DALL’ESSENZA DELLA PIANTA AROMATICA ALL’OLIO...

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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


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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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


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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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.


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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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


Un classico esempio di “artefatto” !

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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


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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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….)

��


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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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


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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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


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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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


solido

liquido

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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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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


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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Composti solforati

non volatili


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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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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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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.


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

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