Preparation, physicochemical caracterization and evaluation of biological properties of cyclodextrin inclusion complexes : application to the active principle such phenylpropanoid

Les phénylpropanoïdes (PPs) constituent l'une des familles les plus abondantes des métabolites secondaires dans le règne végétal. Ils protègent les plantes contre les stress biotiques et abiotiques. De nos jours, les études portent sur l'utilisation des PPs comme alternatifs aux agents antimicrobiens, antioxydants et anti-inflammatoires de synthèse pour leur incorporation dans la formulation des produits alimentaires et pharmaceutiques. Cependant, l'utilisation de PPs est généralement limitée en raison de leur faible solubilité, stabilité et volatilité. L'objectif de notre travail a été d'encapsuler sept PPs dans des molécules cages, les cyclodextrines (CDs), en vue de développer des systèmes naturels et éco-compatibles ayant des applications potentielles dans les domaines alimentaire et pharmaceutique. Trois axes ont été abordés. Le premier axe a porté sur la préparation et la caractérisation des complexes d'inclusion CD/PP en solution et à l'état solide. Les techniques d'"headspace" couplé à la chromatographie en phase gazeuse (HS-CG), spectroscopie UV-visible, ¹H RMN, (2D) ROESY RMN, FTIR, DSC et de la modélisation moléculaire ont été utilisées comme outils pour la caractérisation des complexes obtenus. Des études de phase de solubilité ont été également réalisées. Le deuxième axe a porté sur l'évaluation de l'effet des CDs sur la photostabilité et la vitesse de libéralisation des PPs. Le dernier axe a été orienté vers l'étude des activités anti-radicalaire, antibactérienne et antifongique des complexes d'inclusion CD/PP. Les résultats montrent que les CDs sont capables d'encapsuler les PPs étudiés, réduire leur volatilité, augmenter leur solubilité et photostabilité ainsi que de générer des systèmes de libération prolongée. De plus, l'encapsulation conserve les propriétés antioxydante, antibactérienne et antifongique des PPS. Les résultats de cette étude suggèrent que les complexes d'inclusion des PPs avec les CDs peuvent être considérés comme outils prometteurs pour l'optimisation des formulations alimentaires et pharmaceutiques.Phenylpropanoids (PPs) are one of the largest families of plants secondary metabolites. They protect plants against biotic and abiotic stresses. Nowadays, extensive research has been dedicated to PPs aiming their use as natural alternatives to synthetic antimicrobial, antioxidant and anti-inflammatory agents in food and pharmaceutical formulations. However, PPs suffer from a low water solubility, high volatility, high light and thermal sensitivity that limit their further use. This current study aimed to encapsulate seven PPs in host cage molecules, cyclodextrins (CDs), in order to develop natural and biocompatible formulation that may find applications in food and pharmaceutical fields. It focused on three main research axes. The first part dealt with the preparation and the characterization of CD/PP inclusion complexes both in solution and in solid state. Characterizations were performed with Static-Headspace-Gas Chromatography (SH-GC), UV-Visible, ¹H NMR, (2D) ROESY NMR, FTIR, DSC and molecular modeling. These investigations were complemented with phase solubility studies. The second part was devoted to the evaluation of the effect of CDs on the PPs photostability and controlled release. The last part aimed to evaluate the CD/PP inclusion complexes as radical scavengers, antibacterial and antifungal agents. Results showed that CDs could successfully encapsulate PPs, reduce their volatility, enhance their solubility and photostability and generate controlled release system. In addition, encapsulation maintained the antioxydant, antibacterial and antifungal properties of PPs. Thus, the CD/PP inclusion complexes could be considered as a promising tool for formulation optimization