Brevet FR3100456A1 — publié le 20210312

L’invention a trait à la valorisation des coproduits de l’exploitation des ressources arboricoles. Elle concerne plus particulièrement un extrait d’écorce de peuplier ainsi que son utilisation dans le domaine cosmétique, agroalimentaire et nutrition, neutraceutique et pharmaceutique. EXTRAIT D’ECORCE DE PEUPLIER ET SES APPLICATIONS L’invention a trait à la valorisation des coproduits de l’exploitation des ressources arboricoles. Elle concerne plus particulièrement un extrait d’écorce de peuplier ainsi que son utilisation dans le domaine cosmétique, agroalimentaire et nutrition, neutraceutique et pharmaceutique. Domaine de l’invention Le peuplier appartient au genre botanique Populus, dont les espèces majoritaires sont Populus tremoïdes (faux-tremble), Populus tremula (tremble), Populus nigra (noir), Populus grandidiana (à grandes dents) et plus rarement Populus balsamifera (baumier), trichocarpas (de l’ouest), deltoides (deltoïde) et alba (blanc). Le peuplier est un bois dit dur, utilisé dans l’industrie papetière, dans l’emballage, pour fabriquer des contreplaqués, et dans l’industrie agroalimentaire. En effet, ce dernier est un bois autorisé pour le contact alimentaire, principalement utilisé dans des emballages de produits laitiers type fromages ou produits de boulangerie. En France, l’arrêté du 24 juin 2014 établit la liste des plantes autorisées dans les compléments alimentaires, parmi lesquelles figurent les écorces de Populus tremoides et de Populus nigra . Les écorces constituent un co-produit de l’exploitation du peuplier et représentent 9-10% de la matière sèche du bois livré en scierie. A ce jour, les écorces ne sont pas valorisées. L’écorce est une protection de l'arbre contre les intempéries, les insectes ou tout type de stress lié à l’environnement. Les organismes végétaux, contrairement aux animaux, sont immobiles et ne peuvent pas fuir les conditions défavorables à leur développement telles le stress hdrique ou salin, les températures extrêmes, la toxicité des polluants et le stress oxydatif qui causent des dégâts majeurs dans la production agricole et la végétation naturelle. C’est pourquoi, des stratégies d’adaptation se sont mises en place pour surpasser ces contraintes environnementales. Les plantes ont élaboré tout un éventail de molécules appelées « métabolites secondaires » qui sont présentes seulement dans certaines parties de la plantes et sont produits dans certaines circonstances (Haslam, 1986). Ces composés sont issus de toutes les classes principales de composés organiques (aliphatiques, aromatiques, hétérocycliques et hydroaromatiques) et leur nombre est supérieur à une centaine de milliers (Hadacek, 2002). La grande variété des structures chimiques des métabolites secondaires permet aux organismes végétaux d’assumer de nombreuses fonctions biologiques complexes. Les voies de biosynthèse des métabolites secondaires, par exemple la voie des phénylpropanoïdes qui conduit à la formation des stilbènes, des flavonoïdes et des lignanes, sont stimulées en cas de stress (Fritz, 2006). En raison de la contrainte liée à la longue période de croissance des arbres, les écorces, qui sont le dernier rempart physique entre l’arbre et le monde extérieur et les nœuds, c'est à dire les parties des branches encastrées dans le tronc subissant de fortes contraintes mécaniques, contiennent de grandes quantités de composés bioactifs. D’un point de vue morphologique, l’écorce est constituée de deux couches, interne et externe. La couche externe a la principale fonction de protéger l’arbre contre les agressions mécaniques, ou de pathogènes (microscopique ou animaux). La couche interne a rôle de transport des nutriments et de support. La composition du bois de peuplier a été étudiée et il est connu que ce bois contient des teneurs en matières minérales entre 0.6-2.7%, en cellulose entre 42.2-48.9%, en hémicellulose entre 16.6-23.2%, en lignines entre 21.5-29.1%, et en extractibles lipidiques (éthanol-benzène) entre 1.4-2.7% (Sannigrahi, 2010). En matière de sucres, la teneur en xylose total après hydrolyse du bois de peuplier est entre 13.1-18.7%. Concernant les écorces de peuplier, leur composition a été analysée à des fins de nutrition animale par Rebole et al. (Rebolé, 1989). Les teneurs identifiées sont les suivantes: 39% de fibres brutes (9.8% hémicellulose; 9.9% lignine; 19.3%cellulose), 6,2 % de protéines, 4,5% de tannins et 7.8% d’extrait «éther» qui comprend des molécules lipidiques. Plus récemment, Ferhan et al. ont analysé les écorces de peuplier dans l’objectif de produire des fractions polyphénoliques, notamment des phénols simples, utilisables dans le domaine de la chimie en remplacement de produits pétrosourcés. Leur caractérisation montre les teneurs suivantes: 6.7% de minéraux, 34.2% de lignine, 50.7% de cellulose, 18.4% d’extractibles éthanol-toluène, et 17,1% d’extractibles aqueux (Ferhan, 2014). Parmi les molécules d’intérêt présentes dans le peuplier et plus particulièrement dans ses extraits aqueux, on trouve les composés phénoliques et salicylés. Les salicylates, molécules de la famille des Salicaceae, jouent le rôle de défense contre les herbivores et les insectes (Tsai, 2006a). Dans le genre Populus, la salicortine et l’HCH-salicortine ont été idendifiées à partir de feuille de Populus fremontii et Populus angustifolia (Rehill, 2005). Ces molécules sont dérivées de l’acide salicylique. En 1989, Linroth et al. ont montré que les teneurs en salicylates dans des feuilles de Populus tremoides, grandi, denta et deltoides variaient en fonction de la saison et du lieu. Snyder et al. ont identifié par spectrométrie de masse la HCH salicortine, trémulacine, populoside A, populoside B, populoside C et tricarposide dans des feuilles de Populus deltoides et de Populus grandidentata. Ces molécules n’ont pas été quantifiées (Snyder, 2015). Les salicylates sont utilisées dans plusieurs domaines : en agroalimentaire comme aromatisants et conservateurs, en cosmétique comme parfum, conservateur ou aseptisant topique, en pharmacie. Ils sont connus pour leurs propriétés analgésiques et antipyrétiques. Actuellement, l’acide salicylique disponible sur le marché est produit par synthèse par partir de phénol. Les polyphénols sont une famille de métabolites secondaires qui interviennent dans de nombreux mécanismes de signalisation, de défense et de communication chez les végétaux (Balasundram, 2006). En fonction des structures chimiques de ces composés qui comportent tous un cycle phénolique, leur classement en sous-famille permet une répartition plus aisée des quelques 20000 molécules connues aujourd’hui. A ce jour, la composition en molécules spécifiques dans l’écorce de peuplier n’a pas été étudiée. Les inventeurs ont mis en évidence la présence de molécules d’intérêt dans l’écorce de peuplier. Ainsi l’invention concerne un extrait d’écorce de peuplier comprenant: - des sucres libres - des composés polyphénoliques dont la catéchine et la taxifoline - des minéraux dont du calcium, du potassium et du magnésium, et - des salicylates dont la populine et des populosides. L’extrait peut être sous la forme d’un broyat sec ou d’une composition liquide. Avantages de l’invention L’invention propose un nouvel extrait végétal dont la composition est riche en molécules d’intérêt dans de nombreux domaines. Cet extrait présente l’avantage d’être naturel, non transformé. Il est issu uniquement du broyage de l’écorce de peuplier en ce qui concerne l’extrait sec et est obtenu par extraction aqueuse à partir du broyat en ce qui concerne l’extrait liquide. Cet extrait est particulièrement riche en sucres libres, polyphénols, calcium et potassium. Il contient également des tanins et des acides organiques. Il présente la spécificité de contenir des composés salicylés (proche de l’acide salicylique) dont la populine et des populosides. La combinaison particulière de ces composants est particulièrement appropriée pour différentes des applications dans les domaines suivants : En cosmétique, l’extrait constitue un nouvel ingrédient cosmétique du fait de sa richesse en minéraux anti-oxydants tels que le calcium, le potassium et le magnésium, mais également de la présence de flavoïdes et de sucres libres. Les extraits ont également un profil très intéressant pour la nutraceutique, du fait de la présence combinée de sucres, de polyphénols et de minéraux. En effet, les sucres dont des galacto-oligossacharides (GOS) sont reconnus comme des prébiotiques stimulant les fonctions immunitaires et l’absorption de nutriments essentiels. Ces GOS peuvent induire des modifications bénéfiques du microbiote influençant ainsi les fonctions cérébrales. Les polyphénols, en majorité des catéchines, présentent des propriétés anti-oxydantes et neuro-protectrices reconnues dans la prévention des altérations de mémoire liées à l’âge. Les minéraux comme le calcium dont les concentrations diminuent au cours du vieillissement et le magnésium dont des études récentes ont montré un rôle clé dans la prévention du déclin de la mémoire. En nutrition animale, en particulier chez les caprins et ovins, l’extrait est avantageux du fait de la présence de tanins condensés utiles contre le parasitisme gastro-intestinal. En effet, les tanins provoquent une diminution du nombre d’œufs des parasites dans les fèces, ce qui limiterait la contamination des pâturages, et donc une infestation massive des troupeaux. D’autre part, la richesse en molécules à forte valeur ajoutée des extraits d’écorce de peuplier permet d’envisager une séparation des différents composants de l’extraits pour une valorisation spécifique des différents composants. Cette approche ouvre l’accès à de nouvelle molécules biosourcées en remplacement des molécules équivalentes mais synthétiques disponibles aujourd’hui. La présente invention ouvre donc la voie à une valorisation des écorces de peuplier, aujourd’hui considérées comme des déchets. Extrait d’écorce de peuplier caractérisé en ce qu’il comprend : des sucres libres des composés polyphénoliques dont la catéchine et la taxifoline des minéraux dont du calcium, du potassium et du magnésium, et des salicylates dont la populine et des populosides. Extrait selon la revendication 1 comprenant en outre : de l’acide caféique, de l’acide coumarique et de l’acide férulique, des acides organiques tels que acétate, lactate, tartrate, oxalate, fumarate et citrate des tanins. Extrait selon l’une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu’il s’agit d’un extrait sec obtenu par broyage de l’écorce. Extrait selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que: lesdits sucres libres représentent jusqu’à 3% de l’extrait, lesdits composés polyphénoliques représentent jusqu’à 18% de l’extrait et sont constitués de 40-50% de catéchine et de 0,4-0,5% de taxifoline, lesdits minéraux représentent jusqu’à 18 % de l’extrait, lesdits salicylates représentent jusqu’à 9% de l’extrait, lesdits tanins représentent entre 17et 19,5% de l’extrait. Extrait selon l’une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce qu’il comprend : 15000 mg/kg de calcium, 4600 mg/kg dde potassium, et 1700 mg/kg d’extrait sec de magnésium. Extrait selon l’une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu’il s’agit d’un extrait liquide obtenu par extraction à l’eau à partir d’un broyat d’écorce de peuplier. Extrait selon la revendication 6 caractérisé en ce qu’il comprend : de 3 à 6g/L de sucres libres (Glucose, xylose..) de 1,5 à 2,5 g/L de polyphénols, dont catéchine, taxifoline, acide caféique, acide coumarique, acide férulique de 7,5 à 8,8 g/L de salicylates dont populine et populosides. Extrait selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’écorce de peuplier provient de l’espèce Populus alba . Composition comprenant un extrait de peuplier tel que défini à l’une des revendications 1 à 8. Utilisation d’une composition selon la revendication 9 en cosmétique, en agroalimentaire ou en nutrition animale. Composition selon la revendication 9 pour son utilisation dans le domaine pharmaceutique, neutraceutique ou en santé animale.