes (Dumont D, 1994)
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Le plomb perturbe aussi le système nerveux ce qui conduit à des dommages au cerveau donc
il diminue les capacités d'apprentissage des enfants et perturbe le comportement des enfants
(agressivité, comportement impulsif, hyperactivité)
Nous ne parlerons pas d’autres éléments dont la teneur dans la plante est inférieure à la
limite de détection de l’appareil dans ce présent mémoire d’autant plus que ces éléments sont
souvent nocifs pour l’Homme.
II.2.3. Apports journaliers du «Noni»
Nous répertorions nos besoins journaliers en oligo-éléments, selon Halimi (1997), Jacotot
(2003) et Dorosz (1987), et la quantité de ces oligo-éléments dans le fruit de «Noni» dans le
tableau 6.
Elément Besoin journalier d’un
adulte
Magnésium 310 à 400mg 0,25g
Aluminium Elément de trace 0,09g
Silicium 25 mg 0,21g
Soufre 600 mg. 0,17g
Chlore 1.5 g 0,27g
Titane inconnu 23,4mg
Chrome 55 à 200µg 10,2 mg
Manganèse 5mg 37,3 mg
Cobalt 1/10 ème
Arsenic 0,01 à 0,02mg Inférieure à LLD
Sélénium inconnu Inférieure à LLD
Brome inconnu 56,0 mg
Rubidium inconnu 80,5 mg
Strontium inconnu 20,5 mg
Nous avons choisi de prendre 100g de «Noni» car c’est environ la masse d’un fruit bien
mûr. Par des calculs, nous pouvons conclure que nous pouvons consommer environ 200 grammes
par jour de «Noni» sans risquer des intoxications alimentaires.
4 http 4 : http://www.naturosante.com/rubriques/conseils/conseil.php?51 consulté le 25 Avril 2017
II.3. Performance des deux méthodes d’analyse
Pour avoir une vue sur la performance des deux méthodes d’analyse que nous avons utilisé
dans notre mémoire, nous représentons les résultats obtenus par ces deux méthodes par un
graphique :
Figure 16: Comparaison résultats par AAS et par XRF
De ce graphique, nous pouvons dire que l’absorption atomique et la fluorescence X se valent
par rapport aux résultats car les courbes correspondants ont même allure.
Pour pouvoir comparer plus en profondeur les deux méthodes d’analyse, énumérons d’abord
leurs avantages et inconvénients.
a. Avantages
La fluorescence X est utilisée en raison d’une plus grande rapidité et d’une meilleure
précision par rapport aux autres méthodes d’analyse. Les avantages de l'utilisation de la XRF sont
son exactitude, sa précision, sa rapidité d'analyse, la possibilité de présenter l'échantillon sous forme
de solide et non de liquide et le fait qu'elle permette l'analyse d'un grand nombre d'éléments.
b. Limites de l’appareil
Les éléments légers sont très difficiles à mesurer en fluorescence X car ils produisent peu de
RX (faible rendement de fluorescence) et l’énergie des raies est faible, les photons sont donc
facilement absorbés d’où de faible signal mais surtout, les raies des émissions ne sont pas bien
résolues, il est difficile de les distinguer les unes des autres
Na K Ca Na K Ca Na K Ca
Fruit Feuille Racine
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Les limites de détection ne dépendent pas seulement du numéro atomique de l’élément
recherché mais aussi de la substance examinée et de la matrice dans laquelle l’analyte se trouve.
La XRF est souvent moins performante lorsqu’il s’agit de doser des éléments en ultra- trace ce qui
est en deçà des valeurs limites de concentration en éléments admises dans différentes normes. De
plus, pour doser des éléments légers allant de Be à F, des investissements plus importants doivent
être réalisés afin d’obtenir une source de rayonnement plus énergétique.
II.3.2. Absorption Atomique
a. Avantages
Le principal avantage de cette méthode est sa haute sensibilité. De plus, elle est d’une
grande spécificité, rapidité. Il suffit d’une faible quantité de substance nécessaire (1 ml de la
solution) pour se servir de cette technique.
Un autre intérêt de l’AAS est la facilité de préparation des solutions étalons. Comparée à la
technique de la fluorescence X à réflexion totale, la spectrométrie absorption atomique présente les
avantages de posséder une limite de détection qui descend jusqu’à 1μg.l -1
et d’être mono-
élémentale ce qui fait que le problème d’interférence entre éléments est écarté.
b. Inconvénients