ΑΡΩΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ...

ΑΡΩΜΑΤΙΚΑΑΡΩΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ ΦΥΤΑΦΥΤΑΠαραλαβήΠαραλαβή & & ΕφαρµογέςΕφαρµογές ΑιθερίωνΑιθερίων ΕλαίωνΕλαίων

∆ΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ

Τµήµα Αγροτικής Ανάπτυξης

Αθανάσιος Κυµπάρης Επίκουρος Καθηγητής

ΙστορίαΙστορία & & ΠηγέςΠηγές ΑιθερίωνΑιθερίων ΕλαίωνΕλαίων

Ορισµός: Τι είναι αιθέριο έλαιο

Αιθέριο έλαιο, είναι ένα πτητικό µίγµα οργανικών ενώσεων (συνήθως µηυδατοδιαλυτό) που παραλαµβάνεται µε φυσικούς τρόπους από ένα

φυτικό υλικό (κυρίως) που µυρίζει. Ειδικότερα ένα αιθέριο έλαιο

προέρχεται από µια βοτανική πηγή (συνήθως Αρωµατικό ΦαρµακευτικόΦυτό) µε την οποία συµφωνεί και κατά όνοµα και κατά την οσµή.

Χηµικά, τα συστατικά των αιθερίων ελαίων ανήκουν στην κατηγορία τωντερπενοειδών (µονο, σεσκι και σπανιότερα διτερπενίων) όπως και

βενζενοειδών, φαινυλοπροπανοειδών κλπ.

Παράγονται και χρησιµοποιούνται από τα φυτά είτε ως φορείς

πληροφορίας (χηµειοεπικοινωνία ), αµυντικά όπλα εναντίων εχθρών είτεγια την προσέλκυση άλλων εντόµων-εχθρών αυτών που τους

επιτίθενται κλπ.


Τα τερπένια συντίθενται συνήθως κατά το βιοσυνθετικό µονοπάτι

του µεβαλονικού οξέος ενώ οι αρωµατικές ενώσεις όπως του

φαινυλοπροπενίου παράγονται συνήθως στο βιοσυνθετικό

µονοπάτι του σικιµικού οξέος. Τα µέρη του φυτού στα οποία

συγκεντρώνονται κατά κύριο λόγο τα αιθέρια έλαια είναι ειδικά

κύτταρα, που λειτουργούν ως φυσικοί αποθηκευτικοί χώροι για τοφυτό και ονοµάζονται ελαιογόνοι αδένες.

Εξαίρεση αποτελεί το άρωµα του ρόδου (Rosa spp.) ή και του

γιασεµιού (Jasminumsambac), όπου τα λουλούδια τους

παράγουν και άµεσα απελευθερώνουν τα πτητικά συστατικά από

τα πέταλα τους. Στην περίπτωση αυτή απαιτούνται ιδιαίτερες

τεχνικές για την παραλαβή των πτητικών συστατικών.Οι οικογένειες των φυτών που κυρίως περιέχουν αιθέρια έλαια είναι

Apiaceae (Umbelliferae), Asteraceae (Compositae), Lαmiaceae(Labiateae), Lauraceae, Myrtaceae, Pinaceae και Rutaceae.




ΟιΟι αρχαίοιαρχαίοι ΈλληνεςΈλληνες καικαι οιοι ΡωµαίοιΡωµαίοι: χρήση αρωµατικών φυτών σαν

αρτύµατα και για τον αρωµατισµό του κρασιού. Η εµπορία των

αιθερίων ελαίων ξεκίνησε από την Ασία, πριν από 6000-7000 χρόνια, από τους Κινέζους και συνεχίστηκε από τους Άραβες οι

οποίοι το µετέφεραν στην Ευρώπη. Η µέθοδος της απόσταξης για την παραγωγή και αποµόνωση των

αιθερίων ελαίων, εφαρµόστηκε για πρώτη φορά από ανατολικούς

λαούς και ιδίως από τους Ινδούς, Πέρσες και Αιγυπτίους. Το πρώτοαιθέριο έλαιο, που αποστάχθηκε µε πρωτόγονο τρόπο, ήταν το

τερεβινθέλιο που βγαίνει από το ρετσίνι των κωνοφόρων δένδρων. Για να εξάγουν τα αιθέρια έλαια από τα άνθη, τα φύλλα και τις

ρίζες, τοποθετούσαν τα φυτικά αυτά τµήµατα µέσα σε δοχεία, πουπεριείχαν λίπος εκλεκτής ποιότητας και τα άφηναν στον ήλιο για

κάποιο χρονικό διάστηµα. Με την αφαίρεση του λίπους, το προϊόνπου παρέµενε ήταν µια αρωµατική αλοιφή.



• Η πρώτη λεπτοµερής περιγραφή απόσταξης αιθερίων ελαίων, ανήκειστον Καταλανό γιατρό Arnald de Villanova (1235-1311). Η απόσταξη

σαν µέθοδος παραλαβής του αιθερίου ελαίου από τα φυτά, µε τη

βοήθεια της θερµότητας, πραγµατοποιήθηκε από τον Ελβετό

Bombastus Paracalsus von Honhehheim (1493-1541).

• Μέχρι τον 18ο αιώνα αρκετοί ερευνητές, κυρίως φαρµακοποιοί, ασχολήθηκαν και περιέγραψαν τις µεθόδους παραλαβής και την

φύση των αιθερίων ελαίων.

• Ο 18ος αιώνας µπορεί να χαρακτηριστεί ως ο αιώνας των Άγγλων

βοτανολόγων.


• Τα αιθέρια έλαια χρησιµοποιούνταν κυρίως στην αρωµατοποιία αλλά

και στην ιατρική. Ήταν ήδη διαδεδοµένη η χρήση τους για την

αντιµετώπιση µιας µεγάλης ποικιλίας σωµατικών και ψυχικών

δυσαρµονιών, τόσο από τους βοτανολόγους όσο και από τους

γιατρούς, που διατηρήθηκε µέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα.


Συνήθως χρησιµοποιούνταν αρωµατικά φυτά για θεραπευτικούς

σκοπούς και τα πιο διαδεδοµένα ήταν το χαµοµήλι, η κανέλλα, τοθυµάρι, το δενδρολίβανο, η δάφνη, ο µάραθος κ.α. Μέχρι το 1940 οκύριος ρόλος των αιθερίων ελαίων ήταν στο να αρωµατίζουν τα σύνθετα

(χηµικά φάρµακα), τα οποία είχαν αντικαταστήσει τα παραδοσιακά

βότανα.

ΠαραγωγήΠαραγωγή & & ΧηµείαΧηµεία ΑιθέριωνΑιθέριων ΕλαίωνΕλαίων -- ΦυσικέςΦυσικές ΙδιότητεςΙδιότητες

• Τα αιθέρια έλαια βρίσκονται σε υγρή µορφή, σε θερµοκρασίαπεριβάλλοντος, αλλά γίνονται πτητικά σε θερµοκρασίες βρασµού(µεταξύ 50 – 320ο C). Λόγω της πτητικότητας τους έχουνχαρακτηριστικό άρωµα. Η πλειονότητα των αιθερίων ελαίων είναισχεδόν άχρωµα και έχουν υψηλό δείκτη διάθλασης, µε εξαίρεση τοαιθέριο έλαιο της αρτεµισίας.

• Είναι διαλυτά στους περισσότερους οργανικούς διαλύτες αλλά έχουνπολύ µικρή διαλυτότητα στο νερό. Επίσης έχουν χαµηλότερηπυκνότητα από το νερό γεγονός που επιτρέπει το διαχωρισµό τουςκατά την υδροαπόσταξη, µε εξαίρεση τα αιθέρια έλαια της κανέλας, του γαρύφαλλου κ.α.

ΠαραγωγήΠαραγωγή & & ΧηµείαΧηµεία ΑιθέριωνΑιθέριων ΕλαίωνΕλαίων -- ΤαξινόµησηΤαξινόµηση

• Η σύσταση των αιθερίων ελαίων αρωµατικών φυτών (χηµειότυπος) σχετίζεται µε το περιβάλλον στο οποίο φύονται τα φυτά και

συνδέεται συνήθως µε κάποιο µορφολογικό χαρακτηριστικό. Είναιδυνατό η ποιοτική και ποσοτική σύσταση του αιθέριου ελαίου ενός

φυτικού είδους να είναι τόσο χαρακτηριστική που να χρησιµοποιηθεί

για ταξινόµηση τόσο ως προς το είδος όσο και προς το υποείδος.

• Χαρακτηριστικό παράδειγµα διάκρισης υποείδους µέσω του

αιθερίου ελαίου είναι η περίπτωση της ρίγανης (Origanum vulgare) που χωρίζεται σε τρία υποείδη ssp. hirtum, ssp.vulgare, ssp.viridulum. Εκ των οποίων το πρώτο (Origanum vulgare ssp. hirtum) είναι γνωστό ως ελληνική ρίγανη και έχει µεγάλη εµπορική

αξία λόγω της περιεκτικότητας σε καρβακρόλη (σε ορισµένες

περιπτώσεις φτάνει µέχρι το 80%, µεγαλύτερη τιµή που έχει

αναφερθεί σε αιθέρια έλαια) που δίνει το χαρακτηριστικό άρωµα.


Τα αιθέρια έλαια χαρακτηρίζονται από ευρεία χηµική ποικιλότητα. Συγκεκριµένα, περιέχουν πτητικά συστατικά κατά 85-99%, τα οποία

είναι ένα µίγµα από τερπενικές, τερπενοειδείς και άλλες αρωµατικές καιαλειφατικές ενώσεις. Τα τερπένια έχουν ως βάση µία αλυσίδα

πενταµελούς άνθρακα (C5), το ισοπρένιο και χωρίζονται σε

µονοτερπένια (ΜΤ) (C10) και σεσκιτερπένια (C15) και διτερπένια (C20).



• Τα ΜΤ είναι τα πιο συνηθισµένα συστατικά των αιθέριων ελαίων και

ορισµένες φορές συνεισφέρουν έως και 90% στη συνολική

σύσταση τους. Τα ΜΤ µπορούν να χωριστούν στις υποκατηγορίες

ΜΤ υδρογονάνθρακες, MT αλκοόλες, MT κετόνες κ.α.

• Γνωστά αιθέρια έλαια που ανήκουν στην κατηγορία των ΜΤ

υδρογονανθράκων είναι το πινένιο και το λιµονένιο που βρίσκονται

σε µεγάλες συγκεντρώσεις στην οικογένεια των κωνοφόρων και

στην οικογένεια των εσπεριδοειδών, στις MT αλκοόλες ανήκουν ηγερανιόλη, η λιναλόλη και η βορνεόλη, ενώ χαρακτηριστικά

παραδείγµατα ΜΤ κετονών είναι η καµφορά και η θουγιόνη.

• Τα σεσκιτερπένια απαντώνται κυρίως στις οικογένιες Zingiberaceaeκαι Asteraceae. Παράδειγµα σεσκιτερπενίου είναι το β - εποξείδιοτου καρυοφυλλενίου που βρίσκεται στο αιθέριο έλαιο του

γαρύφαλλου και του φασκόµηλου.


• Υπάρχουν πάνω από 1.000 µονοτερπένια και πιθανόν 3.000 σεσκιτερπένια που έχουν προσδιοριστεί µέχρι στιγµής. Τέλος, σεµικρότερο ποσοστό στα αιθέρια έλαια συµµετέχουν οι αρωµατικές

ενώσεις της οµάδας του φαινυλοπροπανίου.

• Τυπικά µέλη αυτής της οµάδας είναι οι κουµαρίνες στις οποίες

ανήκουν οι ενώσεις ανηθόλη ή εστραγκόλ που βρίσκονται στην

οικογένεια Apiaceae και Rutaceae. Άλλες τυπικές αρωµατικές είναι ηευγενόλη και η βανιλίνη.


• Η χηµική ταυτότητα των αρωµατικών φυτών – αυτοφυών ή

καλλιεργούµενων προσδιορίζεται από :

την ποσότητα του αιθερίου ελαίου που παράγουν (απόδοση σε

αιθέριο έλαιο : ml/100gr ξηρού ή νωπού βάρους φυτού)

από την ποιοτική και ποσοτική σύσταση αιθερίων ελαίων (δηλαδή τοείδος των ενώσεων που συνιστούν το αιθέριο έλαιο και την

εκατοστιαία συµµετοχή τους).


Και οι δύο παράµετροι ποικίλουν τόσο στα αυτοφυή όσο και στα

καλλιεργούµενα αρωµατικά φυτά ως προς :

τα διαφορετικά τµήµατα των φυτών που παράγουν αιθέριο έλαιο. Συνήθως τα άνθη και τα φύλλα παράγουν τις µεγαλύτερες

ποσότητες ενώ οι βλαστοί τη µικρότερη.

την εποχή συλλογής (εποχική ποικιλότητα). Όσο αφορά στην

ποσότητα, κυρίως συνδέεται µε τη φάση ανάπτυξης του φυτού, πχτο φασκόµηλο παράγει διπλάσια ποσότητα αιθέριου ελαίου κατά το

καλοκαίρι από την άνοιξη που είναι η εποχή ανθοφορίας του. Αλλάκαι η σύστασή τους διαφοροποιείται κατά τη διάρκεια του έτους.

τη γεωγραφική κλιµατική ποικιλότητα. Μεγάλος βαθµός ποικιλότηταςέχει καταγραφεί στους αυτοφυείς πληθυσµούς των αρωµατικών

φυτών ανάλογα µε την περιοχή εξάπλωσής τους.

ΠαραγωγήΠαραγωγή & & ΧηµείαΧηµεία ΑιθέριωνΑιθέριων ΕλαίωνΕλαίων –– ΜέθοδοιΜέθοδοι ΠαραλαβήςΠαραλαβής

Τα αιθέρια έλαια παραλαµβάνονται µε απόσταξη και εκχύλιση

Απόσταξη (Distillation)

Απλή, οικονοµική και ευρέως χρησιµοποιούµενη µέθοδος παραλαβήςτων αιθερίων ελαίων.

Με την απόσταξη παραλαµβάνεται το αιθέριο έλαιο και η υδατική

φάση που είναι εµπλουτισµένη µε το φυτικό άρωµα.

Εκχύλιση (Extraction)

Προτιµάται όταν η απόσταξη προκαλεί αλλοιώσεις σε ορισµένα

συστατικά ή τη διάσπαση ορισµένων χηµικών οµάδων των

συστατικών, µε αποτέλεσµα το αιθέριο έλαιο να παραλαµβάνεται µε

υποδεέστερα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά.

ΠαραγωγήΠαραγωγή & & ΧηµείαΧηµεία ΑιθέριωνΑιθέριων ΕλαίωνΕλαίων -- ΜέθοδοιΜέθοδοι ΠαραλαβήςΠαραλαβής

Η απόσταξη ανάλογα µε τον τρόπο που γίνεται διακρίνεται σε:

ΥδροαπόσταξηΥδροαπόσταξη (water distillation)

ΑπόσταξηΑπόσταξη µεµε νερόνερό καικαι υδρατµούςυδρατµούς (water & steam distillation)

ΑπόσταξηΑπόσταξη µεµε υδρατµούςυδρατµούς (steam distillation)


•Υδροαπόσταξη (water distillation)

Το φυτικό υλικό φορτώνεται στον άµβυκα όπου υπάρχει νερό και

θερµαίνεται.

Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό: το φυτικό υλικό βρίσκεται σε άµεση επαφή

µε το νερό που βράζει.

Το υλικό ανάλογα µε το ειδικό του βάρος ή επιπλέει ή βρίσκεται

βυθισµένο στο νερό. Έτσι η µέθοδος αυτή εφαρµόζεται σε υλικά όπως

τρίµµατα αµυγδάλων, ροδοπέταλα, άνθη πορτοκαλιάς. Άλλα υλικά που

σχηµατίζουν συµπαγείς µάζες δεν µπορούν να αποσταχθούν διότι δεν

µπορεί να διεισδύσει ο ατµός.


•Υδροαπόσταξη


Υδροαπόσταξη

Σηµεία που πρέπει να δοθεί προσοχή:

Η σωστή πλήρωση του άµβυκα

Η ταχύτητα της απόσταξης

Να αποφεύγεται υπερθέρµανση του φυτικού υλικού

Ο άµβυκας που χρησιµοποιείται προτιµάται να είναι µικρού ύψους και

µεγάλης διαµέτρου ώστε να παρέχει µεγάλη επιφάνεια εξατµίσεως

Πλεονέκτηµα της µεθόδου: Απλή, οικονοµική, χρησιµοποιείται εύκολα.

Μειονέκτηµα της µεθόδου: Μεγαλύτερος χρόνος απόσταξης


Απόσταξη µε νερό και υδρατµούς (water & steam distillation)

Το νερό δεν έρχεται σε άµεση επαφή µε το φυτικό υλικό.

Το φυτικό υλικό τοποθετείται σε πλέγµα που βρίσκεται λίγο πιο ψηλά από

την επιφάνεια του νερού.

Η απόσταξη πραγµατοποιείται µε τους ατµούς του νερού, γεγονός πουαποτελεί και το πλεονέκτηµα της µεθόδου.

Ο ατµός που διέρχεται από το φυτικό υλικό είναι κορεσµένος (σε υγρασία) και χαµηλής πίεσης. Έτσι, δεν είναι ποτέ υπερθερµασµένος και το φυτικό

υλικό δεν έρχεται ποτέ σε επαφή µε το νερό που βράζει.

Μειονέκτηµα: σχετικά µεγάλη διάρκεια απόσταξης και µικρότερη απόδοσησε αιθέριο έλαιο σε σχέση µε τη µέθοδο µε υδρατµούς.


Απόσταξη µε νερό και υδρατµούς


Απόσταξη µε υδρατµούς (steam distillation)

Ο κατεξοχήν εφαρµοζόµενος τρόπος παραγωγής αιθερίων ελαίων στη

βιοµηχανία.

Χρησιµοποιούνται άµβυκες 2-3 τόνων (φυτικού υλικού).

∆εν εισάγεται καθόλου νερό στον άµβυκα. Εισάγεται ατµός, που παράγεται

από ατµογεννήτρια. ∆ιοχετεύεται υπό πίεση µεγαλύτερης της ατµοσφαιρικής.

Η διοχέτευση γίνεται µέσω σωλήνωσης, από τον πυθµένα του άµβυκα, πουφέρει πολλές οπές για να κατανέµεται οµοιόµορφα στο φυτικό υλικό, το οποίο

συγκρατείται από µεταλλικό πλέγµα λίγο πιο πάνω από τον πυθµένα

Η πίεση του ατµού, ρυθµίζεται κατάλληλα σε κάθε απόσταξη, ανάλογα µε το

φυτικό υλικό.


Απόσταξη µε υδρατµούς






Πλεονέκτηµα της µεθόδου:

Σε σχέση µε τις δύο άλλες µεθόδους, το λαµβανόµενο αιθέριο έλαιο

είναι καλύτερης ποιότητας και µε µεγαλύτερη σχετικά απόδοση.

Μειονέκτηµα της µεθόδου:

Μεγαλύτερη δυσκολία εγκατάστασης και µετακίνησής του.


Πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα των παραπάνω µεθόδων

Απόσταξη µε νερό ή νερό και υδρατµούς

Για µικρής κλίµακας αποστάξεις ή για κινητά αποστακτικά συγκροτήµατα.

Απλούστερη κατασκευή του εξοπλισµού

Αποτέλεσµα: καλή απόδοση και καλής ποιότητας αιθέριο έλαιο

Μπορούν να εφαρµοστούν κατευθείαν στον αγρό.

Η απόσταξη µε νερό είναι πιο κατάλληλη για άνθη και γενικά για

λεπτοκονιοποιηµένο υλικό ενώ αντενδείκνυται για υλικά µε υψηλού σηµείου

ζέσεως ή υδατοδιαλυτά συστατικά.



Απόσταξη µε νερό ή νερό και υδρατµούς

Στην απόσταξη µε νερό το φυτικό υλικό πρέπει να καλύπτεται πλήρως

από το νερό. Στην απόσταξη µε νερό και υδρατµούς πρέπει να

στοιβαχτεί έτσι ώστε να µην δηµιουργούνται «κανάλια ατµού» µέσα από

το φυτικό υλικό, ελαττώνοντας την απόδοση σε αιθέριο έλαιο.

Σε αυτές τις δύο µεθόδους η πίεση µέσα στον αποστακτήρα είναι η

ατµοσφαιρική µε αποτέλεσµα και η θερµοκρασία µέσα στον άµβυκα

είναι περίπου 100 oC.




Για µεγάλης κλίµακας αποστάξεις και για µόνιµα αποστακτικά

συγκροτήµατα.

Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, που µπορούν κάθε στιγµή να

ελέγχονται, η ποιότητα, η απόδοση και ο ρυθµός παραλαβής του

αιθερίου ελαίου είναι ανώτερα σε σχέση µε τις προηγούµενες

µεθόδους.


•Πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα των παραπάνω µεθόδων





Η θερµοκρασία ελέγχεται, οπότε µπορούν να αποστάζονται εύκολα στην

ίδια µονάδα φυτικά υλικά µε αιθέρια έλαια υψηλού ή χαµηλού σηµείου

ζέσεως.

Ενδείκνυται για υλικά µε υψηλού σηµείου ζέσεως ή υδατοδιαλυτά

συστατικά και ειδικότερα για καρπούς ρίζες και ξυλώδη υλικά.

Προσοχή και εδώ: καλή στοίβαξη του υλικού στον άµβυκα για να µη

δηµιουργούνται «κανάλια ατµού» µε αποτέλεσµα τη µειωµένη απόδοση σε

αιθέριο έλαιο.

Στην απόσταξη µε υδρατµούς η θερµοκρασία και η πίεση µπορεί να

µεταβάλλεται ανάλογα µε το είδος του φυτικού υλικού που αποστάζει.


Εκχύλιση

Η µέθοδος έγκειται στη διαβροχή του φυτικού υλικού, µε τα κατάλληλαεκχυλιστικά µέσα (διαλύτες και άλλα).

Από το εκχυλισµένο υλικό, το αιθέριο έλαιο επανακτάται µε διάφορουςτρόπους συµβατούς µε τη φύση και τη σταθερότητα των

εµπεριεχόµενων συστατικών και αποτελεί την «κονκρέτα»

Για την εκχύλιση χρησιµοποιούνται:

α) οργανικός διαλύτης αρκετά πτητικός (πετρελαϊκός αιθέρας) οοποίος στη συνέχεια αποµακρύνεται

β) έλαιο ή λίπος, όπου η επανάκτηση γίνεται µε εκπλύσεις του

εκχυλίσµατος µε αιθανόλη.


Εκχύλιση µε διαλύτες

Ο διαλύτης εισέρχεται στους ιστούς του φυτικού υλικού και παραλαµβάνει

τα πτητικά συστατικά του φυσικού αρώµατός του.

Επίσης παραλαµβάνονται κηροί και χρωστικές ουσίες.

Το εκχύλισµα διοχετεύεται σε εξατµιστήρα και συµπυκνώνεται σε χαµηλή

θερµοκρασία υπό κενό.

Το προϊόν που παραλαµβάνεται και περιέχει κατά κύριο λόγο το αιθέριο

έλαιο, ονοµάζεται κονκρέτα.

Τα εκχυλισµένα αιθέρια έλαια αντιπροσωπεύουν το πραγµατικό άρωµα

του φυτικού υλικού από το οποίο προέρχονται.



Σταθερό εκχυλιστικό συγκρότηµα

Κυλινδρικά ψηλά δοχεία τοποθετούµενα κάθετα στο έδαφος.

Στο εσωτερικό εισάγονται, κάθετα προς τον άξονα, διάτρητοι δίσκοιπου φέρουν το φυτικό υλικό.

Στη συνέχεια εισάγεται ο διαλύτης.

Οι εγκαταστάσεις αποτελούνται από συστοιχίες τριών εκχυλιστήρων

ώστε ο διαλύτης να εκχυλίζει και να εµπλουτίζεται από περισσότερο

υλικό διερχόµενος από τον ένα στον άλλο εκχυλιστήρα.



Κινητό εκχυλιστικό συγκρότηµα

Μεγάλα κυλινδρικά τύµπανα που περιστρέφονται γύρω από

οριζόντιο άξονα στα οποία εισάγεται το φυτικό υλικό και ο διαλύτης.

Κατά την περιστροφή εκχυλίζεται το υλικό.

Οι σύγχρονοι εκχυλιστήρες είναι εφοδιασµένοι µε εσωτερικό διάτρητο

οµόκεντρο κυλινδρικό τύµπανο στο οποίο τοποθετείται το φυτικό υλικό. Περιστρέφεται µόνο το εσωτερικό τύµπανο που περιέχει το φυτικό

υλικό. Με την περιστροφή εµβαπτίζεται συνεχώς το υλικό στο διαλύτη

που βρίσκεται στο κάτω µέρος του εκχυλιστήρα.


Εκχύλιση µε κρύο λίπος (enfleurage)

Πολύ παλιά µέθοδος αποµόνωσης πτητικών από φυτικά υλικά που

είναι πολύ αρωµατικά και ευαίσθητα π.χ. γιασεµί.

Ορισµένα άνθη (π.χ. γιασεµί) συνεχίζουν τις φυσιολογικές

δραστηριότητες, παράγοντας και εκπέµποντας άρωµα, ακόµη και µετάτη συλλογή τους.

Το λίπος διαθέτει µεγάλη ικανότητα να απορροφά και να συγκρατεί

τα πτητικά συστατικά ενός φυτικού υλικού.



Τα φρέσκα συγκοµισθέντα άνθη, στρώνονται καθηµερινά σε

επιφάνειες ενός λεπτού στρώµατος λίπους που βρίσκεται πάνω σε

πλάκες γυαλιού.

Αφήνονται για 24 h και στη συνέχεια αφαιρούνται µε µεγάλη

προσοχή, για να µην αποµακρύνεται µε τα άνθη και λίπος. Προστίθενται νέα άνθη που µόλις έχουν συλλεχθεί.

Στο τέλος της διαδικασίας, το λίπος που δεν έχει ανανεωθεί, είναικορεσµένο από τα πτητικά συστατικά.

Τα πτητικά παραλαµβάνονται εκχυλίζοντας το λίπος µε αλκοόλη.






Εκχύλιση µε ζεστό λίπος (maceratio)

Χρησιµοποιείται για φυτικά υλικά που σταµατούν την παραγωγή αρώµατος

µετά τη συλλογή τους (π.χ. τριαντάφυλλα, άνθη πορτοκαλιάς, ακακίας, µιµόζας, βιολέτας κλπ).

Τα άνθη βυθίζονται σε ζεστό λίπος σε κυλινδρικούς ανοξείδωτους

εκχυλιστήρες.

Στον εκχυλιστήρα εισάγεται ζεστό λίπος (80 oC) και στη συνέχεια 20 Kg άνθηπου θερµαίνονται για µισή ώρα στους 80 oC.

Η εµβροχή υπό συνεχή ανάδευση, συνεχίζεται και κατά την ψύξη.

Με συνεχείς προσθήκες φυτικού υλικού (8-10 φορές) το λίπος κορένεται απότα πτητικά.

Το περιεχόµενο διηθείται και το διήθηµα (pomade) επεξεργάζεται µε αλκοόληγια την παραλαβή των πτητικών.


Εκχύλιση µε υπερκρίσιµα υγρά (CO2)

Ο εκχυλιστής µπορεί να υπάρχει ως στερεό, υγρό ή αέριο.

Κάτω από ειδικές συνθήκες µπορεί να σχηµατιστεί υγρό CO2

Το υγρό CO2 έχει παρόµοια πολικότητα µε το εξάνιο και το πεντάνιο.

Τα πλεονεκτήµατά του έναντι των άλλων διαλυτών είναι: µπορεί εύκολα να

διαχωριστεί από οποιοδήποτε συστατικό έχει εκχυλίσει (πολύ πτητικό), είναιαπολύτως µη τοξικό, δεν επιβαρύνει το περιβάλλον, δεν είναι εύφλεκτο και είναιπολύ φθηνό.

Το µειονέκτηµα είναι ότι η εγκατάσταση εκχυλιστήρα µε υπερκρίσιµα υγρά

είναι πολύ ακριβή.


Εκχύλιση µε υπερκρίσιµα υγρά (CO2)


Παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη πριν την αγορά

αποστακτικού συγκροτήµατος

Τεχνικοί παράγοντες

Ο αριθµός των αµβύκων και η χωρητικότητα του καθενός θα εξαρτηθεί από τις

ποσότητες προς απόσταξη.

Ο τύπος του αποστακτήρα που θα εγκατασταθεί εξαρτάται από τα διαφορετικά είδη

φυτών και των φυτικών υλικών (άνθη, ολόκληρα φυτά, σπόροι) που θα αποστάζονται.

Ποια είναι η πυκνότητα του κάθε φυτικού υλικού χύµα ώστε να επιτυγχάνεται η

κατάλληλη στοίβαξη.

Το ποσοστό της υγρασίας του φυτικού υλικού.

Ποια κατά προσέγγιση η απόδοση σε αιθέριο έλαιο % κατά βάρος του φυτικού υλικούπου πρόκειται να αποσταχθεί.


Παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη πριν την αγορά

αποστακτικού συγκροτήµατος

•Οικονοµικοί παράγοντες

Καύσιµα για τη λειτουργία του αποστακτήρα.

Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας (περίπτωση χρήσης ατµολέβητα)

Το κόστος του ειδικευµένου και ανειδίκευτου προσωπικού

Το κόστος της µεταφοράς της χορτοµάζας που έχει συγκοµισθεί σε µακρινότερη

απόσταση από το αποστακτήριο.

Το κόστος από την εφαρµογή των ισχυόντων περιβαλλοντικών κανονισµών

(περιβαλλοντική επιβάρυνση, αποσταγµένη βιοµάζα, κατανάλωση νερού).


Μηχανική παραλαβή

Τα αιθέρια έλαια παραλαµβάνονται µε µηχανικά µέσα (πιεστήρια).

Χρησιµοποιούνται στους ξηρούς καρπούς και στους φλοιούς των

εσπεριδοειδών.

Τα µηχανήµατα για τους ξηρούς καρπούς είναι πιεστήρια, που

µοιάζουν µε αυτά που χρησιµοποιούνται στα ελαιοτριβεία.

Τα µηχανήµατα για τους φλοιούς των εσπεριδοειδών, είτε ξύνουν είτε

τρυπούν τους φλοιούς µε αποτέλεσµα την απελευθέρωση των αιθερίων

ελαίων, που στη συνέχεια διαχωρίζονται από το στερεό υπόλειµµα.


Μηχανική παραλαβή


Εκχύλιση µε υπερήχους (Ultrasound Assisted Extraction, USA)

• Στην εκχύλιση µε υπέρηχους, το δείγµα τοποθετείται µε κατάλληλο οργανικό

διαλύτη σε λουτρό υπερήχων. Η διάδοση των υπερήχων χαρακτηρίζεται από

ελάχιστη συχνότητα 16kHz και προκαλεί κίνηση του υγρού λόγω συµπίεσης και

αραίωσης. Με την αύξηση της πίεσης επιτυγχάνονται φαινόµενα διείσδυσης και

µεταφοράς, ενώ µε την αύξηση της θερµοκρασίας επιταχύνονται φαινόµενα

διάχυσης και διαλυτοποίησης. Με την χρήση των υπερήχων µειώνεται ο χρόνος

εκχύλισης, χρησιµοποιούνται µικρότεροι όγκοι διαλυτών και εκχυλίζονται

ταυτόχρονα πολλά δείγµατα. Η εκχύλιση µε υπέρηχους εφαρµόζεται στον

προσδιορισµό και παραλαβή ενώσεων που είναι θερµικά ασταθείς.


Εκχύλιση µε υπερήχους (Ultrasound Assisted Extraction, USA)


Με τα µικροκύµατα υπάρχει σηµαντική µείωση στο χρόνο εκχύλισης, σε σχέση µε τις

κλασσικές µεθόδους (Soxhlet). Με τις συµβατικές µεθόδους η θερµότητα µεταδίδεται

από την θερµαντική πλάκα στο δοχείο θέρµανσης και από εκεί στο διάλυµα. Αντίθετα µε

τα µικροκύµατα η θέρµανση ξεκινάει από το δείγµα, µιας και το δοχείο δεν απορροφά

την ακτινοβολία των µικροκυµάτων.

Η θερµότητα, που παράγεται από τα MW, είναι εξάρτηση του διαλύµατος. Αυτό

συµβαίνει µιας και υπάρχουν διαλύτες που απορροφούν τα MW (π.χ µεθανόλη) και

άλλοι που δεν την απορροφούν και εποµένως δεν θερµαίνονται (π.χ εξάνιο).Με την

ΜΑΕ υπάρχει επίσης και σηµαντική µείωση στον όγκο δείγµατος και διαλύτη, σε σχέση

µε την Soxhlet, λόγω της αποδοτικότερης εκχύλισης.

Εκχύλιση µε µικροκύµµατα (Microwave Assisted Extraction, MAE)






H SFME είναι µια τεχνική που συνδυάζει την ακτινοβολία των µικροκυµάτων και την

ξηρή απόσταξη.

Με την τεχνική αυτή το φυτικό µέρος τοποθετείται σε δοχείο, µέσα σε φούρνο

µικροκυµάτων, χωρίς την προσθήκη νερού ή κάποιου οργανικού διαλύτη. Τα

µικροκύµατα αλληλεπιδρούν µε το εγκλωβισµένο (εσωτερικό) νερό, που υπάρχει στο

φυτό, προκαλώντας την θέρµανσή του.

Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα τη διαστολή των κυττάρων του φυτού, τη ρήξη των αδένων

των ελαιοφόρων υποδοχέων και τελικά την απελευθέρωση του αιθέριου ελαίου. Το

αιθέριο έλαιο, στη συνέχεια εξατµίζεται µαζί µε το ‘εσωτερικό’ νερό και παραλαµβάνεται

µε την βοήθεια ψυκτήρα.

Εκχύλιση µε µικροκύµµατα απουσία διαλύτη (Solvent Free Microwave Extraction, SFME)


ΠαραγωγήΠαραγωγή & & ΧηµείαΧηµεία ΑιθέριωνΑιθέριων ΕλαίωνΕλαίων –– ΒιολογικήΒιολογική ∆ράση∆ράση

Κύριες θεραπευτικές ιδιότητες των αιθερίων ελαίων

Αντισηπτικές, αντιβακτηριακές, αντιικές, αντιµυκητικές

Επουλωτικές

Αναλγητικές, αντιφλεγµονώδεις, αντιτοξικές, υπεραιµικές

Χαλαρωτικές, κατασταλτικές, αντικαταθλητπικές

Σπασµολυτικές, χωνευτικές, διουρητικές

Ανοσοδιεγερτικές, ορµονικές

Εντοµοκτόνες, απωθητικές

Αποχρεµπτικές

Αποσµητικές


Σηµαντική είναι η βιολογική δράση των αιθέριων ελαίων ως αλληλοπαθητικών

δραστικών ουσιών, απωθητικών ή ως προσελκυστικών στην φυτοπαθογόνο/φυτοφάγοαλληλεπίδραση.

Παρατηρήθηκε ότι γύρω από αρωµατικά φυτά, όπως ένα είδος φασκόµηλου

(Ελελίφασκος ο λευκόφυλλος - Salvialeucophylla Greene) και η Αρτεµισία (Αρτεµισία ηκαλιφορνική - Artemisia californica Less.) δε φύτρωναν ετήσια φυτά σε διάµετρο 90cm, ενώ σε απόσταση 2-6m η παρουσία τους ήταν περιορισµένη.

Αναστολείς της φύτρωσης στο εγγύς

περιβάλλον των φυτών (επιφάνειαεδάφους κατά τη διάρκεια θερµών

περιόδων)

Αλληλοπάθεια


Αλληλοπάθεια


Μία ακόµη δράση που έχει παρατηρηθεί αφορά στην άµυνα και στην επούλωση πληγών

σε είδη κωνοφόρων δέντρων. Σε συνδυασµό µε τις ρητίνες που εκκρίνουν τα κωνοφόρασε περίπτωση τραυµατισµού, συντελούν στην επούλωση της πληγής και εποµένως στηνπρόληψη της εισόδου σε παθογόνους παράγοντες.


Επιπλέον πτητικά µονοτερπένια που εκκρίνονται κατά τη διάρκεια φυτοφάγου

δραστηριότητας ή δραστηριότητας εντόµων λειτουργούν ως αποτρεπτικά ή αντιβιοτικά

για τα φυτά, αλλά επίσης µπορούν να δράσουν και ως οδηγός για θηρευτές (π.χ. παρασιτικές σφήκες ή και πασχαλίτσες).


Φυτά σε ακραία περιβάλλοντα συχνά πρέπει να αντεπεξέλθουν σε ακραίες θερµοκρα-σίες. Η σύνδεση µεταξύ συγκέντρωσης ισοπρενίου (τερπένιο) και θερµοαντοχής

οδήγησε στην εικασία ότι αυτά τα συστατικά αυξάνουν την αντοχή στη θερµότητα

αλληλεπιδρώντας µε τις µεµβράνες των φυτών. Μία παρόµοια δράση εικάζεται και για τιςφυσιολογικές και φαρµακολογικές λειτουργίες στον άνθρωπο. Στη γεωπονική επιστήµη

έχουν ήδη πρακτική εφαρµογή ως προαγωγοί της άνθησης, νηµατωδοκτόνα κ.α.

ΠαρεµπόδισηΠαρεµπόδιση τηςτης οκταπαµίνηςοκταπαµίνης


ΠαρεµπόδισηΠαρεµπόδιση τηςτης ακετυλοχοληνεστεράσηςακετυλοχοληνεστεράσης


ΑντιµικροβιακήΑντιµικροβιακή δράσηδράση –– ΕφαρµογέςΕφαρµογές σταστα τρόφιµατρόφιµα

ΚύµινοΚύµινο

ΣκόρδοΣκόρδο

ΠάπρικαΠάπρικα


ΑντιµικροβιακήΑντιµικροβιακή δράσηδράση –– ΤρόποςΤρόπος δράσηςδράσης ((mode of action)mode of action)


ΑντιοξειδωτικήΑντιοξειδωτική δράσηδράση –– ΤρόποςΤρόπος δράσηςδράσης ((mode of action)mode of action)


ΣυνεργισµόςΣυνεργισµός

ΑΡΩΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ...

Documents

Transcript of ΑΡΩΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ...