olli essenziali - Corso di laurea in tecniche della prevenzione nell ...

OLI ESSENZIALI

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Foglia di Coriandolo
OLI ESSENZIALI
Per OLIO ESSENZIALE si intende una complessa miscela di svariati
componenti ottenuta esclusivamente mediante distillazione/idrodistillazione
da una matrice vegetale. L‟unica eccezione è presentata dagli oli essenziali di
agrumi che sono ottenuti mediante procedimenti meccanici. Sono chiamati
anche oli volatili in quanto diffondono facilmente nell‟aria dove sono percepiti
dall‟olfatto.
Buccia di agrumi
www.ehow.com
www.anbg.gov.au
Foglia di Eucalipto
Le piante accumulano gli oli essenziali in cellule specializzate che
possono trovarsi su foglie, fiori, frutti, rami, corteccia, radici

Metabolismo
Primario
•carboidrati
•lipidi
•proteine
•acidi nucleici
•coenzimi
•vitamine
ORGANISMI VIVENTI
Metabolismo
Secondario
•alcaloidi
•antrachinoni
•flavonoidi
•polifenoli
•steroidi
•terpeni
Oli essenziali

RUOLO BIOLOGICO DEGLI OLI ESSENZIALI
La funzione degli oli essenziali è ancora materia di discussione…
Come molti altri prodotti secondari, gli oli essenziali sono stati per lungo
tempo considerati prodotti di scarto.
Tuttavia, i percorsi biosintetici che portano alla loro formazione sono
altamente specializzati, e la loro produzione implica una notevole “spesa”
energetica da parte della pianta.
Le conoscenze attuali dimostrano che essi possiedono un ruolo difensivo
nei confronti degli erbivori e di prevenzione contro gli attacchi di
agenti patogeni (batteri , funghi). Oltre a queste si ritiene svolgano
azioni mollto più specialistiche quali la capacità di attrarre gli insetti
impollinatori, o altri animali capaci di disperdere i semi, oppure difendere
la pianta da stress ambientali (radiazione solare, siccità), e fungere da
termoregolatori.

OLI ESSENZIALI COME SEMIOCHIMICI
SEMIOCHIMICI (dal Greco semeon = signale) sono sostanze chimiche di segnalazione che un
organismo può rilevare nel suo ambiente naturale e che modificano il suo comportamento. Si
conoscono due classi di semiochimici: FEROMONI ed ALLELOCHIMICI, i primi coinvolti nella
„comunicazione‟ fra animali (principalmente insetti) della stessa specie, i secondi nelle relazioni
interspecifiche pianta/pianta e pianta/insetto.
Molti oli essenziali e/o loro componenti si comportano come allelochimici, che sulla base della
funzione svolta possono essere suddivisi in:
Allomoni: Sostanze che beneficiano l‟emettitore ma non il ricevente (oli essenziali che “gocciolano”
ai piedi di un albero impedendo la germinazione di altre piante).
Kairomoni: Sostanze che beneficiano il ricevente ma non l‟emettitore .
Sinomoni: Sostanze che mediano una relazione mutualistica, beneficiando sia l‟emettitore che il
ricevente.

LA CHIMICA
Gli oli essenziali sono di norma complesse
miscele di decine di differenti composti
organici volatili, quali idrocarburi, alcoli, acidi,
esteri, aldeidi, chetoni, eteri, fenoli, composti
azotati e solforati, ecc.
I terpenoidi sono i componenti più
frequentemente presenti, fenilpropanoidi ed
idrocarburi sono altri importanti composti.

monoterpene
monociclico
TERPENI
sesquiterpene
monociclico
OPP
DMAPP
dimethylallyl
diphosphate
OPP
IPP
isopentenyl
diphosphate
C 10 monoterpeni – O.E.
C 15 sesquiterpeni – O.E.
C 20 diterpeni – O.E. (rari)
diterpene
triciclico
C 30 triterpeni
C 40 tetraterpeni

I monoterpeni
I monoterpeni sono fra i componenti più rappresentati, se ne contano più di
3500, in pratica sono rarissimi gli oli essenziali senza monoterpeni.
basilico
rosa damascena
OH
Linalool Geranial Limonene
O
cis-rose-oxide
Agrumi
origano
O
H
OH
timolo

Oltre ai terpenoidi, molti composti fenolici, quali i fenilpropanodi, sono
responsabili dell‟aroma di molte spezie.
cannella
HO
funghi
OMe
Eugenol
chiodi di garofano
OH
1-octen-3-ol
finocchio
pomodoro
MeO Estragole
MeO
H
O
3-cis-hexenal
Anethole
Mentre molte acetogenine, provenienti dalla degradazione di composti lipidici
(acidi grassi, carotenoidi) sono i componenti aromatici di molti comuni vegetali.

IL MERCATO DEGLI OLI ESSENZIALI
Si stima che siano noti oltre 3000 oli essenziali, tuttavia solo 300 sono
normalmente commercializzati. La produzione oscilla fra 20,000 – 30,000 tonnellate
per gli oli di agrumi (arancia) a meno di 100 kg per alcuni estratti floreali.
I prezzi oscillano fra 2 – 70 US$/kg, raggiungendo cifre molto alte per alcuni
oli particolari
Principali oli essenziali e prezzi:
ton/year $/kg
Arancia 26,000 2
Menta comune 4,300 25
Menta piperita 3,500 40
Eucalipto (cineolo) 3,300 10
Citronella 2,800 15
Limone 2,200 18
Eucalipto (citronellale) 2,000 8
Limetta (distillato) 1,000 18
Lavandino (ibrido) 800 20
Coriandolo 800 65
Pompelmo 700 15

Per esempio per ottenere un kg di olio essenziale sono necessari:
1.000 kg di fiori di arancio
6 – 7 kg di chiodi di garofano
600 kg di geranio

Le più importanti spezie ed i relativi oli essenziali dal punto di vista
commerciale provengono dall‟aria tropicale:
peperoncino
cardamomo
Tropico del Capricorno
noce moscata
chiodi di garofano
pimento
vaniglia
curcuma
Tropico del Cancro
cannella
ginger
I principali mercati sono gli Stati Uniti, la Comunità Europea, il Giappone,
Singapore, l‟Arabia e la Malesia. I principali paesi produttori sono la Cina, l‟India,
il Vietnam, il Brasile, il Guatemala e Ceylon.

…. e quelle delle zone temperate:
basilico
menta
Tropico del Capricorno
cumino
timo
origano
salvia
zafferano
Tropico del Cancro
agrumi
sesamo
coriandolo alloro

ESTRAZIONE ED ANALISI
DEGLI
OLI ESSENZIALI
Gli oli essenziali, o le sostanze volatili presenti in una matrice vegetale, o
quelle che si formano tramite una serie di trasformazioni (vedi analisi della
matrice lipidica di molti alimenti), si ottengono sfruttando la loro
caratteristica fondamentale, cioè di essere altamente volatili. Pertanto una
distillazione o una idrodistillazione sono le metodiche più comunemente
adottate. Solo in alcuni casi, come gli agrumi ad esempio, gli oli essenziali
sono ottenuti meccanicamente.
La stessa caratteristica, cioè l‟elevata volatilità, condiziona anche il metodo
di analisi. In questo caso la gascromatografia (GC) è la scelta obbligata.

Tempo balsamico per la raccolta di
diverse parti di una pianta
Organi Periodo
Radice, tubero, rizoma, bulbo Autunno (prima della caduta delle foglie)
Primavera (prima della gemmazione)
Fusto (legno) Inverno (prima dello sviluppo delle gemme)
Corteccia Autunno – primavera
Gemma Primavera
Fiore Primavera – estate
Foglia Primavera
Frutto Estate – autunno
Seme Estate – autunno

Come si ottengono gli oli essenziali da una matrice vegetale
In casi particolari, il più noto dei quali è relativo
agli agrumi, l‟olio essenziale si ottiene
meccanicamente, raschiando la parte esterna
del frutto, il flavedo, dove sono localizzate le
ghiandole oleifere, emulsionando con acqua e
separando per centrifugazione.
La metodica più comune per ottenere un olio
essenziale è una variante della classica
distillazione, nota come distillazione in corrente
di vapore. Una metodica alternativa che sfrutta
lo stesso principio è l‟idrodistillazione.
Una più recente metodica prende in considerazione i fluidi supercritici, in
particolare l‟anidride carbonica. Da molti considerata la migliore tecnica per
ottenere un ottimo olio essenziale, ha il grosso svantaggio di essere
particolarmente costosa.

Schema del processo di distillazione in corrente di vapore
il vapore attraversa
il materiale vegetale
(in giallo)
e distilla l‟olio
CALDAIA
ingresso
vapore
da www.galenotech.org/estratti.htm
miscela vapore/olio
olio essenziale raccolto nella
parte superiore del separatore
acqua in uscita
CONDENSATORE
acqua fredda in entrata
SEPARATORE
l‟idrolato esce dalla parte
inferiore del separatore

Idrodistillatore
In A si pone il materiale vegetale in acqua
e si porta ad ebollizione, per ca. 2-3 ore.
In B si raccoglie l‟olio essenziale che si
stratificherà sull‟acqua, per essere quindi
raccolto.

SPAZIO DI TESTA DINAMICO
Gas inerte
(elio/azoto)
Bagno
termostatato
Cartuccia di
materiale assorbente

Estrazione in vivo
dell‟aroma di un fiore

MICROESTRAZIONE IN FASE SOLIDA - SPME
Sistema SPME
Questa procedura è un estensione della
estrazione in fase solida SPE. In questo caso una
fibra adsorbente è posta in prossimità di un
campione da analizzare, che è opportunamente
riscaldato per favorire l‟evaporazione delle
sostanze volatili.
Dettaglio dell‟iniettore
del GC con inserita la
siringa SPME
Queste sono adsorbite sulla
fibra, che può essere di varia
natura per selezionare il
materiale da estrarre. Ultimata
la procedura di estrazione, lo
strumento che altro non è che
una siringa, è inserito
nell‟iniettore del gas
cromatografo (GC). Per
riscaldamento della fibra si
ottiene il desorbimento del
materiale adsorbito che è quindi
analizzato.

OLI ESSENZIALI DI AGRUMI
Procedimenti esclusivamente meccanici che prevedono
l’ottenimento del succo e degli oli essenziali
METODO
F.M.C.
METODO
“SFUMATRICE”

ANALISI DEGLI OLI ESSENZIALI E DEGLI AROMI
Densità ed indice di rifrazione sono due importanti parametri per
stabilire la qualità di un olio essenziale, ma da soli non bastano.
Per stabilire l‟effettiva qualità di un olio essenziale, così come le
possibili adulterazioni, è necessario ricorrere alla gas-cro-
matografia abbinata a differenti rivelatori.
GC-FID = Gas Chromatography – Flame Ionization Detector
GC-MS = Gas Chromatography – Mass Spectrometry

CROMATOGRAFIA
E‟ una tecnica di separazione di
miscele complesse, che si basa sulla
competizione di due forze. Una che
tende a trattenere le sostanze
presenti nella miscela (detta Fase
Stazionaria) e una che tende a farle
muovere (detta Fase Mobile)
La Fase Stazionaria è di norma un
solido inerte su cui le sostanze
tendono ad adsorbire.
La Fase Mobile può essere un liquido
o un gas che tende a trasportare le
sostanze.
Dato che ogni composto ha una sua particolare affinità sia per la fase
stazionaria che per la fase mobile, modulando opportunamente queste due
forze è possibile separare nei loro singoli componenti miscele molto
complesse.

GASCROMATOGRAFIA
Nella gas cromatografia
la fase stazionaria è un
supporto solido, la fase
mobile è un gas
(idrogeno, azoto, elio).
La miscela tramite siringa è inserita nell‟iniettore dove è vaporizzata (250
°C) passando quindi nella colonna inserita in un forno, in tal modo è possibile
eseguire le analisi ad una temperatura ben definita (isoterma), oppure
creare un gradiente crescente di temperatura.
Il detector o rivelatore è il sistema che rivela le sostanze man mano che
escono dalla colonna:
FID = ionizzazione di fiamma, le sostanze sono bruciate, gli ioni che si
formano forniscono un segnale elettrico;
MS = spettrometria di massa, le sostanze sono „frantumate‟ fornendo uno
spettro di massa, caratteristico di ogni singola sostanza.

Profilo GC-FID di un olio essenziale di Origano siciliano
Dati: area del picco (%), tempo di ritenzione

ATTIVITA‟ BIOLOGICHE DEGLI OLI ESSENZIALI
• antibatterica
• antivirale
• antifungina
• anti-infiammatoria
• ansiolitica
• antispastica
• antiossidante
sono gli effetti farmacologici attribuiti agli oli essenziali
(confermati da diversi saggi in vitro ed in alcuni in vivo).
Altre attività con minori supporti sperimentali sono quelle:
Analgesica, anti-depressiva , etc

SETTORI DI UTILIZZO DEGLI OLI ESSENZIALI
Aromi Cura Personale Farmaceutica Industriale
Alimenti & Bevande
- Aromatizzazione
- Dolci
- Conservanti
- Bevande
Industria del Tabacco
- Aromatizzazione
- Fissativi
Farmaceutico
- Aromatizzazione
Cosmetica & Igiene
- Profumi, Colonie
- Sprays
- Creme, Polveri
- Saponi, Shampoo
Igiene Orale
- Dentifrici
- Collutori
- Antisettici
- Cementi
Prodotti per la casa
- Saponi & Detergenti
- Smacchiatori
- Aromatizzazione
ambienti
Adattato da “Herbs, spices and essential oil: post harvest operations in developing country”
di M. Douglas et al., FAO, 2005
Medicinali
- Antimicrobici
- Decongestionanti
Veterinaria
- Farmaceutici
Pesticidi
- Sprays
- Repellenti
- Trappole
Industria dell‟auto
- Lucidanti,
- Smacchiatori
- Deodoranti
Carta & Stampa
- Pastelli, inchiostri
- Etichette, imballaggi
Gomma & Plastica
- Deodoranti
- Gomma e plastica
Industria Tessile
- Deodoranti
- Tappezzeria
- Materiali di finitura
Colori & Adesivi
- Cementi e Colle
- Colori, Abrasivi
- Smacchaitori

Gli oli essenziali o oli eterici sono prodotti ottenuti per estrazione a partire da piante
aromatiche, ricche cioè in "essenze".
Le essenze vengono prodotte dalle piante per molteplici ragioni, ed in alcuni casi forse
anche come scarti. Le ipotesi più forti vogliono che le essenze svolgano funzione
allelopatica, antibiotica, di attrazione degli impollinatori

I TERPENOIDI sono molecole costituite da subunità isopreniche a
5 atomi di carbonio e vengono classificati, in base al numero
di atomi di carbonio presenti nella struttura molecolare,
nei seguenti gruppi:
-i monoterpeni, i componenti più semplici di questa classe,
hanno 10 atomi di carbonio (C10) e si trovano comunemente negli
olii essenziali: ne sono un esempio il mentolo della menta piperita
e il limonene presente nella buccia degli agrumi.

-i tetraterpeni (C40), le molecole più complesse di questa classe
di composti, di cui sono un esempio i carotenoidi;
questi sono i pigmenti vegetali coinvolti nell’ assorbimento
della luce durante il processo di fotosintesi clorofilliana e per
questo sono responsabili dei colori arancio e giallo di molti
vegetali e frutti. Sono noti per la loro attività anti-cancerogena
e vengono usati come agenti coloranti di alimenti e cosmetici.

TERPENI
Metaboliti vegetali costruiti da unità ripetute di molecole di isoprene C 5
monoterpeni C 10: responsabili del profumo di numerose piante (il mentolo della
menta);
sesquiterpeni C 15: molecole aromatiche (camomilla);
diterpeni C 20: fitoalessine (il casbene del ricino) e precursori delle GIBBERELLINE;
tetraterpeni C 40: precursori di licopene, carotenoidi e xantofille.

Nell’ambito della chemioprevenzione, studi epidemiologici hanno evidenziato
l’importanza degli alimenti vegetali e delle piante medicinali nella riduzione di tutti i
tipi di cancro, fino al 20%.
Esempio di piante studiate in questo contesto sono:
-Cruciferae, Brassica oleracea var. italica (broccolo) e B. oleracea convar. botrytis
(cavolfiore), ricche in glucosinolati e isotiocianati;
-Genere Allium (aglio), noti per la presenza di composti solforosi;
-Genere Citrus, di cui fanno parte C. limon (limone) e C. sinensis (arancio), da cui sono
stati isolati molti composti attivi con attività antiossidante e antitumorale come i
flavonoidi e i limonoidi;
-Camellia sinensis, dalle cui foglie viene ricavato il tè verde, la più popolare bibita con
proprietà chemiopreventive e molto ricca in epigallocatechine;
-Solanum lycopersicum (pomodoro) le cui proprietà antitumorali sono dovute
principalmente alla presenza del carotenoide licopene

SUCCHI DI FRUTTA

Con il nome di «succo di frutta», secondo la legge italiana, si
indica il prodotto ottenuto dai frutti con procedimento meccanico,
che ha colore, aroma e gusto caratteristici dei frutti di
provenienza.
Dopo la spremitura, i succhi di frutta possono essere sottoposti a
filtrazione: in commercio si possono trovare succhi torbidi come
quello di arancia, in quanto ottenuti per sola spremitura, oppure
limpidi come quelli sottoposti a filtrazione oppure trattati
con chiarificanti.
Tutti i succhi di frutta in commercio, confezionati in bottiglie, in
cartoni plastificati o in lattine, vengono sottoposti a processo
di pastorizzazione, trattamento indispensabile per la loro
conservazione, ma che provoca una lieve riduzione del valore
nutrizionale del succo stesso, soprattutto a carico del contenuto
vitaminico.

Si distinguono quattro categorie di succhi di frutta:
• succhi di frutta
Ottenuti per spremitura della frutta
• succhi di frutta concentrati
Sono ottenuti dal succo di frutta mediante l'eliminazione fisica di
una parte dell'acqua di costituzione. La concentrazione deve
essere di almeno il 50 per cento.
• succhi di frutta disidratati
Sono il prodotto in polvere ottenuto dal succo di frutta mediante
procedimento di disidratazione.

• nettari di frutta
Sono bevande costituite per il 30 - 50 per cento (a
seconda del frutto) da succo o polpa di frutta,
addizionati con zucchero e acido ascorbico e diluiti con
acqua minerale. Rispetto ai succhi, hanno un maggiore
contenuto di zucchero, ma anche un minore
contenuto di vitamine e di minerali. Non possono
contenere più del 20 per cento di zucchero contro i 100
g/litro degli altri tipi.

Per i succhi di limone la soglia è elevata a 200 g/litro
mentre è vietata l'aggiunta di zucchero nei succhi di mele.
Le «bibite alla frutta» invece non contengono più del 12 per
cento di succo puro e sono quindi molto più povere di
vitamine e di sali minerali.
Sebbene sia molto difficile controllare la provenienza della
frutta utilizzata per la produzione dei succhi, è bene tenere
presente che spesso la coltivazione estensiva che le
industrie impiantano nei paesi del terzo mondo o nelle zone
limitrofe all'Amazzonia, può causare localmente danni
ambientali.

Additivi alimentari consentiti
I succhi di frutta e i nettari di frutta non devono contenere
additivicoloranti, ai sensi del D.P.R. 18.05.1982 n. 489.
Sono consentiti invece:E 296 Acido Malico fino a 3 g/litro
E 330 Acido Citrico fino a 5 g/litro
E 270 Acido Lattico fino a 5 g/litro
E 170 Carbonati di Calcio quanto basta
E 300 Acido Ascorbico quanto basta.
E 336 Tartrati di potassio quanto basta

Non sono considerati ingredienti e quindi non vengono
riportati sulla etichetta:
• le sostanze utilizzate per la ricostituzione di un succo di
frutta ottenuto da succo di frutta concentrato e di una
purea di frutta ottenuta da purea di frutta concentrata.
• gli aromi aggiunti al succo di frutta concentrato e al succo
di frutta disidratato.
• l'anidride solforosa (E 220) in quantità non superiore a 10
mg per litro.
• i chiarificanti eventualmente utilizzati per rendere limpido
il succo di frutta.

I succhi che
contengono sciroppi di amido
tendono a modificare la
percezione del gusto dei
bambini, aumentandone
sempre di più il desiderio
smodato di sapori dolci.