Caractérisation chimique de six essences de bois de Côte d’Ivoire : composition macromoléculaire, rendements en extraits et profilage par GC-MS et FTIR

Abstract

This study aimed to characterise extracts from six tropical hardwoods of Cote d’Ivoire, notably Milicia excelsa (iroko), Khaya ivorensis (mahogany), Triplochiton scleroxylon (samba), Gmelina arborea (gmelina), Piptadeniastrum africanum (dabema), and Acacia mangium (acacia), through macromolecular quantification, FTIR, and GC–MS analyses. The objectives were to evaluate solvent-dependent extraction yields, to identify and classify major groups of extractives, to assess polysaccharide and lignin composition across species, and to highlight metabolites of industrial and biological significance, including those reported here for the first time. Extraction yields varied markedly among species. Gmelina arborea (gmelina) displayed the highest levels, exceeding 10%, particularly in dichloromethane fractions rich in polar compounds. Iroko and mahogany showed intermediate yields between 6 and 8%, enriched in phenolic fractions, while dabema, acacia, and samba produced lower amounts. FTIR spectra revealed characteristic hydroxyl, carbonyl, and aromatic absorptions, in agreement with the chemical families confirmed by GC–MS. This analysis identified a wide diversity of metabolites, such as chlorophorin, catechin, resveratrol, lupeol, gmelinol, and major fatty acids, including palmitic and stearic acids. Notably, gmelinol in Gmelina arborea and oxyresveratrol in iroko are reported here for the first time in Ivorian hardwoods. In addition, the polysaccharide and lignin contents varied considerably among species. Cellulose ranged from 29.65% in iroko to 42.01% in acacia, holocellulose extended from 69.33% in dabema to 74.69% in acacia, and lignin fluctuated between 21.54% in acacia and 28.49% in gmelina. These variations reflect interspecific differences in wood structure and may partly account for the diversity of extractive profiles and durability. Overall, the results highlight the significant bioactive potential of Ivorian hardwoods and support the valorisation of sawmill by-products as sustainablesources of high value-added compounds.El objetivo de este estudio era caracterizar los extractos de seis maderas duras tropicales de Costa de Marfil, en concreto Milicia excelsa (iroko), Khaya ivorensis (caoba), Triplochiton scleroxylon (samba), Gmelina arborea (gmelina), Piptadeniastrum africanum (dabema) y Acacia mangium (acacia), mediante cuantificación macromolecular, FTIR y análisis GC-MS. Los objetivos eran evaluar los rendimientos de extracción dependientes del disolvente, identificar y clasificar los principales grupos de extractos, evaluar la composición de polisacáridos y lignina en todas las especies y destacar los metabolitos de importancia industrial y biológica, incluidos los que se describen aquí por primera vez. Los rendimientos de extracción variaron notablemente entre las especies. Gmelina arborea (gmelina) presento los niveles más altos, superiores al 10 %, especialmente en fracciones de diclorometano ricas en compuestos polares. El iroko y la caoba mostraron rendimientos intermedios entre el 6 % y el 8 %, enriquecidos en fracciones fenólicas, mientras que la dabema, la acacia y la samba produjeron cantidades menores. Los espectros FTIR revelaron absorciones características de hidroxilo, carbonilo y aromáticas, en consonancia con las familias químicas confirmadas por GC-MS. Este análisis identificó una amplia diversidad de metabolitos, como clorofirina, catequina, resveratrol, lupeol, gmelinol y ácidos grasos principales, incluidos los ácidos palmítico y estearico. Cabe destacar que el gmelinol en Gmelina arborea y el oxi-resveratrol en el iroko se describen aquí por primera vez en las maderas duras de Costa de Marfil. Además, el contenido de polisacáridos y lignina varió considerablemente entre las especies. La celulosa osciló entre el 29,65 % en el iroko y el 42,01 % en la acacia; la holocelulosa se extendió desde el 69,33 % en la dabema hasta el 74,69 % en la acacia; y la lignina fluctuó entre el 21,54 % en la acacia y el 28,49 % en la gmelina. Estas variaciones reflejan diferencias interespecíficas en la estructura de la madera y pueden explicar en parte la diversidad de perfiles extractivos y la durabilidad. En general, los resultados ponen de relieve el importante potencial bioactivo de las maderas duras de Costa de Marfil y respaldan la valorización de los subproductos de los aserraderos como fuentes sostenibles de compuestos de alto valor añadido.        Cette étude visait a caractériser les extraits de six essences de bois durs tropicaux de Côte d’Ivoire, notamment Milicia excelsa (iroko), Khaya ivorensis (acajou), Triplochiton scleroxylon (samba), Gmelina arborea (gmelina), Piptadeniastrum africanum (dabema) et Acacia mangium (acacia) par quantification macromoléculaire, FTIR et analyses GC-MS. Les objectifs étaient d’évaluer les rendements d’extraction en fonction du solvant, d’identifier et de classer les principaux groupes d’extraits, d’évaluer la composition en polysaccharides et en lignine des différentes espèces, et de mettre en évidence les métabolites d’importance industrielle et biologique, y compris ceux rapportes ici pour la première fois. Les rendements d’extraction variaient considérablement d’une espèce a l’autre. Gmelina arborea (gmelina) affichait les niveaux les plus élevés, dépassant 10 %, en particulier dans les fractions de dichlorométhane riches en composés polaires. L’iroko et l’acajou présentaient des rendements intermédiaires compris entre 6 et 8 %, enrichis en fractions phénoliques, tandis que le dabema, l’acacia et le samba produisaient des quantités plus faibles. Les spectres FTIR ont révélé des absorptions caractéristiques d’hydroxyle, de carbonyle et d’aromatiques, en accord avec les familles chimiques confirmées par GC-MS. Cette analyse a permis d’identifier une grande diversité de métabolites tels que la chlorophylle, la catéchine, le resvératrol, le lupeol, le gmelinol et les principaux acides gras, notamment les acides palmitique et stéarique. Il convient de noter que le gmelinol dans Gmelina arborea et l’oxyresveratrol dans l’iroko sont signalés ici pour la première fois dans les bois durs ivoiriens. En outre, les teneurs en polysaccharides et en lignine variaient considérablement d’une espèce a l’autre. La cellulose variait de 29,65 % dans l’iroko a 42,01 % dans l’acacia, l’holocellulose s’étendait de 69,33 % dans le dabema a 74,69 % dans l’acacia, et la lignine fluctuait entre 21,54 % dans l’acacia et 28,49 % dans le gmelina. Ces variations reflètent les différences interspécifiques dans la structure du bois et peuvent expliquer en partie la diversité des profils extractifs et de la durabilité. Dans l’ensemble, les résultats soulignent le potentiel bioactif significatif des bois durs ivoiriens et soutiennent la valorisation des sous-produits des scieries en tant que sources durables de composés à haute valeur ajoutée