Laboratorio biologia vegetale applicata - parte Cinzia Maria Bertea

Fitoalessine e Tannini

Le fitoalessine sono particolari molecole che vengono prodotte de novo in seguito ad un attacco di organismi, come ad esempio la Medicarpina nell'erba medica e la gliceollina nella soia. Tra gli isoflavonoidi delle leguminose, la gliceollina presenta un anello aggiuntivo C5 che deriva dalla via dei terpeni, ossia una via metabolica intermedia tra i terpeni e i flavonoidi.

I tannini, invece, sono polimeri di composti fenolici, sia semplici che complessi. Nelle piante si trovano due tipi di tannini:

• Tannini idrolizzabili: sono metaboliti di poliolo ai quali vengono legate una o più molecole di acido gallico, derivato dall'acido benzoico. L'acido gallico è una molecola con tre gruppi idrossili legati all'anello aromatico e può legarsi anche ossidativamente ad un altro acido gallico che può essere ulteriormente idrolizzato.
• Tannini condensati: sono polimeri costituiti da flavonoidi proantocianidine e svolgono un ruolo nel sorgo rosso.

Insolubili e costituiscono strutture molto complesse e particolari. Sono composti in grado di complessare carboidrati e proteine, quindi, sono stati usati nell'industria della concia e delle pelli. Possono essere usati per acconciare le pelli tramite i seguenti legami:

• Legame H tra tannini e proteine (OH e H2N)
• Legami covalenti con proteina dopo ossidazione, ossia il tannino si trova in forma di fenolo e interviene la polifenolo-ossidasi e trasforma il tannino da forma fenolica a chetonica (deprotonando) e va a legarsi alle proteine tramite legame covalente, ciò porta ad un imbrunimento e tipo le mele che se tagliate ossidano i fenoli i quali diventano chinoni e quindi molto più scuri.

Quindi funzione di allelochimici che possono appartenere a più categorie: interazioni UV flavonoidi, sempre flavonoidi meccanismo di difesa dalle foglie che imbrunisce il margine di taglio, intervengono le molecole di metabolismo secondario durante l'attacco dei patogeni come

acido salicilico che metilato volatilizza (sempre flavonoidi),interazione con insetti anche terpenoidi prodotti a seguito di attacco di insetti. Inalcuni casi possono anche andare a sopprime quelli che sono alcuni processi comegerminazione di semi e crescita di radici e germogli (risposte allelopatiche). Moltemolecole emesse dalle piante possono essere trasportate all'interno di altre piante chea loro volta possono dare risposte allelopatiche.Alcune molecole importanti per industrie alimentari (maggior parte composti fenolici):- Caffeina (alcaloide) e composti fenolici come acidi clorogenici presentesoprattutto nel caffe verde ed è un importante anti ossidante presente anche inlattughe- Cannella cinnamaladeide- Ginger ricco di gingeroli antiossidanti- Peperoncini e peperoni contengono piperina alcaloide che dal gusto piccanteinsieme alla capsaicina- The verde ricco di epicatechine flavonoidi usati come antiossidanti- Chiudi di garofano cavicolo ed eugenolo- Meristicina enoce moscata contengono safrolo- Vaniglia in realtà (aroma) si ricava di un'orchidea, l'aroma è dato dalla vanillina che è uno dei composti maggiormente utilizzati, viene usata anche come eccipiente per medicinali e anche per altre tipologie come cosmesi e prodotti per la casa che vengono aromatizzati. L'uomo usa questi composti come anti ossidanti per combattere l'invecchiamento (radicali liberi) le specie reattive dell'ossigeno bloccano le normale reazioni biochimiche, gli anti ossidanti si oppongono mitigandone gli effetti. Molti metaboliti secondari hanno anche questo effetto importante. ESERCITAZIONI DISTILLAZIONE DELL'OLIO ESSENZIALE IN CORRENTE DI VAPORE Questo metodo fa parte dei vari procedimenti per estrazione di olio essenziale dalle piante aromatiche e prevede una fonte di calore che fa sì che gli oli essenziali (volatili) siano estratti in modo efficiente e in tempi piuttosto brevi. Il processo di distillazione permette la

La separazione di composti aromatici avviene sfruttando la loro volatilità e viene eseguita in corrente di vapore. Durante questo processo, il vapore trascina con sé tutte le componenti volatili. Gli oli essenziali sono miscele complesse di molecole di diversa natura, ma sono soprattutto ricchi di monoterpeni (molecole volatili a 10 atomi di carbonio) che sono responsabili del profumo caratteristico delle piante mediterranee. Basta una leggera azione per liberarli in atmosfera. Questi oli vengono raccolti sotto forma di olio.

Di solito si utilizzano le piante aromatiche fresche, tagliate e immediatamente distillate, come ad esempio la menta e la camomilla. Questo perché lasciare le piante tagliate può portare alla degradazione, alla formazione di muffe e all'attacco da parte di microrganismi. Inoltre, anche l'umidità può degradare i componenti aromatici.

Nell'esercitazione che stiamo svolgendo, utilizziamo fiori essiccati di lavanda. Questi fiori vengono essiccati con i dovuti accorgimenti per evitare che vengano rovinati da microrganismi e per prevenire processi di fermentazione. I fiori di lavanda essiccati emanano un profumo molto intenso.

Perché possiedono grosse quantità di olio essenziale. Visualizzabile facilmente. Gli oli essenziali che si ottengono con la distillazione non sono sempre identici a quelli di partenza (a fresco) questo perché applicando una fonte di calore posso portare a reazioni secondarie come ciclizzazione, perossidazione, polimerizzazione e ossidazione. Pertanto, negli oli essenziali ottenuti per distillazione vi sono molecole che non dovrebbero esserci. Queste molecole che deprezzano il valore dell'olio si associano alla distillazione un processo di rettifica dell'olio stesso, filtrando la miscela per ottenere un olio pregiato e facilmente commerciabile.

Materiali:

• Apparato di distillazione in vetro, in quanto io applico il calore e devo essere sicura che il materiale non sia degradabile, le grandi aziende utilizzano alambicchi di metallo come Cu, consiste in diversi tubi, condensatore di vetro ecc.
• Fonte di calore: becco Bunsen o mantello riscaldante, il secondo è

più utilizzatoe avvolge in maniera omogena il pallone dove viene messo il materiale dadistillare. Con il primo posso avere anche dei problemi di “cottura” delmateriale, posso provocare reazioni indesiderate.

- Fiori di lavanda essiccati o anche foglie di rosmarino o menta. Ma con i fiori dilavanda ne viene di più

- Acqua distillata, il materiale che si mette nel pallone è acqua non troppa emateriale essiccato, a quel punto si potrà avviare il processo dando il via allafonte di calore.

Procedimento

- Inserire il materiale da distillare nel pallone, non si riempie fino al collo ma finoa metà (f)

- Si aggiunge acqua distillata in modo da coprire il materiale

- Avvio fonte di calore (g)

- Acqua inizia a bollire e passerà attraverso i vari tubi di vetro, il tubo di vetro ècollegato ad una parte dell’apparato di distillazione, la camera vera e propriadove viene raccolto il vero e proprio olio essenziale, sopra abbiamo

Il condensatore (a) è un tubo di vetro con una camicia esterna che viene raffreddata con acqua fredda, quindi il vapore arriverà a condensare, trovando una temperatura più bassa e diverrà di nuovo liquido ricadendo nel collettore b.

Liquido lattiginoso consiste di vapore condensato e olio. Giallo lattiginoso olio sta sopra e acqua sta sotto.

Questa reazione deve proseguire per 1h o avremo problemi di cottura dell'olio. L'olio essenziale giallo verrà prelevato con una pipetta Pasteur di vetro e verrà successivamente analizzato.

Nel tubo C si concentra tutta l'acqua di ricaduta dal collettore e condensatore, ad un certo punto il rubinetto (h) sarà chiuso e a quel punto l'acqua si accumula e sale sul tubo d ricadendo nel pallone, quindi ho un ricircolo dell'acqua. La parte acquosa del risultato è preponderante. È un processo continuo, volendo l'olio essenziale si può anche ottenere aprendo il

rubinetto ma è più facile prelevarlo da sopra. ESTRAZIONE DEGLI OLI ESSENZIALI A FREDDO CON SOLVENTE ORGANICO I oli essenziali sono miscele complesse volatili (terpenoidi) ma vi troviamo anche fenoli. Vengono prodotti da strutture specializzate delle piante come i tricomi ghiandolari delle foglie, canali resiniferi e latticiferi di alcune tipologie di piante e tricomi degli agrumi. Estrazione a partire da piante aromatiche (rosmarino, salvia, lavanda, maggiorana, basilico, timo che fanno parte delle labiacee). Vengono ampiamente utilizzate dall'uomo per aromatizzare i cibi e contengono diverse sostanze importanti negli oli essenziali, i quali vengono prodotti dai tricomi ghiandolari o peltati (costituito da una cavità sub cuticolare dove l'olio viene stoccato e viene prodotto dalle cellule secretorie che sono connesse all'epidermide da una cellula stelo che a sua volta è ancorata a una cellula basale dell'epidermide. La cuticola

Il testo racchiude gli oli essenziali e quando si rompe vengono rilasciati in atmosfera, questi oli essenziali contribuiscono al tipico odore della macchia mediterranea. Le cuticole si rompono in seguito ad avversione climatiche, ma anche per azione animale. È sufficiente strofinarle per sentire il profumo (tipo basilico). Quello che è importante è che gli oli essenziali sono prodotti da fiori e foglie, molti fiori delle labiate sono profumati. I tricomi ghiandolari si trovano per lo più sulla superficie abassiale delle foglie (ossia in basso) in quanto se fossero esposti più in alto potrebbero essere distrutti molto più facilmente, si trovano dunque sulla lamina inferiore.

Materiale per estrarre oli essenziali da foglie di piante aromatiche:

• Con pestello e mortaio rompiamo i tricomi ghiandolari per liberare gli oli essenziali

Gli oli essenziali sono sostanze lipofile o lievemente idrofile pertanto è bene usare

perla loro estrazione dei solventi organici- Etanolo assoluto: caratteristiche sia ipofile che idrofile CH3-CH2-OH, i liquorispesso e volentieri sono idro alcolici formati da acqua ed etanolo. Etanolo usatoper estrarre componenti idrofile e lipofile.Procedimento- Polverizzare il materiale ( piante aromatiche) con mortaio e pestello, le piantehanno cellule rivestite da parete pertanto sono un materiale resistente, habisogno di metodi drastici.- Per frantumarlo bene si usa anche della sabbia di quarzo in un mortaio diporcellana, cosi le foglie si frantumano meglio anche per via dell'attrito.- Poi si aggiunge etanolo assoluto (1:10 p/v) , prima di frantumare, si usa questoperché permette l'estrazione di parte lipofila e parte idrofila. 1 g di materiale 10ml di etanolo. Se ne aggiungessi troppo avrei dei problemi di diluizione estrema,troppo poco non riesco ad estrarre.- Un