Fitofarmacia

(I) (II)

e agitando bene in modo da aumentare la superficie di contatto tra i due liquidi, si avrà che alcune

moli di soluto passeranno dal solvente I al solvente II. Indicando con Y le moli che sono passate,

1

[ ] [ ]

avremo che e che , quindi . Eliminando il

solvente II arricchito di soluto e ripetendo il ciclo, si ha che un ulteriore numero di moli Y viene

2

ricavata dalla formula inversa della K che per la seconda estrazione diventa e quindi

d

( ) . Generalizzando per un numero n-esimo di estrazioni avremo

( ) .

Composizione e conservazione delle droghe

I fattori artificiali che influenzano la qualità delle droghe sono la raccolta, la conservazione e le

alterazioni. Queste ultime, in particolare, possono essere dovute all’invecchiamento, agli enzimi o

spontanee. L’identificazione della pianta è fondamentale e avviene attraverso denominazione con

nome botanico e nome scientifico. Durante la sua vita, la pianta attraversa il cosiddetto tempo

balsamico, ovvero un periodo dell’anno in cui si ha la concentrazione più alta di principi attivi. Per

cui, tale periodo, risulta indicato per la raccolta della droga. Il tempo balsamico varia a seconda di

diversi fattori e, durante ciò, la percentuale di principi attivi è talmente diversa da determinare gli

effetti terapeutici e/o tossici. Per questo motivo, non basta misurare la quantità di principi attivi

ma bisogna anche conoscere quelli presenti. La variabilità del tempo balsamico dipende da fattori

endogeni ed esogeni: tra i fattori endogeni non genetici ci sono l’età e stadio di sviluppo, tra quelli

endogeni genetici ci sono la selezione, l’ibridizzazione, la mutazione e la poliploidia. Tra i fattori

esogeni ci sono i fattori ambientali, come altitudine, latitudine, suolo, clima, luce, temperatura ed

altri organismi presenti. Il tempo balsamico, e quindi la raccolta, varia a seconda della parte della

pianta che si vuole raccogliere: radici, rizomi, tuberi e bulbi si raccolgono durante il riposo

vegetativo, in tardo autunno. Le cortecce, invece, si raccolgono in primavera. Le foglie si

raccolgono prima che la pianta fiorisca, ovvero in primavera inoltrata. Le gemme si raccolgono

prima che si schiudano, a inizio primavera. Le erbe prima o durante la fioritura. I fiori si raccolgono

prima che siano completamente sbocciati. I frutti si raccolgono a completa maturazione, i semi si

raccolgono prima della caduta spontanea.

Immediatamente dopo la raccolta, bisogna utilizzare delle tecniche di conservazione, in modo da

evitare la degradazione delle sostanze interessate da parte di ossidazioni spontanee e di

microrganismi decompositori, come ad esempio i saprofiti. Queste degradazioni sono causate

dell’acqua ancora presente nei tessuti e sono accelerate da umidità e calore. È importante

prevenirne la comparsa in quanto si ha la formazione di sostanze non presenti naturalmente nella

pianta che possono avere effetti tossici sull’uomo, nonché la presenta di tossine batteriche. Per

ridurre al minimo la degradazione bisogna seguire alcune regole: l’essicazione deve avvenire il

prima possibile dopo la raccolta e, possibilmente, la coltura non deve essere irrigata la settimana

prima della raccolta (in modo da ridurre il contenuto di acqua). La raccolta va fatta evitando di

rovinare la pianta e, quindi, durante la lavorazione, vanno evitati i processi violenti. Le droghe

vengono, nella maggior parte dei casi, essiccate in modo da non essere costretti a doverle

utilizzare in tempi brevi. Durante questa fase, si cerca di eliminare la maggiore quantità di acqua,

evitando però l’alterazione delle sostanze presenti. Le piante contenenti molta acqua vengono

ridotte in trucioli, in modo da avere un’eliminazione di acqua più veloce. Il processo viene svolto

ponendo la droga su strati sottili e in ambienti ventilati in modo da favorire l’allontanamento

dell’acqua, inoltre per evitare la degradazione dei componenti da parte dei raggi solari, si

preferisce svolgerlo all’ombra. A livello industriale si utilizzano dei forni ventilati.

Le tecniche di estrazione

Dopo l’essiccamento, è necessario porre la sostanza essiccata in un luogo asciutto e coperto, in

modo da allontanare eventuali sostanze indesiderate e da avere i principi attivi in una forma più

facile da utilizzare. I modi per preparare una droga sono la distillazione con acqua, la distillazione

con alcol, la polverizzazione e l’estrazione solido-liquido. Le estrazioni solido-liquido si basano sul

fatto che immergendo un miscuglio solido in un liquido, il liquido inizierà ad arricchirsi di sostanze

chimicamente affini, secondo la legge del simile scioglie simile. Inoltre, per diminuire il tempo di

estrazione, si tende ad aumentare la temperatura del liquido e/o ad aumentare la superficie del

solido polverizzandolo.

I processi estrattivi utilizzati sono i seguenti: macerazione, infusione, decozione, spremitura,

percolazione, distillazione con acqua, estrazione Soxhlet, estrazione ad ultrasuoni, estrazione

con CO supercritica, estrazione con ASE, naviglio estrattore o estrattore rapido solido-liquido

2

dinamico ed enfleurage.

Macerazione : è la tecnica più semplice ed economica; per questo motivo è molto diffusa. Viene

condotta a temperatura ambiente, per cui non si ha alterazione di sostanze termodegradabili.

Tuttavia ciò comporta un allungamento del tempo di estrazione che rende il processo impossibile

da applicare ai vegetali in acqua in quanto si andrebbe incontro a putrefazione. Visto che questa

tecnica si basa sulla diffusione, per evitare la soprassaturazione del liquido estraente nelle

immediate vicinanze del solido (con inevitabile allungamento del processo), è necessario

periodicamente agitare il sistema.

Infusione

: in questo processo la droga viene sminuzzata e pestata, successivamente viene messa

in un recipiente dove si versa dell’acqua bollente, la si lascia riposare dai 5 ai 20 minuti e, infine, si

filtra con un colino avendo cura di spremere i residui vegetali.

Decozione : la droga viene sminuzzata e pestata, facendo macerare per qualche ora in acqua a

temperatura ambiente. In secondo luogo, si fa bollire per 10-20 minuti, infine si filtra con un colino

e si spremono i residui vegetali.

Spremitura

: questo processo è utilizzato per droghe da essenza che contengono gli oli essenziali

nelle cellule superficiali, i quali verrebbero degradati da un’estrazione a caldo. La scorza, o

epicarpo, viene messa in dei sacchetti composti da un materiale fibroso e, in seguito, pressata in

dei torchi i quali causando elevate pressioni porteranno alla rottura delle cellule oleifere,

consentendo l’uscita degli oli essenziali che verranno, poi, filtrati.

Percolazione : la droga viene messa in dei cilindri di acciaio capaci di contenere svariate

tonnellate di materiale e che costituiscono una colonna percolatrice dove viene fatto passare il

liquido estraente. Il liquido viene fatto ricircolare più e più volte in modo da aumentare la resa.

Inoltre è possibile aumentare la temperatura per avere una maggiore efficienza estrattiva facendo,

però, attenzione a non degradare alcune sostanze contenute.

L’efficienza non è particolarmente alta, ma essendo un processo molto veloce, e visto che si

impiegano tonnellate di droga, consente di ottenere grandi quantità di estratto in poco tempo.

Distillazione con acqua : si utilizza per estrarre dei principi attivi volatili che si degraderebbero

con una normale distillazione. In altre parole, queste sostanze si degradano prima del loro punto

di ebollizione e, per questo, si utilizza il miscuglio acqua-principio attivo che ha un punto di

ebollizione minore del principio attivo puro. Il vapore viene fatto passare attraverso la droga

contenuta in un recipiente chiuso in modo da favorire l’estrazione ed ottenere una miscela

gassosa di vapore e componenti volatili dell’olio. Questo viene, poi, fatto passare in un

condensatore, in modo da diventare liquido e, quindi, separando le sostanze essenziali (idrolati)

che si stratificano tra olio e acqua.

L’estrazione in corrente di vapore viene svolta con droghe fresche, poiché, altrimenti, si possono

verificare fermentazioni a danno delle sostanze essenziali. Nella maggior parte dei casi, gli oli

essenziali sono contenuti in dei canali, per cui è necessario pestare la droga in modo da farli

fuoriuscire per aumentare l’estrazione. In particolare, nel caso in cui l’olio essenziale sia contenuto

nei peli ghiandolari superficiali, si hanno rese maggiori mantenendo integra la droga.

Estrattore Soxhlet : è utilizzato per estrarre sostanze poco volatili come resine e oli pesanti. È

composto da un pallone contenente il solvente che viene riscaldato, quindi i vapori del solvente

riscaldato risalgono una conduttura di baypass e arrivano al condensatore dove ritornano in forma

liquida e ricadono dritti non passando dalla conduttura di baypass. Si arriva, quindi, ad un ditale

poroso dove è posta la droga e dove avviene l’estrazione. Man mano che il solvente ricade, il

livello di liquido si alza finché non arriva al livello massimo imposto da un sifone che si trova allo

stesso punto del ditale. Si ha così la caduta del solvente arricchito di soluto nel pallone di partenza.

È da notare che questo metodo è più efficiente della decozione e dell’infusione perché ogni volta

la droga viene a contatto con solvente puro, dal momento che il soluto non evapora, mantenendo,

anche dopo molti cicli, la propria capacità estrattiva.

Estrazione ad ultrasuoni : in un liquido esposto ad ultrasuoni si generano delle piccole bolle

causate dalla pressione negativa dovuta alle onde sonore (cavitazione). Quando queste bolle si

formano in una porzione di liquido che era penetrata dentro le cellule essenziali della droga, si ha

la rottura della stessa. Inoltre, si denota un leggero riscaldamento, portando ad una estrazione per

diffusione.

Estrazione con CO supercritica : secondo il diagramma di stato della CO , oltre i 37,7 °C e 68

2 2

atm, la CO si trova nella fase supercritica, ovvero nel punto in cui non si ha la distinzione tra fase

2

liquida e fase gassosa. La CO supercritica si produce comprimendo il gas mediante una pompa

2

facendolo poi passare in un riscaldatore. Dal momento che la CO è una molecola apolare, è un

2

buon solvente per le molecola apolari. Pertanto, questo processo è molto utilizzato perché ha una

buona capacità estrattiva, è inodore, non è tossico, non danneggia l’ambiente, ha una

temperatura molto vicina a quella ambiente (quindi non si ha il degrado delle molecole

termosensibili), è poco costosa, non è a rischio esplosione, il processo di allontanamento della CO 2

avviene facilmente e, infine, si può recuperare lo stesso gas e utilizzarlo nuovamente.