<p>U okviru ove disertacije ispitane su mogućnosti primene savremenih metoda za dobijanje tečnih ekstrakata (ultrazvučna ekstrakcija, mikrotalasna ekstrakcija i ekstrakcija subkritičnom vodom) i lipofilnih ekstrakata (ekstrakcija superkritičnim ugljendioksidom) bogatih polifenolima iz nadzemnog dela očajnice (Marrubium vulgare L.). Tečni ekstrakti su optimizovani primenom eksperimentalnog dizajna i metode odzivne povr&scaron;ine, i podvrgnuti su spray drying tehnici su&scaron;enja. Tečni i suvi ekstrakti su detaljno ispitani po pitanju hemijskog sastava i biolo&scaron;ke aktivnosti, antimikrobne i in vitro antihiperglikemijske aktivnosti.<br />Za svaku od navedenih ekstrakcionih tehnika ispitan je uticaj glavnih parametara: ultrazvučna ekstrakcija (temperatura, vreme ekstrakcije i snaga ultrazvuka), mikrotalasna ekstrakcija (koncentracija etanola, vreme ekstrakcije i snaga mikrotalasa) i ekstrakcija subkritičnom vodom (temperatura, vreme ekstrakcije i koncentracija HCl u ekstragensu). Kod tečnih ekstrakata dobijenih ultrazvučnom i mikrotalasnom ekstrakcijom na optimizovanim uslovima utvrđeno je prisustvo hlorogenske kiseline i kvercetina koji nisu detektovani u maceratima. Ispitana je antimikrobna aktivnost oba ekstrakta i utvrđeno da je B. cereus najosetljiviji bakterijski soj, dok je u slučaju kvasaca S. cerevisiae posebno osetljiv na oba ekstrakta. Pored ove aktivnosti ispitana je i in vitro antihiperglikemijska aktivnost oba ekstrakta prema &alpha;-amilazi i &alpha;-glukozidazi, pri čemu ultrazvučni ekstrakt pokazuje veću antihiperglikemijsku aktivnost (50,63% inhibira &alpha;-amilazu i 48,67% inhibira &alpha;-glukozidazu) &scaron;to se potencijalno može objasniti prisustvom hlorogenske kiseline (33,11 &mu;g/mL) i kvercetina (34,88 &mu;g/mL). U subkritičnom ekstraktu, dobijenom na optimalnim uslovima, detektovano je jedino prisustvo hidroksi metilfurfurala usled čega ovaj ekstrakt nije podvrgnut ispitivanju antimikrobne i antihiperglikemijske aktivnosti.<br />U cilju ekstrakcije lipofilnih komponenata M. vulgare primenjene su destilacija etarskog ulja (0,05%), Soxhlet ekstrakcija (3,23%) i ekstrakcija superkritičnim ugljendioksidom na pritiscima 100, 200 i 300 bar i temperaturama 40, 50 i 60 &deg;C. Najdominantnija komponenta u svim dobijenim superkritičnim ekstraktima je hemotaksonomski marker marubiin koji nije identifikovan u Soxhlet ekstraktu.<br />Tečni ekstrakti dobijeni ultrazvučnom i mikrotalasnom ekstrakcijom na optimizovanim uslovima i macerat su osu&scaron;eni spray drying tehnikom (uz dodatak 10 i 50% maltodekstrina) u cilju dobijanja stabilnije forme suvog ekstrakta. Suvim ekstraktima su određene najznačajnije fizičke osobine i hemijski sastav kao i antimikrobna i antihiperglikemijska aktivnost kako bi se procenila mogućnost njihove inkorporacije u funkcionalnu hranu, dijetetske suplemente ili u formulaciji različitih gotovih proizvoda koji se primenjuju preventivno ili radi pobolj&scaron;anja zdravlja ljudi.</p> / <p>Within the scope of this dissertation, the possibilities of applying modern methods for obtaining liquid (ultrasonic extraction, microwave extraction and subcritical water extraction) and lipophilic extracts (extraction with supercritical carbon dioxide) rich in polyphenols from the aboveground part of white horehound (Marrubium vulgare L.) were examined. Liquid extracts were optimized using an experimental design and response surface method, and subjected to spray drying. Liquid and dry extracts have been extensively examined for their chemical composition and biological activity, antimicrobial and in vitro antihyperglycaemic activities.<br />For each of these extraction techniques, the influence of the main parameters was examined: ultrasonic extraction (temperature, extraction time and ultrasound power), microwave extraction (ethanol concentration, extraction time and microwave power) and subcritical water extraction (temperature, extraction time and HCl concentration in the extractant). Liquid extracts obtained by ultrasonic and microwave extraction under optimized conditions revealed the presence of chlorogenic acid and quercetin, which were not detected in macerates. The antimicrobial activity of both extracts was examined and B. cereus was found to be the most sensitive bacterial strain, whereas in the case of yeast S. cerevisiae was particularly sensitive to both extracts. In addition to this activity, the in vitro antihyperglycaemic activities of both extracts against &alpha;-amylase and &alpha;-glucosidase were investigated, with ultrasound extract showing higher antihyperglycemic activity (50.63% inhibited &alpha;-amylase and 48.67% inhibited &alpha;-glucosidase) which could potentially be explained by the presence of chlorogenic acid (33.11 &mu;g/mL) and quercetin (34.88 &mu;g/mL). In the subcritical extract, obtained under optimal conditions, only the presence of hydroxy methylfurfural was detected, and this extract was not subjected to antimicrobial and antihyperglycemic activity.<br />For the extraction of lipophilic components of M. vulgare, distillation of essential oil (0.05%), Soxhlet extraction (3.23%) and extraction with supercritical carbon dioxide at pressures of 100, 200 and 300 bar and at temperatures of 40, 50 and 60 &deg; C were applied. The most dominant component in all the supercritical extracts obtained is the chemotaxonomic marker marubiin, which was not identified in the Soxhlet extract.<br />The liquid extracts obtained by the ultrasound and microwave extraction under optimized conditions and the macerate were spray dried (with the addition of 10 and 50% maltodextrin) to obtain a more stable form of the dry extract. Dry extracts underwent determination of the most important physical properties and chemical composition as well as antimicrobial and antihyperglycemic activities to evaluate their incorporation into functional foods, dietary supplements or in the formulation of various finished dosage forms that are administered preventively or to improve human health.</p>

<p>U okviru ove doktorske disertacije ispitane su i<br />poređene različite ekstrakcione tehnike korena<br />gaveza, lista crnog duda i peteljki tre&scaron;nje. Poređene<br />su konvencionalne i savremene ekstrakcione<br />tehnike i izvedena je optimizacija ekstrakcionih<br />postupaka s ciljem dobijanja ekstrakata ispitivanih<br />biljnih vrsta sa najvećom bioaktivno&scaron;ću. Za svaku<br />ekstrakcionu tehniku ispitan je uticaj najznačajnijih<br />parametara: maceracija (rastvarač i vreme<br />ekstrakcije), ubrzana ekstrakcija (temperatura i<br />rastvarač), supekritična ekstrakcija (pritisak i<br />koncentracija ko-rastvarača) i ekstrakcija<br />subkritičnom vodom (temperatura, pritisak, vreme<br />ekstrakcije i brzina me&scaron;anja). Ekstrakcija polifenola<br />korena gaveza, lista crnog duda i peteljki tre&scaron;nje je<br />bila najefikasnija ekstrakcijom subkritičnom<br />vodom. Primenjene su tehnika visokopritisne tečne<br />hromatografije spregnute sa masenom<br />spektrometrijom uz primenu različitih masenih<br />analizatora, masenog analizatora na bazi vremena<br />preleta jona i tandema kvadrupolnog i analizatora<br />na bazi vremena preleta jona. Za karakterizaciju<br />dobijenih ekstrakata instrumentalnom analizom su<br />određene kvalitativne i kvantitativne karakteristike dobijenih ekstrakata korena gaveza, lista crnog duda i peteljki tre&scaron;nje. HPLC-ESI-QTOF-MS/MS analizom ekstrakata identifikovano je vi&scaron;e od 27 novih jedinjenja različitih hemijskih klasa u svakom od ispitivanih biljnih matriksa.</p> / <p>Within the scope of this doctoral dissertation,<br />different extraction techniques of comfrey root,<br />black mulberry leaves and sweet cherry stems were<br />applied and compared. Conventional and novel<br />extraction techniques were optimized and<br />compared in order to obtain plant extracts with the<br />highest content of bioactive compounds. The<br />influence of the most important parameters was<br />investigated for each extraction technique:<br />maceration (solvent and extraction time),<br />accelerated solvent extraction (temperature and<br />solvent), supercritical fluid extraction (co-solvent<br />percentage and pressure) and subcritical water<br />extraction (temperature, pressure, extraction time<br />and agitation rate). Extraction of polyphenolic<br />compounds from comfrey root, black mulberry<br />leaves and sweet cherry stems was the most<br />effective using subcritical water. High-pressure<br />liquid chromatography coupled to mass<br />spectrometry techniques using time-of-flight and<br />quadrupole-time-of-flight mass analyzers have<br />been used to characterize bioactive compounds.<br />Qualitative and quantitative characteristics of the<br />obtained comfrey root, black mulberry leaves and sweet cherry stem extracts were determined. HPLC-ESI-QTOF-MS/MS revealed the presence of more than 27 compounds of different chemical classes that have been identified for the first time in&nbsp; the plant matrix.</p>

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'étude de quatre équations d'évolution non-locales. Les solutions de ces quatre équations peuvent exploser en temps fini. Dans la théorie des équations d'évolution non-linéaires, une solution est qualifiée de globale si elle est définie pour tout temps positif. Au contraire, si une solution existe seulement sur un intervalle de temps [0; T) borné, elle est dite locale. Dans ce dernier cas et quand le temps maximal d'existence est relié à une alternative d'explosion, on dit aussi que la solution explose en temps fini. Dans un premier travail, nous considérons l'équation de Schrödinger non-linéaire avec une puissance fractionnaire du laplacien, et nous obtenons l'explosion de la solution en temps fini Tmax > 0 pour toute condition initiale positive et non-triviale dans le cas d'exposant sous-critique. Ensuite, nous étudions une équation des ondes amorties avec un potentiel d'espace-temps et un terme non-linéaire et non-local en temps. Nous obtenons un résultat d'existence locale d'une solution dans l'espace d'énergie sous des conditions restrictives sur les données initiales, la dimension de l'espace et la croissance du terme non-linéaire. De plus, nous obtenons l'explosion de la solution en temps fini pour toute condition initiale de moyenne strictement positive. De plus, nous étudions un problème de Cauchy pour l'équation d'évolution avec un p- Laplacien avec une non linéarité non-locale en temps. Dans ce cadre, nous nous intéressons à l'étude de l'existence locale d'une solution de cette équation ainsi qu'un résultat de non-existence de solution globale. Finalement, nous étudions l'intervalle maximal d'existence des solutions de l'équation des milieux poreux avec un terme non-linéaire non-local en temps. / In this thesis, we study four non-local evolution equations. The solutions of these four equations can blow up in finite time. In the theory of nonlinear evolution equations, a solution is qualified as global if it isdefined for any time. Otherwise, if a solution exists only on a bounded interval [0; T), it is called local solution. In this case and when the maximum time of existence is related to a blow up alternative, we say that the solution blows up in finite time. First, we consider the nonlinear Schröodinger equation with a fractional power of the Laplacien operator, and we get a blow up result in finite time Tmax > 0 for any non-trivial non-negative initial condition in the case of sub-critical exponent. Next, we study a damped wave equation with a space-time potential and a non-local in time non-linear term. We obtain a result of local existence of a solution in the energy space under some restrictions on the initial data, the dimension of the space and the growth of nonlinear term. Additionally, we get a blow up result of the solution in finite time for any initial condition positive on average. In addition, we study a Cauchy problem for the evolution p-Laplacien equation with nonlinear memory. We study the local existence of a solution of this equation as well as a result of non-existence of global solution. Finally, we study the maximum interval of existence of solutions of the porous medium equation with a nonlinear non-local in time term.

Les régions de Midi-Pyrénées (France) et de Chongqing (Chine) sont riches en plantes aromatiques et médicinales dites oubliées (ou médiévales). Afin de valoriser pleinement les différentes bio-molécules extractibles de ces plantes, le concept de MAP-raffinerie a été créé et appliqué à une sélection de plantes issues de ces deux régions. Plusieurs technologies d’extraction utilisant l’eau comme solvant vert (hydrodistillation, distillation à la vapeur et extraction par eau sub-critique) ont ainsi été employées et leur impact tant sur la composition des huiles essentielles que sur la récupération des molécules anti-oxydantes a été évalué. Dans un premier temps, une liste de plantes aromatiques et médicinales oubliées, voire sous-utilisées dans les deux régions a été établie selon des règles de sélection prédéfinies. Six plantes modèles de la région de Midi-Pyrénées (Tussilago farfara L., Calendula arvensis L., Robinia pseudoacacia L., Geranium robertianum L., Cytisus scoparius L. et Spartium junceum L.) et trois plantes de la région de Chongqing (Tussilago farfara L., Citrus aurantium L. et Saussurea costus) ont finalement été retenues. Puis, le concept de MAP-raffinerie a été appliqué à ces plantes afin d’étudier leur possible valorisation globale. L’étude des compositions chimiques des extraits volatils des racines de Tussilago farfara L. et de Calendula arvensis L., ainsi que des boutons de fleurs de Spartium junceum L. a été réalisée par GC et GC-MS pour la première fois. Les principaux composés chimiques dans l’extrait volatil de racines de Tussilago farfara L. étaient des hydrocarbures sesquiterpéniques et des composés aliphatiques tandis que les principaux composés chimiques dans l’extrait volatil de racines de Calendula arvensis L. étaient des sesquiterpènes oxygénés, des monoterpènes oxygénés et des diterpènes oxygénés. L’extrait volatil de boutons de fleurs de Spartium junceum L. était principalement composé de composés aliphatiques. Par ailleurs, les résultats de l’évaluation des capacités anti-oxydantes des extraits (par les tests DPPH, ABTS, FRAP, ORAC et Folin-Ciocalteu) ont montrés que plusieurs plantes comme Cytisus scoparius L., Tussilago farfara L., Citrus aurantium L. ou Robinia pseudoacacia L. pourraient être des sources potentielles d’anti-oxydants naturels. D’un point de vue technologique, les comparaisons de l’utilisation de l’hydrodistillation (HD), de la distillation à la vapeur (SD) et de l’extraction par eau sub-critique (SWE) ont montrées que si la HD et la SD ont des effets limités sur la composition des huiles essentielles, la HD semble être une méthode plus efficace pour la récupération des composés anti-oxydants à partir des résidus de distillation que la SD tandis que la SWE s’avère être une technologie prometteuse pour l’extraction directe de ces molécules à partir des plantes. Si la composition minérale de l’eau lors de l’hydrodistillation n’a que des effets très limités sur les rendements d’extraction, les teneurs en ions calcium et bicarbonate des eaux ont par contre des effets décroissants significatifs sur la capacité anti-oxydante et sur la teneur phénolique totale des extraits aqueux et méthanoliques. Au vue de ces résultats, un concept amélioré de MAP-raffinerie a été développé en intégrant une extraction à l’eau sub-critique pour l’extraction des composés anti-oxydants des résidus d’extraction primaire. Selon ce nouveau concept, cinq extraits peuvent être obtenus à partir des matières végétales: un extrait volatil, un extrait aqueux, un extrait méthanolique, un extrait à l’eau sub-critique et in fine un résidu solide. Les premiers résultats ont montrés que la "MAP-raffinerie améliorée" augmente de manière significative la récupération des antioxydants par rapport à la MAP-raffinerie originale et permet d’envisager une valorisation plus facile du résidu solide en agro-matériaux du fait de sa faible teneur en eau résiduelle. / In both Midi-Pyrénées region (France) and Chongqing region (China), there are rich and underutilized medicinal and aromatic plants (MAP). Aiming at fully exploiting different molecules in these plants, the concept of MAP-refinery was developed and applied to several underutilized medicinal and aromatic plants in these two regions. Several water-based green extraction technologies of natural products (e.g. hydrodistillation, steam distillation and subcritical water extraction) were also investigated to look at their effects on essential oil composition and antioxidants recovery from selected plants. Firstly, lists of forgotten or underutilized medicinal and aromatic plants in both regions were established according to the rules of selection. From the lists, six plants in the Midi-Pyrénées region (Tussilago farfara L., Calendula arvensis L., Robinia pseudoacacia L., Geranium robertianum L., Cytisus scoparius L. and Spartium junceum L.) and three plants in the Chongqing region (Tussilago farfara L., Citrum aurantium L. and Saussurea costus) were finally selected for investigations. Then the MAP-refinery was applied to the selected plants in two regions in order to realise their global valorisation. Volatile extracts composition in the roots of Tussilago farfara L. and Calendula arvensis L., as well as flower buds of Spartium junceum L. were firstly investigated. The main chemical compounds in volatile extract from Tussilago farfara L. roots were sesquiterpene hydrocarbons and aliphatic compounds while main chemical compounds in volatile extract from Calendula arvensis L. roots were oxygenated sesquiterpenes, oxygenated monoterpenes and oxygenated diterpenes. The volatile extract from flower buds of Spartium junceum L. was mainly composed of aliphatic compounds. Antioxidant capacity evaluation results (by DPPH, ABTS, FRAC, ORAC and Folin-Ciocalteu tests) showed that several plant samples like Cytisus scoparius L., Tussilago farfara L., Citrum aurantium L. and Robinia pseudoacacia L. could be potential sources of natural antioxidants. Comparisons of hydrodistillation (HD), steam distillation (SD) and subcritical water extraction (SWE) showed that HD and SD had limited effects on essential oil composition but HD, SD and SWE had significant impacts on the recovery of antioxidants. Hydrodistillation seemed to be a better method for recovery of antioxidant compounds from residues of distillation than steam distillation. However, SWE appeared to be a more efficient method for direct extraction of antioxidant molecules (or phenolic compounds) from plants. In the hydrodistillation process, mineral contents in water were found to have very limited effects on yields of extracts but calcium and bicarbonate ions, had significant decreasing effects on antioxidant capacity and total phenolic content of both aqueous and methanolic extracts. Finally, an improved MAP-refinery was developed. Subcritical water was used for further extraction of antioxidant compounds from residues in original MAP-refinery. In this way, five parts could be obtained from plant materials: volatile extract, aqueous extract, methanolic extract, subcritical water extract and the final residue. The results showed that the improved MAP-refinery significantly increased the recovery of antioxidants compared with original MAP-refinery. This promising process will also allow a better valorisation of the final solid residue due to the lower content of residual water.

Dans cette thèse, nous étudions l'ensemble des solutions d'équations aux dérivées partielles résultant de modèles d'astrophysique et de biologie. Nous répondons aux questions de l'existence, mais aussi nous essayons de décrire le comportement de certaines familles de solutions lorsque les paramètres varient. Tout d'abord, nous étudions deux problèmes issus de l'astrophysique, pour lesquels nous montrons l'existence d'ensembles particuliers de solutions dépendant d'un paramètre à l'aide de la méthode de réduction de Lyapunov-Schmidt. Ensuite un argument de perturbation et le théorème du Point xe de Banach réduisent le problème original à un problème de dimension finie, et qui peut être résolu, habituellement, par des techniques variationnelles. Le reste de la thèse est consacré à l'étude du modèle Keller-Segel, qui décrit le mouvement d'amibes unicellulaires. Dans sa version plus simple, le modèle de Keller-Segel est un système parabolique-elliptique qui partage avec certains modèles gravitationnels la propriété que l'interaction est calculée au moyen d'une équation de Poisson / Newton attractive. Une différence majeure réside dans le fait que le modèle est défini dans un espace bidimensionnel, qui est expérimentalement consistant, tandis que les modèles de gravitationnels sont ordinairement posés en trois dimensions. Pour ce problème, les questions de l'existence sont bien connues, mais le comportement des solutions au cours de l'évolution dans le temps est encore un domaine actif de recherche. Ici nous étendre les propriétés déjà connues dans des régimes particuliers à un intervalle plus large du paramètre de masse, et nous donnons une estimation précise de la vitesse de convergence de la solution vers un profil donné quand le temps tend vers l'infini. Ce résultat est obtenu à l'aide de divers outils tels que des techniques de symétrisation et des inégalités fonctionnelles optimales. Les derniers chapitres traitent de résultats numériques et de calculs formels liés au modèle Keller-Segel / In this thesis we study the set of solutions of partial differential equations arising from models in astrophysics and biology. We answer the questions of existence but also we try to describe the behavior of some families of solutions when parameters vary. First we study two problems concerned with astrophysics, where we show the existence of particular sets of solutions depending on a parameter using the Lyapunov-Schmidt reduction method. Afterwards a perturbation argument and Banach's Fixed Point Theorem reduce the original problem to a finite-dimensional one, which can be solved, usually, by variational techniques. The rest of the thesis is de-voted to the study of the Keller-Segel model, which describes the motion of unicellular amoebae. In its simpler version, the Keller-Segel model is a parabolic-elliptic system which shares with some gravitational models the property that interaction is computed through an attractive Poisson / Newton equation. A major difference is the fact that it is set in a two-dimensional setting, which experimentally makes sense, while gravitational models are ordinarily three-dimensional. For this problem the existence issues are well known, but the behaviour of the solutions during the time evolution is still an active area of research. Here we extend properties already known in particular regimes to a broader range of the mass parameter, and we give a precise estimate of the convergence rate of the solution to a known profile as time goes to infinity. This result is achieved using various tools such as symmetrization techniques and optimal functional inequalities. The last chapters deal with numerical results and formal computations related to the Keller-Segel model