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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
DALL’ESSENZA DELLA PIANTA AROMATICAALL’OLIO ESSENZIALE ESTRATTO:
Prodotto naturale o artefatto?19 aprile 2007
Prof.Michele MelegariFacoltà di Farmacia
Università di Modena e Reggio Emilia
Corso “Prodotti naturali e fitoterapici” - (III°)Università di Parma
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Ma l’o.e. è proprio “naturale” o in parte “artificiale” ??
Arthur Koedam(Fitoterapia, 53, 125; 1982)
“Composition of the volatile oils from dalmatian rosemary and sage –Influence of the method of isolation on terpene patterns”
“omissis…..
….it is possible in steam distilled oils in general that, forcompounds structurally related…..only one is
present in the plant and the othersare generated during theisolation procedure….”
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Le piante aromatiche
Le piante aromatiche comprendono un vasto gruppo di specie, in prevalenza
(ma non esclusivamente!) erbacee, che contengono nei loro tessuti composti più o
meno volatili capaci di stimolare (a volte fortemente) i sensi del gusto e,
soprattutto, dell'olfatto: piante “odorose” e/o “piccanti”.
Tali composti si trovano in tessuti particolari (= tessuti secretori) situati in parti
diverse, a seconda delle piante: radici, rizomi, foglie, fiori, semi, corteccia, legno
ecc. Sono sostanze talora di rifiuto, ma possono anche svolgere importanti
funzioni biologiche per la pianta stessa: difesa dai parassiti, adescamento dei
pronubi, protezione contro le avversità meteoriche e altre ancora.
Chimicamente i componenti possono essere molto diversi e in miscela fra loro: si
tratta di molecole organiche volatili , cioè che evaporano o sublimano facilmente a
temperatura ambiente , e/o dal sapore pungente. Tali miscele sono note con il
nome di
oli essenziali
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
DefinizioneL’olio essenziale (o.e.) è una miscela “aromatica” di
composti organici diversi, ottenuta da una ben definitaspecie botanica, di cui porta il nome, con diverse tecniche,
solitamente per distillazione in corrente di vapore.Di norma a T° ambiente sono liquidi
Gli o.e., a seconda del tipo di composizione, sono poco, o pochissimo, solubili in acqua, a cui tuttavia cedonoparte di alcuni dei costituenti (= acque aromatiche).
La maggior parte degli o.e. hanno densità < 1.
Ogni o.e. è costituito da svariati componenti (di classichimiche anche diverse: idrocarburi, alcoli, esteri…);
solitamente però “prevalgono” (in termini di % e/o di ruolo biologico), alcuni composti, che quindi
caratterizzano quel dato olio essenziale
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
FUNZIONI FISIOLOGICHE DEGLI OLI ESSENZIALINELLA PIANTA AROMATICA
Gli o.e. partecipano allo sviluppo della pianta, con diverse funzioni fisiologiche:
1. …per attirare gli insetti necessari all'impollinazione.
2. …come difesa per allontanare parassiti o altri animali che danneggerebbero
la pianta.
3. …per evaporazione, come meccanismo di difesa dalle infezioni, data l'azione
battericida, fungicida e acaricida di molti o.e.
4. …mantiene il microclima attorno alla pianta alle variazioni di temperatura,
a seguito dell'evaporazione…
5. …anche come preziosa riserva alimentare, in mancanza di luce la pianta
utilizza gli o.e. nella fotosintesi, e anche come fonte di zuccheri.
6. …il profumo serve da comunicazione fra pianta e pianta come, agli albori
della vita, lo era fra organismi unicellulari.
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
CLASSI CHIMICHE DEI PRINCIPALICOSTITUENTI DEGLI OLI ESSENZIALI
COMPOSTI CONTENENTI C, HMonoterpeni (C10) : canfene, p-cimene, limonene, mircene, αααα-, ββββ-pinene, sabinene,
αααα-, ββββ-, γγγγ-terpinene….Sesquiterpeni (C15): αααα-, ββββ-cariofillene, cedrene, humulene…..
Azuleni (C15): matricina →→→→ camazulene (!)Diterpeni (C20): canforene, cupressene…
COMPOSTI OSSIGENATI (C, H, O)
Alcoli: borneolo, geraniolo, linalolo, mentolo, nerolo, terpinen-4-olo, αααα-terpineolo….…e rispettivi esteri acetici: bornilacetato, geranilacetato, linalilacetato…..
Aldeidi: citrale (geraniale, nerale), citronellale, aldeide cinnamica…Chetoni: canfora, carvone,mentone, pulegone, αααα-, ββββ-tujone….
Fenoli: carvacrolo, eugenolo, timolo …..Eteri: anetolo, elemicina, trans-isoelemicina, estragolo, eucaliptolo (1,8-cineolo), metileugenolo,
safrolo….
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Caratteristiche dei principali costituenti degli o.e. (1)
Classe ProprietàMonoterpeni Molto volatili (=aroma di testa), pochissimo idrosolubili,
molto instabili ! – Irritanti di pelle e mucose – Antalgici,antispasmodici, revulsivi
Sesquiterpeni Altobollenti (cf. picchi in GC)Antiinfiammatori, immunomodulanti,
Azuleni Esempio di artefatto: matricina → camazuleneDiterpeni
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Un classico esempio di “artefatto” !
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Caratteristiche dei principali costituenti degli o.e. (2)
Classe ProprietàAlcoli ed.. Buon valore organolettico – Abbastanza stabili -
Antimicrobici e antifungini (!), immunomodulanti..esteri (acetici) Grande pregio olfattivo ! Chimicamente instabili
(idrolizzabili!) – Antispasmodici, antiinfiammatori,decongestionanti
Aldeidi Relativamente idrosolubili - Antimicrobiche eantifungine, antiinfiammatorie
Chetoni Potenzialmente tossici (alcuni anche neurotossici) –Revulsivi, antalgici, antimicrobici, immunomodulanti,antireumatici
Fenoli Irritanti, tossici (proprietà “acide”!) – Antimicrobici eantifungini, immunomodulanti
Ossidi Mucolitici,espettoranti, balsamici, decongestionantiEteri Potenzialmente tossici (alcuni) – Antispasmodici,
antinfiammatori
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
FATTORI DI VARIABILITA’ DEGLI O.E.
Sono fattori svariati che intervengono in diversi momenti e con differentieffetti, modificando la composizione, e quindi le proprietà, dell’o.e.,talora in misura rilevante.
Alcuni fattori sono predeterminati e controllati, al fine di ottenere piantecon olio essenziale più pregiato; spesso sono casuali, o ignorati o trascurati.
Si distinguono anche in relazione al tempo e alla fase operativa in cui siverificano: a) fattori inerenti la pianta b) fattori post-raccolta
A) Fattori inerenti la pianta- Ibridazioni - Chemiotipi - Momento balsamico - Fattori agro-colturali-- Fattori pedo-climatici - Diversi organi della pianta - …..
B) Fattori post-raccolta- Modalità di conservazione del materiale vegetale - Procedure e apparati di estrazione, o distillazione etc - Conservazione dell’o.e. - Interventitecnologici sull’o.e. - etc
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Effetto dell’ibridazione sull’o.e. :....da (Lavandula angustifolia + L. latifolia) →→→→
→→→→….. L. hybrida
Lavanda SpigoLavandula angustifolia P.Miller + Lavandula latifolia Vill.(o.e. ricco in linalolo, (o.e. ricco in eucaliptolo,
linalilacetato….) canfora, borneolo….) ����
LavandinoLavandula hybrida Reverchon
(o.e. ricco in eucaliptolo, canfora, borneolo,linalolo, linalilacetato….)
����
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
varie cultivar di Lavandini:Abrialis, Grosso, Italico, Maime, R.C., Sumiens, Super A, Super Z etc
...dal Grosso:
���� BAM “a fiori viola”
“B.A.M.” (*) �BAM “a fiori bianchi”
(*) Bianchi A. - Albasini A. - Melegari M.
����
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Composizione (%) di o.e. di varie “entità” di Lavandula sp.
terpeni eucalip-tolo
canfora linalolo linalil-acetato
terpinen-4-olo
L.vera DC 1,0 0,2 0,5 42,5 37,7 0,7Ibr.Grosso 2,5 8,0 7,2 31,2 27,7 0,9BAM vio. 1,0 0,4 0,4 40,0 40,0 0,1BAM bia. 1,9 O,7 0,3 37,7 7,9 24,5
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
mono-terpeni
eucaliptolo canfora linalolo linalil -acetato
altri alcoli altri esteri
Lavandulavera
0,3 – 2,5 0,1 - 1 0,1 – 1,8 30 - 57 15 - 48 1 - 6 0,5 – 4
Abrialis 1,5 –8 4 - 18 7 - 13 33 - 48 13 - 26 0,5 - 4 1 - 3
Grosso 0,5 - 8 1 - 17 6 - 9 23 - 40 20 - 44 0,6 - 6 0,4 - 5
R.C. 1 - 2 4 - 6 9 - 11 61 - 70 ----- 0,4 - 3 0,8 - 2
Sumiens 1,3 – 2,5 7 - 11 7 - 10 33 - 48 15 - 22 0,6 – 2,2 0,3 –1,2
Super A 0,5 - 2 2 – 8,5 3,5 – 5,5 30 - 44 32 - 48 1,6 – 2,8 0,3 - 2
CONTENUTI % (MIN – MAX) DEI PRINCIPALI COSTITUENTI DEGLI
OLI ESSENZIALI DI LAVANDULA VERA E DI VARI IBRIDI
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
COSTITUENTI CARATTERIZZANTIDELL’O.E. DI LAVANDULA SP.
Componenti Proprietàlinalolo (e altri alcoli) antimicrobiche,
aromatizzantilinalil acetato (e altri esteri) antispasmodiche;
note fini, per alta profumeriaeucaliptolo espettoranti,
mucolitichemonoterpeni antimicrobiche;
nota olfattiva fresca, di testacanfora rubefacenti
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
M.Melegari, 13-14/06/2005
ChemiotipiDue (o più !) individui della stessa specie
(es.Thymus vulgaris), risultano avere lo stessocorredo cromosomico (genotipo) e le stesse
caratteristiche morfologiche (fenotipo), ma possono produrre principi attivi diversi (chemiotipo).
I chemiotipi sono il prodotto dell’adattamento a variecondizioni ambientali in cui la stessa specie cresce: la
produzione di molecole specifiche permette alla pianta (ad esempio) di sfruttare meglio il terreno, o di difendersi
meglio da parassiti, o di resistere a malattie etc
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Chemiotipi di Thymus vulgaris L.
Chemio-tipo a →→→→
↓↓↓↓
Eucalipto-lo (1)
Geraniolo(2)
Linalolo(3)
Terpine-olo (4)
Tujanolo(5)
Carvacro-lo (6)
Timolo(7)
Euc. (1) 95 %Ger. (2) 95 %Lin. (3) 95 %Terp.(4) 90-95 %Tuja. (5) 60-65 %Carv.(6) 85 % 5 %Tim. (7) 5-10 % 65-70%
Denominazione dei chemiotipi:
- Thymus vulgaris L., chemiotipo “a eucaliptolo”
- Thymus vulgaris L., chemiotipo “a timolo”-- etc etc
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
solido
liquido
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
NOME COMUNE: Aglio – Ail - Garlic
FAMIGLIA: Liliacee
PROVENIENZA: Asia centrale. Attualmente è coltivato in tutte le zone a clima temperato.
DESCRIZIONE:
Pianta erbacea alta circa 30-80 cm, con 6-12 foglie allungate a nervature parallele. Le foglie sono disposte alla base del gambo afillo, cavo e non ramificato.
L’inflorescenza è costituita da una pseudo-ombrellasferica con un numero ristretto di fiori perigonalicon 6 tepali da bianco-verdastri a bianchi, circondati da una foglia cilindrica, guainante, caduca, munita di una lunga punta denominata spata.
ALLIUM SATIVUM L.
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
CHIMICA DELL’AGLIO(Tesi di L. in T.E. di L.Bonucchi, feb.2007, Modena)
• CAVALLITO e BAILEY (1944) distillazione in c.v. degli estratti etanolicidell’aglio: olio incolore fortemente odoroso denominato allicina;
• STOLL e SEEBECK (1948) scoperta dell’alliina (S-allil-4-cisteina solfossido);
PRINCIPALI COSTITUENTI SOLFORATI DELL’AGLIO INTEGRO• �-glutamil-S-alch(en)il-L-cisteine:
� �-glutamil-S-allil-L-cisteina� �-glutamil-S-(trans-1-propenil)-L-cisteina� �-glutamil-S-allil-mercapto-L-cisteina
• S-alch(en)il-L-cisteina solfossidi:� alliina [(+)-S-allil-L-cisteina solfossido]� metiina [(+)-S-metil-L-cisteina solfossido]� (+)-S-(trans-1-propenil)-L-cisteina solfossido
• S-(2-carbossipropil)glutatione
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
CHIMICA DELL’AGLIOIl costituente principale dell’aglio fresco non contuso, integro è
ALLIINA
insieme ai suoi precursori. Quando i tessuti sono danneggiati,
essa viene degradata ad opera dell’ allinasi in acido piruvico
e ac. 2-propensulfenico, che si trasforma subito in
ALLICINA ,
da cui per ossidazione si formano i costituenti dal
caratteristico (!!) odore, tipici dell’aglio
schiacciato e dell’olio essenziale:
diallil solfuro (DAS), diallil disolfuro (DADS),
diallil trisolfuro (DATS), metil allil disolfuro,
metil allil trisolfuro, ditiine, ajoene….
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Composti solforati
non volatili
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Lime fruit (Citrus aurantifolia - Rutaceae)
↓↓↓↓ Artefatti a seguito della distillazione ↓↓↓↓
↑↑↑↑ Germacrene B - ↑↑↑↑ 7-methoxycoumarina
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Dall’ess.za all’o.e.estratto – PR2007M.Melegari
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Dall’ ess.za all’ o.e.estratto – PR2007M.Melegari
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Superficie coltivata : circa 1.500 Ha., produzione media di 100.000 kg. di essenza.
Per ottenere un kg. di essenza occorrono 200 kg. di frutti. Il primo bergamotteto di cui si ha notizia venne impiantato nelle
vicinanze di Reggio Calabria nell'anno 1750. A quei tempi l'essenza veniva estratta per pressione manuale dalla scorza del
frutto e fatta assorbire da spugne naturali collocate su recipienti appositi. Oggi viene ricavata per abrasione, mediante un
sistema di grattugie e nelle apposite macchine "pelatrici", dalla parte superficiale dei frutti (epicarpo).
Il 1844 registra la prima vera e propria industrializzazione del processo di estrazione dell'essenza di Bergamotto con
l'invenzione di una macchina per l'estrazione denominata "macchina calabrese", la quale riusciva a garantire non solo resa
elevata in tempi più brevi, ma anche una finissima qualità dell'essenza.
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Dall’ ess.za all’ o.e.estratto – PR2007M.Melegari
Distillazione in corrente di vapore
E’ la tecnica più comunemente usata per estrarre gli oli essenziali dalle piantearomatiche. Quando si riscalda una miscela di due (o più) sostanze liquide non miscibili, le relativetensioni di vapore non subiscono alcuna variazione e, finché esse non si stratificano , latemperatura di ebollizione della miscela rimane inferiore a quella del componente piùbassobollente. In particolare, se uno dei due liquidi è l'acqua, si realizza una distillazione incorrente di vapore, che viene usata soprattutto per composti altobollenti che potrebberodecomporsi in “ normali” condizioni di distillazione, cioè in assenza di acqua! Si utilizza un alambicco, formato da una caldaia in cui viene posta l’acqua per lagenerazione del vapore, e nella parte superiore da un cestello forato contenente la droga,non a contatto con l’acqua; l’apparecchio è chiuso ermeticamente per non far fuoriuscire ivapori, e collegato, mediante un raccordo, con un refrigerante , raffreddato esternamentecon acqua, per la condensazione dei vapori. L’acqua, riscaldata, evapora, attraversa la droga, provoca l’evaporazione dei principiattivi volatili; i vapori (miscela di o.e. e acqua !) attraversano il refrigerante, condensano evengono infine raccolti in un recipiente (bottiglia fiorentina) , dove l’o.e. si separadall’acqua per il differente peso specifico.
Dall’ ess.za all’ o.e.estratto – PR2007M.Melegari
miscela gassosa di vapore d’ acqua e o.e.
vapore in ingresso →→→→
RECIPIENTE
DISTILLATORE
il vapore attraversa il materiale
vegetale ed estrae l'o.e.
CONDENSATORE
←←←← Acqua freddain entrata
→→→→ Acqua in uscita
SEPARATORE
→→→→ l’idrolato escedal basso
Schema del processo di distillazione in corrente di vapore
l’o.e. si raccoglie dalla partealta del separatore