Compusi Organici din Melissa Officinalis
Cuprins
Introducere
1. Date generale………………………………………………………….…… pag 3
2. Compoziția chimică a uleiurilor esențiale….………….…….…………… pag 6
2.1 Terpeni și terpenoide……………………………..……………………pag 9
2.2 Taninurile………………………………………………………………pag 12
2.3 Glucidele……….………………………………………………………pag 13
2.4 Mucilagii vegetale……….……………………………………………..pag 13
2.5 Steroli…….……………………………………………………………pag 14
2.6 Acizi…….……….…………………………………………………….pag 14
2.7 Agliconi și glicozidele flavonice………………………………………pag 16
3. Principii active din planta Melissa officinalis………………………………………..pag 18
4. Metode de extracții………………………………………………………………………………pag 23
4.1 Distilarea…………………………………………………………………………………….pag 23
4.2 Antrenarea cu vapori de apă………………………………………………………….pag 23
4.2.1 Antrenarea la foc direct…………………………………………………………..pag 24
4.2.2 Antrenarea în curent de vapori………………………………………………….pag 25
4.2.3 Antrenarea cu aburi sub presiune………………………………………………pag 25
4.2.4 Antrenarea la presiune redusă………………………………..……………pag 26
4.3 Extracția………………………………………………………………………………………pag 27
4.3.1 Extracția cu solvenți………………………………………………………………..pag 28
4.4 Extracția cu fluide supercritice………….………………..…………….pag 30
4.5 Hidrodistilarea……………………………………………………………………………..pag 37
4.6 Extracția cu microunde………………………………………………….pag 41
4.7 HPLC…………………………………………………………………………………………pag 42
5. Proprietăți oxidative……………………………………………………………………………..pag 47
6. Parte experimentală………………………………………………………………………………pag 52
6.1 Antrenarea cu vapori a Melissei officinalis…………………………….pag 52
6.2 Hidrodistilarea Melissei oficinalis……..……………………………….pag 53
6.3 Extracția uleiului esențial cu fuide supercritice…………………………pag 55
6.4 Analiza extractului FTIR……………………………………………….pag 56
6.5 Utilizările extractului în cosmetică……………………………………..pag 60
6.5.1 Utilizări în parfumurie al uleiului volatil………………..….……….pag 60
6.5.2 Utilizări în săpunerie al uleiului volatil…………………..….……..pag 61
Concluzii…………………………………………………………………………pag 64
Bibliografie……………………………………………………………………….pag 65
Introducere
În lucrarea ,,Compuși organici din Melissa officinalis“ sunt prezentate principiile active din Melissa officinalis (denumirea populară fiind roinița), metodele folosite pentru extracția uleiului esențial, dar și identificarea componenților prezenți în uleiul esențial.
Obiectivele lucrării au fost de a extrage uleiul esențial de roiniță, au fost efectuarea analize calitative asupra uleiul și utilizarea lui în obținerea săpunului.
Lucrarea este structurată în șase capitole.
În primul capitol sunt prezentate date generale despre roiniță, aceasta crescând doar în anumite zone care îi oferă un mediu de viață prielnic pentru a se putea dezvolta. Uleiul volatil al plantei poate fi folosit în diferite industrii, cum ar fi industria alimentară, industria farmaceutică, dar și în cosmetică.
Al doilea capital prezintă compoziția chimică a uleiului esențial. Se observă că cea mai mare cantitate de ulei se obține înainte de înflorire. Compușii uleiului esențial din frunze au fost împărțiți în două grupuri principale: monoterpene (80%) și sesquiterpene (20%). Clasele de componeți care se găsesc în uleiul esențial sunt următoarele: terpeni și terpenoide, taninuri, glucide, mucilagiile vegetale, steroli, acizi grași, agliconi și glicozidele flavonice.
Următorul capitol se referă la principiile active ale plantei, acestea au un scop bine definit: efectul terapeutic. Proprietăți principale ale principiilor active sunt: acțiune hemostatică, corectarea gustului neplăcut al unor medicamente, acțiune laxativă, acțiune electivă asupra inimii, acțiune emetică, acțiune expectorantă, mărirea poftei de mâncare.
În capitolul următor sunt prezentate diferite metode de extracție a uleiurilor esențiale. Fiecare metodă are o scurtă prezentare și modul de aplicare, aparatura și sticlăria de laborator sunt de asemenea prezentate.
Capitolul cinci prezintă proprietățiile oxidative ale roiniței. Utilizările științifice raportate sunt: antioxidant, sedativ, antiinflamator, hepatoprotector, digestiv, anti-bacterian, antifungic, antiviral, antihistaminic, antikinetic, anxiolitic și eficace în controlul luminii pentru cazurile ușoare de Alzheimer. A fost demonstrată activitatea inhibitorie împotriva virusului herpes simplex tip 1 (HSV-1) și virusul herpes simplex tip 2 (HSV-2), a fost testat in vitro pe celule de rinichi de maimuță utilizând un test de reducere a celulelor infectate.
În ultimul capitol este prezentată partea experimentală. Uleiul esențial a fost extras cu ajutorul a trei metode de extracție, acestea sunt: antrenarea cu vapori, extracția cu microunde și extracția cu solvent supercritic. Au mai fost realizate analize calitative pentru uleiul esențial de roiniță extras din frunzele proaspete, iar apoi utilizarea uleiului pentru obținerea săpunului.
Melissa Officinalis L.
Melissa officinalis – roință
1. Date generale
1.1 Istoric
Roinița. Lemon balm sau Melissa officinalis (figura 1.1.) este una dintre cele mai vechi plante medicinale care se cultivă pe suprafețe reduse încă din antichitate.
Planta are un miros plăcut, crește prin păduri, în tufișuri și locuri pietroase, mai ales în zonele din sudul țării. În prezent se cultivă prin grădini și în cultură mare pentru prepararea ceaiurilor, iar în unele locuri ca plantă meliferă.
Planta în afara calităților medicale este o sursă importantă de ulei volatil mult întrebuințat în diferite industrii: cosmetică, alimentară și farmaceutică [1].
Figura 1.1. Melissa officinalis
1.2 Descrierea botanică
Melissa officinalis este o plantă perenă stufoasă, ierboasă din familia Labiaceae, prezintă un miros plăcut, aromatic asemănător cu cel de lămâie, care dispare după o păstrare mai îndelungată.
Întregul sistem radicular se compune din numeroase rădăcini adventive fibroase care pornesc de pe rizomul subteran. Rizomul este lung de circa 25-30 cm, colorat în brun-gălbui, lignificat. Pe rizom se formează stoloni ascendenți care dau naștere la tulpini.
Tulpina ierboasă are o înălțime de 60-120 cm și grosime de 3-5 mm, largă la bază și păroasă în partea superioară. Pe același rizom apar mai multe tulpini formând o tufă compactă.
Frunzele sunt opuse și au un pețiol lung de 2-4 cm. Limbul frunzei este lung de 3-6 cm și lat de 2-5cm, are o formă ovală, cu vârful obtuz și marginile crenat-serate. Frunzele sunt acoperite cu peri și glande oleifere tipice labiatelor, în special pe nervuri.
Florile, scurt pedicelate, sunt grupate câte 10-20 în verticile așezate la noduri, sub bractee. Floarea are caliciul păros, lung de 6-8 mm, pe care se observă 13 nervuri proeminente, labiul superior terminat prin 3 dinți scurți și lați, iar cel inferior cu 2 dinți aristați. Corola cu lungimea de 8-12 mm, este alb-gălbuie, albă sau liliachie, cu labiul superior convex, emarginat și labiul inferior trilobat. Staminele sunt în număr de 4 și sunt arcuite, 2 stamine inferioare sunt lungi de 3-4 mm și 2 stamine superioare inferioare mici de 1-1,5 mm. Ovarul superior este așezat pe o glandă oleiferă. Înflorește în lunile iunie-iulie-august.
Fructele sunt nucule, colorate în brun lucitor și la bază o pată albă, grupate câte 4 în caliciul persistent, au lungimea de 1,5-2 mm și lățimea de 0,7-1 mm, sunt alungit ovate, slab trimuchiate. Greutatea a 1000 de semințe variază între 0,52 și 0,68 g [2].
1.3 Particularități biologice
Roinița este o specie iubitoare de căldură și lumină. Solul influențează calitatea și producția, planta preferând terenuri nivelate, permeabile și afânate, dar prezintă un sistem radicular puternic dezvoltat fiind rezistentă la secetă. Substanțele nutritive joacă un rol deosebit în realizarea cantității și calității producției de Melissa officinalis. Timpul noroios influențează negativ creșterea plantei și acumularea uleiului volatil. Iarna rezistă bine la temperaturi scăzute de minus 20-250C, dacă este acoperită cu zăpadă. La temperaturi mai scăzute și repetate suferă și sub zăpadă, în special tufele bătrâne.
Plantele pot crește rapid la temperatura de la 150C la 350C și necesită 500-600 mm precipitații distribuite pe toată suprafața de pământ, în caz contrar ar trebui să fie irigate.
1.4 Răspândire
Melissa officinalis este o specie mediteraneană care crește mai ales în părțile sudice ale Europei, vestul Asiei și nordul Africii, prin locuri uscate, în păduri de stejar, în tufărișuri și locuri pietroase. Se recomandă cultivarea plantei în zona viței de vie. În țara noastră planta se găsește în flora spontană din zonele sudice și vestice, unde crește masiv pe locuri calcaroase, luminișurile pădurilor de stejar.
În grădinile tărănești înmulțirea se face prin semințe sau prin împărțirea tufelor bătrâne, când plantația se rărește și nu mai este rentabilă. Îngrijirea plantației contă în menținerea ei curată, fără buruieni și cu solul afânat. După fiecare recoltare solul se prășește și se îngrasă toamna sau primăvara.
1.5 Recoltarea
Încă din timpul înfloririi se aleg cele mai vigurease tufe, cu frunze cât mai mari. Întrucât semințele se maturizează neuniform, recoltarea lor trebuie făcută pe măsura coacerii, se mai poate recolta și prin treierat, semințele trecându-se printr-un frecător și se curăța prin vânturarea și sitare. Pentru a obține un produs de calitate se recoltează manual frunzele și vârfurile, înainte de începerea îngălbenirii, această operație se poate realiza de două ori pe an în decursul verii, pe vreme uscată însorită.
Herba sau vârfurile, frunzele se mai pot recolta prin cosit sau secerat. Frunzele se recoltează pe timp călduros și umezeală suficientă de 2-3 ori pe vară, herba se recoltează la începutul înfloririi, iar vârfurilese recoltează la înflorire de două ori pe an. La recoltarea frunzelor se acordă o mare atenție: materialul nu va fi apăsat, strivit sau ținut mult timp în grămezi, deoarece se încălzește foarte repede și se înnegrește. Este bine ca depozitul să fie prin apropiere, iar materialul să fie dus cât mai repede cu coșul în care a fost recoltat. Uscarea se va face repede. Primele frunze recolte din lunile iunie și august se pot usca întinse în straturi subțiri în camere bine încălzite. Ultima recoltă din luna septembrie nu mai are însă condiții bune de uscare pe cale naturală. În uscătoriile încălzite, temperatura va fi la început de 200C după care se va ridica până la 300C, spre sfârșitul uscării temperatura trebuie din nou scăzută.
Dacă cultura este destinată producerii de ulei esențial, este mai bine să se distile herba sau vârfurile în stare prospătă [3].
1.6 Acțiune farmacodinamică
Extractele au acțiune calmantă, antimicrobiană, antihistaminică și de reducere a presiunii sanguine. Conținutul în polifenoli al extractelor favorizează tratarea herpesului, gutei și întepăturilor de insecte. Se utilizează de asemenea pentru inhibarea activității hormonilor tiroidieni.
Uleiul volatil care conține citral și citronelool au acțiune calmantă asupra sistemului nervos central și antispasmatică, în general uleiul volatil are proprietăți digestive, carminative, coleretice, reglează digestia stomacului, tonice, sedative.
1.7 Indicații terapeutice și utilizări
În medicina populară uleiul volatil se recomandă în boli de ficat, astm, anemie, balonări, indigestie, înțepături de albine, viespi, slăbirea memoriei, boli de plămâni, maladia Parkinson, amețeli.
1.8 Produse
sub forma de ceai (infuzie) în tratarea: cancerului de tiroida, reumatismului (acțiune antiinflamatoare articulară), boli digestive (colon iritabil, colon spastic și enterită), litiazei biliare, herpesului de tip I și II;
se utilizează sub formă de tinctură în tratarea: problemelor sistemului nervos (pe termen lung contra bolii Alzheimer), depresiei, anorexiei psihice;
tablete – utilizate în stări de hiperexcitabilitate nervoasă;
intră în compoziția ceaiurilor laxative și anticolitice, efect sedativ, calmează palpitațiile pe fond nervos, tulburările nervoase, durerile de cap, indispozițiile, insomniile si alte neurastenii.
2. Compoziția chimică a uleiurilor esențiale
Principalii componenți chimici identificați sunt: uleiurile volatile (până la 0,15 % substanță proaspătă). Componenții uleiului volatil depind de locul din care a fost recoltată planta:
-Melissa provenită din Finlanda conține o proporție mai mare de carvonă (15,70 %) și de cariofilen oxid (7,70 %); o alta proveniță din aceeași țară a avut un conținut mai mare de cariofilen oxid (12,30%), metil-chavicol (6,30 %) și anetol (6,10 %),
-Melissa provenită din Spania a avut un conținut mai mare de geraniol (45,00 %) și nerol (35,00%),
-Melissa provenită din Germania are un conținut mai mare de citronelal (36,20 %), germacren D (13,50 %) și β-cariofilen (10,90 %).
Alți compuși sunt: taninurile (3 – 6 % catechina), glucidele (zaharoza, planteoza), mucilagiile (12%), rezinele, sterolii (β-sitosterol, campesterol), triterpenele (acid ursolic, acid oleanolic), acizii polifenolcarboxilici si derivații (acid cafeic, acid clorogenic, acid protocatechic, acidul rozmarinic), agliconii și glicozidele flavonice (quercetina, ramnocitrina, apigenin-7-glucozida, kempferol, luteolina, luteolin-7-glucozida, ramnazina și cinarozida) [web 1].
Uleiurile volatile sunt denumite și eterice sau esențiale, deoarece au fost considerate ca fiind răspunzătoare de mirosul și gustul produselor vegetale. Uleiurile volatile diferă prin compoziție, cât si prin proprietăți de uleiurile grase. Ueiurile volatile sunt amestecuri complexe de diferiți compuși chimici în stare solidă sau lichidă, dizolvați unul în altul, fomând soluții omogene. În plantele tinere se găsesc uleiuri volatile bogate în hidrocarburi terpeice și compuși cu legătură mai simplă, organele de reproducere conțin uleiuri mai bogate și compuși oxigenați. Izolarea uleiurilor eterice constă în distilarea plantelor sau părților din plante cu vapori de apă [4].
În familia Lamiaceae, uleiurile esențiale sunt produse, în principal, în structurile de secretație cunoscute sub numele de trachoma glandulară, din care există două tipuri principale: peltate și capitate. În acest sens Melissa officinalis nu este o excepție [5].
Cantitatea de uleiuri esențiale fabricate sunt direct conectate cu numărul și fiziologia structurilor de secreție. În Melissa officinalis, glandele peltate sunt foarte slab distribuite pe frunză, mai ales odată ce frunzele au crescut la 4 mm în dimensiune, modelul glandular este pe deplin dezvoltat și numărul de gande peltate nu mai crește. Acest lucru poate fi un motiv fiziologic pentru randamentul scăzut de ulei volatil.
Uleiul esențial obținut din florile proaspete sau uscate, frunze și ramurile acestei plante prin distilare cu vapori de apă sau extracție chimică, este caracteristic unui miros ascuțit, proaspăt de lămâie, iar culoarea galben deschis.
Uleiul esențial de roiniță (M. officinalis subsp. oficinalis și M. officinalis subsp. inodora) poate fi utilizat ca antioxidant și are o mare capacitate antimicrobiană. Acesta mai poate fi folosit ca un agent antitumoral, un potențial remediu pentru cancer sau de prevenire a lui. De asemenea poate fi utilizat ca un agent antivirus și antiherpes. Uleiurile esențiale au o utilizare largă și variată în multe industrii, cum ar fi cosmetică și parfumurie, băuturi și înghețată, produse de patiserie și produse alimentare pentru parfumarea și aromarea produselor finite.
Uleiurile esențiale sunt amestecuri de compuși naturali, la concentrații destul de diferite. Uleiurile esențiale sunt formate din trei elemente aproape exclusive: carbon, hidrogen și oxigen. De departe cea mai frecventă clasă de componenți sunt terpenele. Terpenele sunt realizate din combinarea mai multor unități de 5-carbon-bază numite izopren. Terpenele pot forma blocuri prin unirea unităților de izopren pentru a forma monoterpene, sesquiterpene, diterpene și secvențe mai mari. Factorii care determină compoziția și randamentul uleiului esențial obținut sunt numeroași. Uneori este dificil de a separa acești factori unul de altul, deoarece mulți sunt interdependenți și se influențează reciproc unul pe altul. Aceste variabile pot include variațiile sezoniere și maturitatea, originea geografică, variație genetică, etapele de creștere, o parte din echipamentele utilizate, recoltarea, uscarea și depozitarea [6].
În tabel 2.1.sunt prezentate date despre componenții esențiali ai Melissei officinalis din frunze în diferite stadii de creștere.
Tabel 2.1. Componenții esențiali
ai Melissei officinalis din frunze, în diferite stadii
Uleiul esențial obținut din frunze înaintea stadiului de înflorire conține 37 de compuși, dintre acești compuși avem: decadienal (29,38%) și genariol (25,3%), alte componente prezente cu conținut apreciabil au fost: cariofilen oxid (8,75% ), acetat genaril (5,41%), geranil (3,15%), cariofilen E (2,17%), carvacrol (2,04%) și linalool (0,1%).
Uleiul esențial obținut din frunze pe timpul înfloririi au fost identificați 36 de compuși. Compușii majori sunt: decadienal (28,04%) și genariol (24,97%), alți compuși sunt: cariofilen oxid (7,55%), cariofilen E (4,65%), geranil (3,15%), carvacrol(2,75%), acetat genaril (2,53%), acetat neril (2,31%) și linalool (0,2%).
Uleiul esențial obținut din frunze după stadiul de înflorire au fost identificați 16 componenți. Componenții majori au fost carvacrol (37,62%) și metil citronelalul (32,34%), alți compuși au fost de acetat de geranil (5,82%), cariofilen (5,50%), geraniol (4,58%), heptan (3,35%), și linalool (0,72%) .
Cel mai mare conținut de ulei esențial a fost obținut înainte de înflorire și cea mai mică cantitate a fost obținută după înflorirea Melissei officinalis. Uleiul esențial, din frunzele plantei a fost în scădere după stadiului de înflorire.
Compușii uleiului esențial din frunze au fost împărțiți în două grupuri principale: monoterpene și sesquiterpene.Monoterpenele au dovedit a fi grupul principal de compuși. Monoterpenele au reprezentat 80 %, iar sesquiterpenele la 20% din volum de ulei obținut din frunze. Uleiurile esențiale din frunze, înainte de înflorire și la stadiului de înflorire, au fost bogate în monoterpene. În monoterpene, componenții monoterpenici oxigenați au fost cei mai mulți înainte de înflorire, în raport cu stadiul de înflorire.
Figura 2.1. Compoziția monoterpenelor în uleiul esențial de Melissa officinalis din frunze
în diferite stadii de creștere ale plantei
În compoziția uleiului volatil din frunzele Melissei officinalis, au fost găsiți componenți în diferite stadii de creștere ce au fost prezentati în tabelul 2.1. În total, 11 componenți din uleiul esențial au fost observați în cele trei etape de creștere ale plantei (înainte de înflorire, înflorire și după înflorire). Componenta majoră găsită în uleiul din frunzele în cele trei etape a fost geraniol, conținutul acestui component având concentrații diferite: 25,03% (înainte de înflorire), 27,97% (înflorire) și 4,58% (după înflorire).
Cantitatea și compoziția uleiului esențial sunt puternic dependente de stadiul de dezvoltare a plantei și, prin urmare, timpul de recoltare este unul dintre cei mai importanți factori care influențează calitatea uleiului de roiniță.
Recoltarea culturii prea devreme sau prea târziu a dus la un randament scăzut de frunze, precum și conținutul de ulei esențial. Rata uleiului esențial din plantele medicinale variază între 0,02 % și 0,30% , ceea ce este destul de mic în comparație cu alt membru al familiei Labiatae. Acesta este motivul pentru care costul de producție și prețul uleiului esențial al Melissei officinalis este foarte mare pe piață. Principalii constituenți ai uleiului volatil din Melissa officinalis sunt: citral ( geranial și neral ), citronelal, geraniol, β-cariofilenă, care cuprind 96 % din ingredientele uleiului.
Randamentul uleiului esențial variază considerabil de la lună la lună și a fost influențat de micro-mediul în care planta s-a dezvoltat (soare sau umbra). Temperatura, metodele de recoltare și metodele de uscare influențează și ele concentrația uleiului esențial. Studierea factorilor, prezentați mai sus, pe un timp mai îndelungat au determinat caracteristicile compoziției chimice al uleiului esențial din această plantă [7].
Componenții uleiurilor volatile din Melissa officinalis sunt:
2.1. Terpeni și terpenoide
Carvona
Carvona face parte din clasa monoterpenoidelor, este un ulei puțin vâscos, cu miros de chimen.
Cariofilen oxid
Cariofilenul face parte din categoria sesquiterpenoidelor. Suspus oxidării, cariofilenul este transformat în acizi dicarboxilici, în primul rând în acid cariofilenic și (+)-trans-nor-cariofilenic.
Este un lichid incolor, cu miros slab aromat, care se rezinifică în aer. Structura sa a fost dedusă din reacții de degradare și de sinteza.
β-cariofilenul
Este format dintr-un ciclu cu noua atomi de carbon, este un sesquiterpenoid foarte răspândit în uleiurile volatile, este un lichid incolor, cu miros slab aromat care se rezinifică la aer.
Metil-chavicol
Este un component ce face parte din eterii fenolici din uleiurile eterice.
Anetol
Anetolul face parte din eterii fenolici, se găsește în cantitate mică în uleiurile volatile [4].
Geraniol
Geraniolul sau citral a face parte din clasa monoterpenoidelor. A fost identificat în sute de uleiuri, inclusiv în Melissa officinalis, este o componentă uzuală a uleiurilor volatile în proporție de 93-94% fața de citralul b care se găsește în proporție de 6-7%,
Geraniolul este o componentă odorantă foarte mult utilizată. În parfumerie intră în compozițiile florale de trandafir. Este stabil și în săpunuri în compoziții de aromatizare se folosește pentru buchetarea notelor citrice în concentrații de 1-10 ppm.
Nerol
Nerol sau citral b face parte din monoterpenoide, este o formă izomeră –cis a geraniolului, care apare în uleiurile volatile în proporție de 6-7% din totalitatea geraniolului. Nerolul se obține din geraniol prin încălzire cu etoxid de sodiu, mirosul este dulceag, floral de trandafir [8].
Citronelal
Citronelalul este o aldehidă monoterpenică aciclică, ce se găsește în uleiurile eterice. Este puțin solubil în apă, este solubil în etanol apos 1:2 (etanol 70%) miscibili cu solvenți organici. Are un miros prospăt de trandafir.
Acidul geranic
Face parte din clasa sesquiterpenoidelor.
Carvacrolul
Este un principal fenol din uleiurile eterice.
Acidul ursolic
Acidul ursolic este un triterpenoid oxigenat cu scheletul format din 6 unități izoprenice (C5H8)6 rezultă C30H48. A fost cunoscut încă mai demult sub denumirea de ursonă, apoi acid ursolic, dar structura sa a putut fi lămurită mai târziu.
Acid oleanolic
Se prezintă sub formă de cristale fine în etanol.
2.2 Taninurile
Taninurile pot fi considerate ca derivați de la polifenoli și de la acizi fenolici.
Unele taninuri sunt esteri ai unor monoglucide sau ai unor derivați ai monoglucidelor cu acid galic sau alți acizi fenolici care derivă de la acidul galic. O altă grupă de taninuri, în cazul Melissei officinalis, sunt produșii de condensare ai unor derivați ai flavanului, cum este de exemplu catechina. Acești derivați ai flavanului se înrudesc cu antocianidinele, pigmenți din grupa flavonoidelor.
Caracteristic pentru toate taninurile este prezența în moleculă a unor elemente structurale polifenolice.
Majoritatea taninurilor sunt substanțe amorfe, de culoare albă sau gălbuie. Gustul este astrigent, conținutul acestora este dat de gustul astrigent al organelor vegetale bogate în taninuri, în cazul Melissei officinalis la nivelul frunzelor.
Catechina este un derivat pentahidroxilat al flavanului și anume un hidroxiflavanol (3, 5, 7, 3’, 4’-pentahidroxiflavan).
Catechina dispune de doi atomi de carbon asimetrici (C2 și C3, în pozi diastereoizomeri), ceea ce determină existența a două perechi de anti (-)-catechină, (+) și (-)-epicatechină și a doi racenați, (±)-catechină și (±)-epicatechină.
Toți izomerii optici ai catechinei sunt substanțe cristaline (ace sau plăci din apă), incolore, solubile în apă caldă, alcool, acetonă și greu solubile în eter.
flavan catechină
2.3 Glucidele
Glucidele constituie o mare familie de substanțe naturale, universale răspândite în regnul vegetal și animal. În locul denumirii mai noi, glucide, se folosesc și denumirile de hidrați de carbon sau zaharuri. Glucidele participă în proporție de peste 50% din materia uscată, la construcția majorității organismelor vegetale superioare, ocupând din punct de vedere cantitativ locul de frunte printre substanțele organice din lumea vegetală. Importanța lor fiziologică vegetală este de asemenea deosebit de mare. În comparație cu organismele vegetale, cantitatea glucidelor din organismele animale este mică, totuși pentru om și animale importanța lor fiziologică este foarte mare [4].
Zaharoza
Zaharoza este o diglucidă formată din resturi de d-glucoza și d-fructoză, este cea mai răspandită diglucidă din regnul vegetal, într-o cantitate mai mare sau mai mică.
Zaharoza este un compus solid, cristalin, incolor, având temperatura de topire 1600C. Mojarată este o pulbere albă, fără miros, cu gust dulce. Încălzirea zaharozei la o temperatură apropiată topirii conduce la o masă lipicioasă, maronie, numită caramel. La o temperatură mai mare de 1600C, zaharoza se închide și mai mult la culoare și începe să se descompună în CO2, H2O și degajă un miros caracteristic de zahăr ars. Zaharoza este un compus foarte răspândit. În cazul Melissei officinalis se găsește în sucul florilor. Este foarte solubilă în apă și foarte puțin solubilă în alcool.
Planteoza [10].
2.4 Mucilagii vegetale
Mucilagiile vegetale sunt poliglucide complexe, răspândite în majoritatea organelor vegetale. Mucilagiile se găsesc în cantități mai mari în semințe, dau naștere la soluții coloidale extrem de vâscoase, care la aer se întăresc. Mucilagiile vegetale se obțin din materialul vegetal prin extragere cu apă și precipitare cu alcool sau cu sulfat de amoniu. Mucilagiile cu apă formează soluții vâscoase și cleioase [4].
acid mucic
2.5 Steroli
Sterolii din regnul vegetal, numiți și fitosteroli, se găsesc în organele vegetale în deosebi în flori. Sterolii sunt alcooli cristalizați care se găsesc atât liberi cât și esterificați cu acizi grași superiori în lipidele tuturor plantelor și se izolează din porțiunea nesaponificabilă a acestora.
β-sitosterolul
β-sitosterolul este un component al sitosterolului, fiind cel mai răspândit fitosterol din plantele superioare. Prin aplicarea unor metode speciale de purificare se poate obține din materialul vegetal β-sitosterol în stare cristalină.
Campesterolul
Campesterolul-(24α) este un fitosterol ce se găsește în plantele superioare, se mai numește și campesteină, are configurația C24 și îi lipsește dubla legătură din catena alifatică [10].
campesterolul
α – campesterol
2.6 Acizi
Acizii liberi se găsesc de obicei numai în cantitate mică în uleiurile eterice. Prezența lor se datorează, probabil, hidrolizei esterilor. Numai în cazuri mai rare se găsesc acizi liberi în cantitate mai mare.
Cel mai frecvent se întâlnesc în uleiuri eterice, acizi alifatici saturați și nesaturați precum și acizi aromatici, toți monobazici. Mai rare sunt cazurile când apar acizi bibazici.
Acidul clorogenic
Acidul clorogenic (acidul heliantic) are structura unui ester format din acid cafeic și acid chinic, după cum rezultă din hidroliza alcalină a acidului clorogenic.
Acidul cafeic
Acidul cafeic, acid 3,4-dihidroxicinamic, este mult răspândit în natură. Este o componentă a acidului clorogenic a cărei sare de potasiu apare sub forma unei combinații moleculare cu cafeina. Acizii hidroxicinamici, în special acidul cafeic, sunt cunoscuți pentru proprietățile lor antimicrobiene. Acești acizi fenolici au in vitro o acțiune toxică asupra unui număr mare de microorganisme [8].
Acidul rozmarinic
Acidul rozmarinic este un ester al acidului cafeic. Acesta are un număr de activități biologice interesante, de exemplu, antiviral, antibacterian, antiinflamator și antioxidant. Prezența acidului rozmarinic în plantele medicinale, ierburi și condimente are efecte benefice și de promovare a sănătății. La plante, acidul rozmarinic se presupune că acționează ca un compus de apărare [9].
Acidul protocatehic
Acidul protocatehic, acid 3,4-dihidroxibenzoic este unul dintre principalii proinhibatori din plante. Proinhibatorii sunt compuși chimici care alcătuiesc o barieră primară ce inhibă in vitro germinația si creșterea agenților fitopatogenici [8],
2.7 Agliconi și glicozidele flavonice
Flavonoidele reprezintă o clasă de substanțe fenolice rar răspândite mai ales sub formă de glicozizi. Multe flavonoide sunt colorate, constituind unii din principalii pigmenți vegetali, cum sunt antocianidinele și flavonele. În cazul Melissei officinalis găsim flavonele.
Flavonele sunt pigmenți galbeni care se găsesc în flori, fructe și frunze sub formă de glicozizi. Flavonele sunt substanțe cristalizate colorate în galben. Glicozidele flavonice cristalizează bine, fiind solubile în apă, metanol și etanol.
În frunze flavonele au rolul de a absorbi razele ultraviolete și deci apăra plasma și clorofila.
Glicozidele flavonice sunt construite din următoarele glucidele: D-glucoză, L-ramnoză, L-arabinoză, D-xiloză și acidul D-glucuronic. Aceste glucide pot participa și sub formă de diglucide sau triglucide, cum sunt: rutinoza, apioza, robinoza, soforoza și altele.
Glicozidele flavonice găsite în Mellisa officinalis sunt următoarele:
Quercetină: are ace mici galbene din apă sau etanol diluat;
Ramnocitrină: foițe galbene din etanol;
Apigenin-7-glucozid (cosmassină);
Camferol (Kempferol);
Luteolină (digitoflavonă);
Luteolin 7-apiozo-glucozid (Graveobiozid A);
Ramnazină [4].
3. Principiile active din plantele medicinale și aromatice
Produsele brute medicamentoase de origine vegetală sau drogurile vegetale se întrebuințează în scopuri terapeutice datorită substanțelor pe care le conțin. Majoritatea produselor sunt folosite pentru acțiunea lor terapeutică datorită unor principii active.
Din punct de vedere farmacodinamic, respectiv terapeutic, rolul principiile active poate fi jucat de o singură substanță sau de un complex de substanțe. Principiul sau principiile active pot fi extrase, respectiv izolate, din produsul vegetal și întrebuințate ca substanțe chimice pure.
Principiile terapeutice active fac parte din compoziția chimică a plantelor medicinale și aromatice. Cele doua noțiuni, cea de principiu activ și cea de compoziție chimică nu se suprapun. În Melissa officinalis se găsește un număr foarte mare de compuși chimici dintre care însă numai unii prezintă interes terapeutic.
Principiul sau principiile active pot fi extrase din plante ca substanțe chimice pure (indivizi chimici) sau sub forma unui complex de substațe (diferite tipuri de extracte).
Prin sinteze organice s-a ajuns la obținerea pe cale industrială a unui număr însemnat de principii active. În unele cazuri acești compuși de sinteză au înlocuit într-o măsură mai mică sau mai mare produsul vegetal, de exemplu majoritatea vitaminelor. În alte cazuri întrebuințarea produsului natural continuă să fie mai rentabilă din punct de vedere economic, decât obținerea pe cale sintetică a principiilor active, de exemplu majoritatea alcaloizilor. Utilizarea produsului vegetal poate fi preferată față de substanța chimică pură și din punct de vedere terapeutic. În acest caz produsele vegetale se preferă pentru complexitatea acțiunii, asigurată de sinergismul diferiților compuși.
Din momentul în care s-a ajuns la cunoașterea structuri chimice a principiilor active s-au lărgit posibilitățile de valorificare a acestora prin:
întrebuințarea unor preparate farmaceutice, numite și galenice (infuzii, decocturi, tincturi, extracte etc.), obținute dintr-un drog vegetal de preferință cu un conținut prevăzut (titrat) pe principii active;
întrebuințarea unui complex de principii active, obținut prin îndepărtarea substanțelor inactive, numite substanțe balast;
întrebuințarea unui singur component, considerat ca cel mai important dintre principiile active ale produsului respectiv;
întrebuințarea unui principiu activ obținut prin sinteză.
Produsele vegetale pot fi grupate după natura principiilor active pe care le conțin. Dat fiind că în același produs se găsesc substanțe care pot aparține diferitelor categorii de principii active, gruparea se face după compusul sau compușii principali cărora se datorează acțiunea.
Principiile farmacodinamice active din produsele vegetale, deși pot fi substanțe foarte răspândite în tot regnul vegetal, totuși ele se formează într-o cantitate mult mai mare numai în anumite specii.
Procentul la care ajung principiile active în diferitele organe ale aceleași plante variază între limite largi. Unii compuși se găsesc practic în toate țesuturile plantei respective, alții sunt localizați aproape în întregime în anumite organe sau țesuturi.
Prezența diferiților compuși se poate identifica prin metode microchimice adaptate la nivelul celulelor sau al țesuturilor (metode citochimice și histochimice). Studiul structurii microscopice și al localizării principiilor active intră în domeniul cercetărilor de farmacognozie.
O mare parte a principiilor active sunt considerate ca „substanțe secundare”, care se formează în cursul proceselor de disimilație. Fiecare celulă vie poate să elaboreze diferite substanțe de acest gen. În multe cazuri însă producerea masivă a acestora are loc în celule diferențiate în acest scop, care se cunosc sub numele de celule, respectiv țesuturi de secreție.
3.1 Pectinele și mucilagiile sunt compuși de natură glucidică care, spre deosebire de amidon și de celuloză, conțin nu numai un singur fel de manoză, ci diferiți compuși glucidici cu 5-6 atomi de carbon (pentoze, hexoze). Moleculele lor conțin de obicei și produși de condensare a acizilor uronici. Proprietatea lor comună este că în contact cu apa pot forma soluții coloidale, vâscoase.
Pectinele se găsesc în membrana celulară alături de celuloză, de care se deosebesc în primul rând prin solubilitatea lor în apă la rece sau la cald, ele fiind substanțe tampon și de cimentare. Pectinele prezintă două proprietăți terapeutice: acțiunea hemostatică mărind viteza de coagulare a sângelui putând fi întrebuințate în acest scop în terapeutică și acțiunea antidiareică se datorează prezenței pectinelor însoțite de substanțe fenolice cu acțiune dezinfectantă.
Mucilagiile se găsesc în cantitate mare în membrana celulară a produselor vegetale, formând un strat gros, care în mediu apos se umflă repede. Acesta este cazul semințelor care devin mucilaginoase în contact cu apa. Mucilagiile pot juca rolul de substanțe de rezervă. În Melissa officinalis, mucilagiile iau naștere o dată cu scăderea conținutului în amidon. Substanțele mucilaginoase formează soluții vâscoase și prezintă proprietăți emoliente protejând mucoasele față de agenții externi. Produsele vegetale bogate în substanțe mucilaginoase sunt întrebuințate în tratamentul inflamațiilor căilor respiratorii superioare, mai ales în bronșite.
3.2 Uleiurile esențiale (uleiurile volatile, uleiurile eterice) sunt amestecuri de diferiți compuși chimici care în totalitatea lor prezintă anumite caractere fizico-chimice comune: sunt volatile, au miros aromatic caracteristic și sunt de regulă solubile în alcool etilic. Spre deosebire de uleiurile grase (uleiurile fixe), pata translucidă pe care o prezintă o picătură de ulei esențial pe hârtie dispare în scurt timp.
Ulei esențial se află în topul clasamentului general, putând fiind obținut prin distilare cu vaporide apă. Această categorie de extracte a fost zona centrală a cercetărilor privind SFE de biomasă naturală din anul 2000, deoarece include uleiuri valoroase. Deși randamentele de extracție obținute prin SC – CO2 sunt destul de flexibile. Prezența compușilor bioactivi face uleiurile esențiale interesante pentru numeroase aplicații. În ceea ce privește relevanța lor comercială, ele sunt aplicate pe o scară largă de segmente, cum ar fi: arome, parfumuri, ingrediente alimentare, nutriționale, fitofarmaceutice și cosmetice.
În componența uleiurilor esențiale intră diferite hidrocarburi alifatice și ciclice, saturate și nesaturate, precum și derivații lor oxidanți (cetone, oxizi, lactone, alcooli, aldehide, acizi carbonici). Hidrocarburile cu formula C10H16 poartă numele de terpeni. Pe lângă acestea, în compoziția diferitelor uleiuri esențiale intră și sesquiterpenele, cu formula C15H24.
Pe lângă hidrocarburi și derivații lor, în compoziția uleiurilor esențiale pot intra și compuși aromatici, respectiv fenolici. Atât compușii terpenici, cât și cei fenolici se pot afla în stare liberă sau în combinații cu alcooli (eteri), respectiv cu acizi (esteri).
Uleiurile esențiale se formează în celule sau țesuturi speciale. De regulă aceste substanțe sunt secretate de structuri, care iau naștere la suprafața organelor aeriene.
Majoritatea uleiurilor esențiale se găsesc în plante ca atare și imprimă acestora mirosul lor caracteristic. Unele uleiuri esențiale se afla însă în combinații cu glucide, sub forma unor glicozide inodore și sunt puse în libertate numai în urma unei hidrolize enzimatice sau acide (glicozide cardiotonice și glicozide antrachinonice).
Uleiurile esențiale prezintă diferite forme farmacodinamice în funcție de compoziția lor. Multe uleiuri esențiale sunt apreciate datorită acțiunii antiseptice, carminative, antispastice, colagoge sau diuretice pe care o reprezintă. Unele uleiuri esențiale arată o acțiune bactericidă. S-au obținut rezultate promițătoare și în tratamentul unor afecțiuni renale. Uleiurile esențiale cât și anumite substanțe din compoziția lor sunt mult mai apreciate în parfumerie.
Uleiurile esențiale se pot obține din plantele aromatice prin mai multe procedee dintre care distilarea și antrenarea cu vapori de apă sunt cel mai frecvent utilizate.Produsul obținut poate fi apoi rafinat sau rectificat prin tratare cu diferite substanțe și distilare fracționată.
Uleiuril volatile nu sunt solubile în apă, nu sunt miscibile cu apa, dar în proporții mici pot ceda unele substanțe fazei apoase. Pe această proprietate se bazează prepararea apelor aromatice și se explică de ce drogurile aromatice cedează principiile lor active la obținerea soluțiilor extractive apoase (ceaiuri medicinale și respectiv infuzii). Cel mai bun solvent al uleiurilor volatile este alcoolul etilic.
3.3 Rezinele sunt amestecuri de substanțe în care predomină compușii hidrociclici și aromatici, asemănătoare acelora care se găsesc în componența uleiurilor esențiale. Rezinele conțin de obicei și compuși politerpenici. Sunt substanțe amorfe, practic insolubile în apă, în majoritatea cazurilor solubile în alcool etilic, eter, uleiurile esențiale etc.
3.4 Acizii organici (acizii carbonici) sunt compuși alifatici, ciclici sau aromatici, care conțin una sau mai multe grupe carboxilice. Sunt larg răspândite în regnul vegetal atât în stare liberă cât și sub formaâă de săruri și esteri. Acizii întâlniți în Melissa officinalis sunt: cafeic, clorogenic, protocatechic, rozmarinic. Mulți acizi organici se găsesc în combinații cu alcaloizii. Produsele bogate în acizi organici sunt întrebuințate pentru corectarea gustului neplăcut al unor medicamente. Acizii organici contribuie la stabilizarea vitaminei C în produsele vegetale.
3.5 Glicozidele (heterozidele) sunt produși de condensare a unui component glucidic cu o moleculă de altă natură, numită aglicon sau genină. Partea glucidică poate să fie formată din una sau mai multe molecule monozaharide, care la rândul lor pot aparține pentozelor sau hexozelor, respectiv aldozelor sau cetozelor. Cea mai frecvent întâlnită monozaharidă din compoziția glicozidelor este glucoza. În cazul în care această manoză reprezintă compusul glucidic al heterozidei se folosește denumirea generică de glucozidă. Dacă componentul glucidic nu este glucoza, ci un alt reprezentant al grupei, se folosește denumirea de glicozidă. Când componentul glucidic este reprezentat de un singur tip de manoză, numele glicozidei poate fi derivat din numele acestuia. Astfel, se poate vorbi de fructozide, galactozide, ramnozide etc. Structura moleculei fiind eterogenă, glicozidele sunt numite și heterozide față de holozidele compuse numai din molecule de glucide. Natura chimică a acestor compuși poate fi exprimată prin sufixul -ozid.
Glicozidele sunt compuși caracteristici plantelor. Glicozidele nu se găsesc însă în toate plantele, prezența lor este caracteristică numai unor unități sistematice. Glucozidele se găsesc numai ca „urme” în unele produse vegetale, dar conținutul lor poate să ajungă pâna la 10% și mai mult în alte produse vegetale.
Din momentul recoltării și până la uscarea completă, glicozidele pot fi decompuse sub acțiunea enzimelor, iar valoarea terapeutică a produsului poate să scadă sau să dispară complet. Pentru prevenirea acestei descompuneri, organele vegetale se usucă cât se poate de repede, în vederea scurtării timpului de acțiune a enzimelor. Se poate recurge la stabilizarea produsului, prin suspendarea activității enzimatice. Stabilizarea se face prin încălzirea organelor detașate la temperatura de 90-1050C, timp de o oră, continuându-se uscarea la temperatura cuprinsă între 40-600C, până ce se realizează conținutul de umiditate admis. Stabilizarea se poate realiza și cu vapori de alcool etilic în autoclavă.
În Melissa officinalis se găsesc următoarele glicozide: glicozidele antrachinonice și glicozidele sterolice sau cardiotonice.
Glicozidele antrachinonice conțin în molecula lor un aglicon cu nucleu antracenic oxidat (antrachionic) și grupări metilice grafate pe nucleu. Compușii din această grupă au culoarea galbenă, portocalie sau roșie și se colorează în roșu intens în contact cu soluții alcaline. Sunt răspândite mai ales în familia Liliaceae. Acțiunea lor laxativă se datorează efectului excitant asupra intestinului gros.
Glicozidele sterolice sau cadiotonice conțin în molecula lor un aglicon cu nucleu steroidic de care este legat un heterociclu lactonic format din cinci atomi (grupa glicozidelor cardenolide) sau din 6 atomi (grupa glicozidelor bufanolide). În ceea ce privește compusul glucidic, în Melissa officinalis se găsește zaharoza și planteoza. În cursul uscării sau al prelucrării produselor vegetale moleculele glicozidelor pot scinda succesiv sub acțiunea enzimelor, dând naștere la glicozide secundare sau terțiare. În majoritatea cazurilor glicozidele primare sunt mai valoroase din punct de vedere terapeutic, decât glicozidele secundare sau terțiare.
Din punct de vedere farmacodinamic, aceste glicozide se caracterizează prin acțiunea lor electivă asupra inimii. În terapeutică sunt utilizate în insuficiența cardiacă. Sub acțiunea acestor glicozide se normalizează tonicitatea miocardului, implicit forța sa de contracție, în consecință cordul execută un travaliu mai mare, crește debitul cardiac, în felul acesta se îmbunătățește circulația sanguină, dispar edemele. Unele glicozide din această grupă se administrează pe cale orală și au o acțiune prelungită (cumulativă). Altele, care se administrează sub formă de injecții, au o acțiune mai rapidă, dar de durată mai scurtă.
3.6 Saponinele se mai numesc și saponozide, ele sunt glicozide în componența cărora agliconul (sapogenină sau sapogenolul) poate să fie un compus sterolic sau un compus triterpenic. Agitate în mediu apos, saponinele dau o spumă abundentă și persistentă,proprietate de la care derivă și numele lor. Sunt substanțe tensioactive, sub acțiunea lor scade tensiunea superficială a apei. Ele pot servi la obțierea de emulsii stabile. În prezența lor, globulele roșii din sânge hemolizează. Saponinele sunt toxice, mai ales față de pești. La om pulberea produselor rezultate din Melissa officinalis irită mucoasele și provoacă strănutul.
Produsele vegetale cu un conținut ridicat în saponine prezintă o acțiune expectorantă în anumite doze, iar în doze mai mari prezintă o acțiune emetică. În diferite produse vegetale în care saponinele apar în procent mai mic, pe lângă principiile active de altă natură, prezența lor înlesnește solubilizarea în apă și resorbția acestora din urmă. Proprietățile diuretice ale unor produse vegetale se datorează de asemenea saponinelor. În ultimii ani unii compuși din această grupă sunt folosiți în industria medicamentelor ca substanțe de bază pentru obținerea unor hormoni steroizi. Saponinele au și diferite aplicări industriale.
3.7 Materiile tanante (taninurile) alcătuiesc o grupă de principii active unitare mai mult din punct de vedere al proprietăților tehnologice decât din punct de vedere chimic. Sunt substanțe care pot fi utilizate la tăbăcirea pielii. Prezintă proprietatea comună de a precipita proteinele, acetatul de plumb, alcaloizii din soluțiile apoase motiv pentru care pot fi folosite ca antidot în intoxicațiile cu alcaloizi. Gustul lor este astringent.
Din punct de vedere chimic materiile tanante aparțin grupei polifenolilor și pot fi de doua feluri: compuși formați din fenoli prin esterificare, în multe cazuri ân combinațiile cu glucide și compuși cu nucleu condensat sau glucide. Substanțele din prima categorie pot fi hidrolizate prin fierbere. Substanțele din a doua categorie conțin nuclee flavonoide, sunt înrudite cu catechinele si antocianinele, spre deosebire de substanțele din grupa precedentă, nu pot fi hidrolizate cu acizi. În urma încălzirii uscate primele dau pirogalol, iar ultimele dau pirocatechină.
Datorită grupărilor fenolice pe care le conțin, materiile tanante produc reacții de culoare cu sărurile metalelor grele, în prezența clorurii ferice materiile tanante hidrolizabile dau de regulă o colorație sau un precipitat albastru până la negru, iar cele cu nucleu condensat, o colorație verde.
Combinațiile polifenolice sunt foarte răspândite în regnul vegetal. Organele vegetale în care se acumulează în cantități mai mari (peste 5-10%) sunt utilizate în scopuri industriale și farmaceutice. Materiile tanante se formează prin combinarea, respectiv condensarea unor combinații cu greutate moleculară mai mică, localizate la început în sucul celular, apoi absorbite de către membrana celulară pe care produșii de oxidare ai materiilor tanante le pot colora în brun, roșu etc. S-a emis ipoteza formării unor taninuri din leucoantocianide.
Materiile tanante acționează asupra mucoaselor, coagulează proteinele și în consecință prezintă o acțiune hemostatică. Sunt folosite în tratamentul rănilor, mai ales pentru oprirea sângerării, sunt apreciate în tratamentul stomatitelor și al gingivitelor.
3.8 Principiile amare formează o grupă în care pot fi încadrați diferiți compuși datorită unei singure proprietăți organoleptice comune și anume al gustului lor amar, chiar în diluații mari. Din punct de vedere farmacodinamic, proprietatea comună a acestor substanțe este mărirea poftei de mâncare, respectiv a secreției gastrice în cazul când sunt administrate cu 15-30 de minute înainte de mese.
Molecula lor conține, de cele mai multe ori grupări lactonice și respectiv cetonice, dar structura de bază poate să fie diferită. Produsele amare se împart în amare pure, amare mucilaginoase și amare aromatice, acestea din urmă conținând și ulei volatil.
3.9 Alcaloizii sunt compuși naturali de diferite structuri, care prezintă însă anumite caractere comune și anume: conțin azot în molecula lor, au o reacție alcalină și prezintă de regulă o acțiune puternică asupra organismului uman. Majoritatea alcaloizilor conțin oxigen în molecula lor.
După proprietățile fizice, alcaloizii pot fi îmbunătățiți în compuși cristalini și în compuși lichizi. Alcaloizii sunt solubili în solvenți organici, iar combinațiile lor cu acizii minerali sau organici (sărurile alcaloizilor) sunt solubile și în apă. Alcaloizii se găsesc în plante sub forma de săruri.
Într-o plantă se găsesc de obicei mai mulți alcaloizi dintre care unul se află în cantități mari și joacă rolul cel mai însemnat din punct de vedere terapeutic (alcaloidul principal). Biosinteza majorității alcaloizilor studiați are loc în rădăcină, de unde migrează apoi în organele aeriene.
Utilizarea alcaloizilor în scopuri terapeutice este stric condiționată de doză, iar folosirea lor se face numai sub supraveghere medicală.
3.10 Coloranții vegetali sunt substanțe naturale care, datorită absorbției caracteristice a razelor de diferite lungimi de undă apar în fața ochilor noștri ca substanțe colorate. Cel mai răspândit colorant de pe globul pământesc este clorofila, singurul pigment verde din plante, iar Melissa officinalis (figura 3.1.) nu este o excepție. Clorofila se găsește în toate produsele vegetale care conțin frunze sau tulpini aeriene tinere. Clorofila solubilă în alcool etilic și clorofilinele obținute din clorofilă, de regulă solubile și în apă, sunt substanțe medicamentoase cu diferite însușiri valoroase.
Clorofila este însoțită întotdeauna de caroteinode de culoare galbenă, portocalie sau roșie. Carotenoidele sunt liposolubile, azi se cunosc peste 100 de substanță din această clasă.
De culoare galbenă sunt și derivații flavonici prezenți în plantele superioare atât în stare liberă, cât și sub formă de glicozide flavonice, numite flavonozide [2].
Figura 3.1. Melissa officinalis
4. Metode de extracții
4.1 Distilarea
Distilarea este o operație cunoscută încă din antichitate, a rămas până în prezent una ditre metodele cele mai importante de separare a compușilor organici. Utilizată pe scară largă în industria chimică și petrochimică, distilarea se poate realiza și în laboratoarele de chimie organică [11].
Prin distilare se înțelege trecerea unei substanțe lichide în stare de vapori, urmată apoi de condensarea vaporilor pentru a reveni în stare lichidă.
Operația de distilare este folosită fie pentru identificarea unei substanțe pure, care se poate distila la temperatură constantă, fie pentru a purifica o substanță de impurități volatile, fie pentru a concentra componenții mai volatili din amestecul inițial.
Distilarea se poate utiliza pentru:
separarea componenților unui amestec pe baza punctelor lor de fierbere;
separarea solvenților de compuși solizi dizolvați;
purificarea unui compus de sinteză de alți compuși care îl însoțesc.
Distilarea se poate realiza ca mijloc de purificare numai cu condiția ca substanța supusă distilării să nu se descompună la punctul de fierbere.
Prin distilare se obțin doua fractiuni: distilatul care este fracțiunea evaporată, apoi condensată și reziduul care este reprezentat de fracțiunea neevaporată. Produsul principal al distilării este distilatul [web 2].
Pentru distilare în bune condiții a unui compus, se adaugă la început în balonul de distilare conținând lichidul, câteva granule de porțelan poros (numite în limbaj curent ,,pietricele “). Acestea au rolul de a uniformiza fierberea, prin formarea unor jerbe din mici bule de aer, încălzirea lichidului trebuie făcută în mod lent, gradat, evitându-se orice supraîncălzirea care poate provoca spargerea instalației și deteriorarea calității uleiului esențial [12].
La o presiune dată substanțele pure au temperaturi de fierbere care coincid cu temperaturile de condensare a vaporilor specifici fiecărei substanțe. În cazul amestecurilor de lichide la o presiune dată pentru fiecare compoziție a amestecului lichid, corespunde o temperatură de fierbere și una de condensare.
Operația de distilare este reprezentată de trecerea unei substanțe lichide în vapori și condensarea vaporilor obținuți cu ajutorul unui sistem de răcire (refrigerent). Fiind vorba de mișcarea unei singure faze (vapori) se vorbește de distilare în echicurent. Dacă o parte din condensat se introduce în balon, deci se mișcă în sens contrar cu vaporii, se vorbește de distilare în contracurent. Acest fel de distilare se realizeaza în coloane de distilare și poarta numele de rectificare.
După natura sistemului supus distilării se deosebesc amestecuri total mișcibile (soluții); parțial mișcibile (între anumite proporții și anumite valori de temperatură) și sisteme nemișcibile.
O substanță obtinută pe diferite căi de sinteză este pură, dacă prezintă întotdeauna un punct de fierbere constant (la o presiune constantă). Substanța intră în fierbere atunci când tensiunea ei de vapori egalează presiunea atmosferică sau presiunea mediului în care se face distilarea, aceasta se întamplă atunci cînd în urma acumulării de energie calorică și agitație termică a moleculelor vecine. Pe parcursul fierberii temperatura rămâne constantă. În timpul distilării unei substanțe pure compoziția vaporilor și a lichidului din balonul de distilare este aceeași.
4.2 Antrenarea cu vapori de apă.
Domeniul de distilare a existat timp de milenii și a evoluat de la cele mai simple extracții a alcoolului și a parfumului, din antichitate, la unele dintre cele mai mari piese de echipament modern pentru diferiții compuși ai plantelor. Pentru unele separări, fierberea amestecului de plante, la fel ca în standardul distilării, trebuie evitat deoarece componenții ar putea fi distruși, iar pentru aceștia, calea cea mai scurtă de distilare este folosită în industrie. Scara de utilizare a distilarii în industrie este în continuă creștere și a dus la rezulate din ce în ce mai bune pentru distilarea pe coloană.
Antrenarea cu vapori de apă este o operație folosită în practica chimiei organice pentru efectuarea distilării unor substanțe ce nu pot fi distilate fără descompunere la presiunea atmosferică sau pentru a realiza separarea substanțelor dintr-un amestec din care o substanță este antrenabilă cu vapori de apă. Majoritatea uleiurilor volatile produse industrial, se obțin prin antrenarea cu vapori de apă.
Toate componentele unui ulei volatil au punct de fierbere superioare celui al apei, dar au volatilități ridicate la temperaturi inferioare temperaturii de fierbere. Insolubilitatea uleiurilor volatile în apă și densitatea acestora facilitează separarea apei de componenți fiind neantrenabile.
Antrenarea uleiului volatil este precedată de difuzia lui din celulele vegetale la suprafață. Ca și în cazul uleiurilor vegetale, durata acestui proces depinde de natura materiei prime și este determinantă pentru durata întregului proces. Difuzia are loc mai ușor din plantele verzi decât din cele uscate, din flori decât din rădăcini, semințe sau lemn. Pentru a ușura extracția, materiile prime sunt în prealabil tocate, zdrobite sau măcinate.
Cea mai mare parte dintre plantele aromatice se prelucrează în stare proaspăta. Uscarea duce la o evaporare parțială a uleiului volatil. Plantele trebuie prelucrate într-un timp cât mai scurt după recoltare întrucât procesele fermentative să nu influențează negativ calitatea uleiului. Materiile prime vegetale: semințele, unele fructe, rădăcini care au un conținutul scăzut de apă se pot păstra un timp mai îndelungat înainte de prelucrare, fără a afecta calitatea uleiului volatil.
Instalația de antrenare cu vapori cuprinde următoarele:
– generator de vapori, care poate fi un balon cu fund plat prevăzut cu un tub îndoit și un tub de siguranță;
– balon cu fund rotund, în care se introduce substanța de antrenat. Acesta este prevăzut cu un tub de sticlă lung prin care vin vaporii de apă cu substanța antrenată care trec spre refrigerent;
– refrigerentul descendent, acesta se mai numește refrigerent Liebig, este răcit cu apă, care condensează amestecul de vapori de apă și substanța ce se antrenează;
– un vas de culegere a distilatului, care poate fi un pahar Erlenmayer.
Efectuarea distilării: se rup frunzele plantei, amestecul ce urmează să fie supus antrenării, și se introduc în balonul cu fund rotund .
Din cauza temperaturii de condensare mari a apei, aparatul trebuie prevăzut cu un refrigerent foarte eficace. Distilarea se continuă până ce distilatul nu se mai separă în două faze.
În vasul de colectare amestecul obținut este sub formă de emulsie.
În funcție de condițiile de lucru se cunosc patru variante de antrenare cu vapori de apă: la foc direct, în curent de vapori, cu abur sub presiune și la presiune redusă.
4.2.1 Antrenarea la foc direct
Antrenarea la foc direct este cel mai vechi procedeu de extragere a uleiurilor volatile, care este aplicat și astăzi. Acesta coexista cu procedeele moderne deoarece oferă, în anumite cazuri, unele avantaje.
Instalația are ca și componentă principală un recipient metalic al cărui capac curbat face corp comun cu conducta de evacuare a vaporilor. La cealaltă extremitate a gâtului de lebădă se cuplează o serpentină răcită cu apă, condensul colectandu-se într-un vas florentin (separator de faze). Conducta are o formă aparte și o porțiune care se micșorează pe măsură ce se îndepărtează de capac, ceea ce a făcut să fie numită gât de lebădă.
După ce materialul vegetal a fost introdus în cazan, se acoperă cu apă și se montează capacul. Se încălzește până la fierbere, drept combustibil folosindu-se și deșeurile vegetale uscate rezultate din extracțiile anterioare. Vaporii de apă și uleiul volatil se răcesc parțial în gâtul de lebădă și se condensează în serpentina de răcire. Condensul se acumulează în vasul florentin unde uleiul volatil
se separă deasupra sau dedesubtul stratului apos, după cum densitatea lui este mai mică sau mai mare ca a apei. În vas se menține un nivel constant de lichid, excesul de apă condensat evacuandu-se printr-un tub lateral. În timpul antrenării tubul de golire este închis. De obicei apa obținută din condensare conține cantități mai mari sau mai mici de ulei dizolvat și pentru a micșora pierderile de substanță apa se recirculă în cazan la o noua șarjă.
Procedeul are o serie de dezavantaje printre care:
operațiile de încărcare și descărcare a materiei prime se fac manual;
contactul direct al materialului vegetal cu pereții supraîncălziți ai recipientului duce la o degradare parțială a uleiului volatil;
timp îndelungat pentru atingerea temperaturii de fierbere a apei
pe peretele cazanului se depun săruri (din apă) reducându-se coeficientul de transfer termic;
Aceste inconveniente pot fi diminuate fie prin încărcarea materiei vegetale în coșuri metalice perforate, fie prin introducerea în interiorul cazanului a unei plăci perforate care susține încărcătura.
4.2.2 Antrenarea în curent de vapori
Antrenarea în curent de vapori este cel mai utilizat procedeu de obținere a uleiurilor volatile în care aburul este generat într-o instalație anexă. Se asigură astfel o temperatură uniformă și posibilitatea unui control eficient al debitului de vapori. Simultan se evită degradarea uleiului volatil datorită contactului direct al plantei cu pereții supraîncălziți ai extractorului.
Materialul vegetal este dispus la partea superioară a antrenorului fiind susținut fie de un fund perforat, fie de un coș metalic perforat. Antrenarea în curent de vapori se poate efectua atât cu abur direct (mai rar) cât și cu abur indirect. Aburul direct se introduce la partea inferioară a recipientului printr-un distribuitor (spirală perforată). La încălzirea cu aburul indirect, agentul termic circulă într-o manta și asigură vaporizarea unei cantități de apă ce se introduce în vasul de antrenare odată cu materia primă. Materialul vegetal intră în contact numai cu vaporii de apă generați în antrenor ceea ce asigură o încălzire treptată. Separarea se realizează cu vase Florentine modificate pentru a prelungi timpul de staționare și a asigura o separare mai bună a uleiului volatil.
Pentru a diminua pierderile cauzate de dizolvarea parțială a uleiului volatil în apa de antrenare, în cele mai multe cazuri se recirculă în antrenor apa separându-se în vasele Florentine.
4.2.3 Antrenarea cu abur sub presiune
Procedeul este o variantă a antrenării cu abur direct, în care aburul este introdus în antrenor la o presiune mai mare decât cea atmosferică. De obicei, nu se depășește o presiune de 0.25 MPa.
Condensatorul este dimensionat pentru un debit mai mare de vapori. Printr-un montaj special al coșului interior se asigură trecerea aburului prin materia primă vegetală.
Deși acest procedeu prezintă unele avantaje, cum ar fi scurtarea timpului de antrenare, extracția avansată a uleiului volatil, inclusiv a componenților mai greu antrenabili și economie de energie, aplicarea lui este limitată la anumite tipuri de uleiuri, foarte stabile termic, care suportă acțiunea severă a aburului sub presiune. Este avantajos în cazul unor uleiuri sărace în hidrocarburi monoterpenice și compuși ușor volatili, dar bogate în sesquiterpenoide, cum ar fi uleiurile din lemn, scoarță, rădăcini și anumite ierburi uscate, căci în aceste cazuri, fără să se degradeze compoziția uleiului, se poate scurta considerabil durata procesului.
4.2.4 Antrenarea la presiune redusă
Uneori la antrenarea în curent de vapori au loc modificări chimice ale uleiului volatil. Este cazul uleiurilor care conțin compuși labil termic sau care hidrolizează în prezența apei. În aceste cazuri se preferă operarea la presiune redusă și la temperaturi mai scăzute.
Procedeul este o variantă a antrenării în curent de vapori cu abur indirect. În sistem se realizează un vid slab de ordinul a câtorva sute de mmHg, care face ca apa din antrenor să se vaporizeze la temperaturi inferioare temperaturii normale de fierbere. Depresiunea din vasul de antrenare se corelează cu natura materiei prime prelucrate.
Avantajele procesului sunt următoarele:
economie de energie ;
antrenarea are loc fără contact cu aerul, evitându-se astfel eventualele procese oxidative;
separarea integrală a componenților din uleiul volatil, la presiune normală duce la descompuneri parțiale sau totale.
Deși între procedeele de antrenare a uleiurilor volatile nu sunt diferențe semnificative, aplicarea lor diferențiată conduce la randamente sporite, dar și la o calitate superioară a uleiului volatil.
Prezența apei, a aerului și temperatura de operare influențează în mai mică sau mai mare măsura, calitatea produselor. Factorii care întrețin procesele de hidrodifuzie, hidroliză, oxidare, polimerizare și descompunere, sunt prezente în toate procedeele de antrenare aplicate, însă ponderea acestora diferă de la procedeu la procedeu.
Atunci când aburul se generează ,,in situ” în vasul de antrenare se introduce apă, ca urmare poate avea loc o dizolvare totală a uleiului volatil în apa introdusă sau numai a unei părți în aceasta – componenții cu solubilizare. Solubilizarea este favorizată de operarea la temperaturi înalte. O limitare a hidrodifuziei se obține prin antrenarea cu abur direct în vase cu izolație termică bună, în care condensarea vaporilor în interiorul vasului de antrenare este redusă la minim.
Hidroliza afectează în primul rând uleiurile volatile bogate în esteri care în prezența apei și la temperaturi ridicate se scindează în acizi și alcooli. Acest proces poate avea loc la antrenare în prezența apei, în timp ce în procedeele de antrenare în curent de vapori, cu abur direct și cu abur sub presiune, acest proces este diminuat ca urmare a reducerii timpului de contact.
Procesele de oxidare, polimerizare și descompunere sunt favorizate de prezența aerului și de o temperatură ridicată a aburului. În general sunt supuse acestor modificări hidrocarburile nesaturate monoterpenice.
O încălzire treptată a materialului vegetal, prin mărirea treptată a debitului de abur sau a presiunii, asigură antrenarea acestor compuși la temperaturi suficient de joase pentru a evita descompunerea lor termică sau prin procese de oxidare și polimerizare.
Procesele chimice distructive sunt diminuate considerabil în antrenarea la presiune redusă.
Există cazuri când antrenarea uleiului esențial este precedată de un proces fermentativ sau când antrenarea se efectuează într-un mediu slab acid, pentru a asigura eliberarea unor componenți ai acestuia din compușii neantrenabili (glicozide) care îi conțin.
4.3 Extracția
Extracția este operația prin care unul sau mai mulți componenți dintr-o fază (lichidă sau solidă) sunt transferați într-o altă fază lichidă nemiscibilă (sau parțial nemiscibilă) adusă în contact cu prima.
Operația se bazează pe diferența de solubilitate a acestor componenți într-un solvent corespunzător sau în doi solvenți nemișcibili. În funcție de stare fizică a fazei care conține componenții interesanți, extracția poate fi solid-lichid, lichid-lichid sau gaz-lichid.
Faza care conține inițial componenții interesanți se numește faza de extras, iar faza cu care aceasta se aduce în contact, faza extractoare sau solvent. Faza care a preluat componenții se numește extract, iar faza rămasă după extracție se numește rafinat.
Rafinarea cu solvent selectiv se poate face discontinuu, pe șarjă, sau continuu, în regim staționar. Pentru cantități mici de material este preferabilă operația discontinuă. Pentru aceasta se agită amestecul inițial cu solventul și după sedimentare, se separă extractul și rafinatul, din care se recuperează apoi solventul (de obicei prin distilare) pentru a fi refolosit.
În majoritatea cazurilor o singură modalitate de extracție este insuficientă pentru a se ajunge la un rafinat de puritate avansată, de aceea rafinatul rezultat în prima operație este tratat cu o nouă cantitate de solvent; operația se repetă până când se obține un rafinat de puritate dorită. O folosire mai rațională a solventului se realizează în instalații continue cu contracurentul.
Solubilitatea unei substanțe depinde de natura solventului cât și de natura substanței. Se observă o variație din acest punct de vedere. Unii compuși se dizolvă în orice proporție în anumiți dizolvanți, alții sunt parțial solubili sau practic insolubili. Diferența de solubilitate a anumitor dizolvanți constituie criteriul care stă la baza separării componenților unui amestec.
Ca urmare amestecul se tratează ca un dizolvant în care se solvatează una din componentele amestecului. Dacă amestecul este solid se separă prin filtre. În cazul în care amestecul este dizolvat în apă, extragerea se face cu un dizolvant nemișcibil cu apa în care substanța pe care dorim să o extragem este mult mai solubilă decât în apă. De obicei în acest caz se utilizează eterul, cloroformul, benzenul, benzina etc.
În general realizarea economică a procesului de extracție depinde de alegerea solventului, suprafața de contact a materialului de extras, temperatura, presiunea și durata de extracție.
Indiferent de natura amestecului supus extracției, solventul trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
să fie selectiv, adică să se extragă din amestec decât substanța utilă;
să fie pur;
să fie omogen (în cazul unui amestec);
să aibă o temperatură de fierbere cât mai scăzută și o căldură de vaporizare cât mai mică, pentru a consuma o cantitate mică de căldură la recuperare (distilare);
să aibă putere mare de extracție, adică cu puțin solvent să se extragă multă substanță utilă;
să nu fie inflamabil;
să nu fie coroziv;
să nu fie toxic;
să aibă un preț de cost cât mai redus.
Practic, nu se găsesc solvenți care sa îndeplinească toate aceste condiții și atunci se caută solvenți care să răspundă la cât mai multe dintre ele. La scară industrială se folosesc urmatorii solvenți: benzina de extracție, benzenul, alcoolul etilic, alcoolul metilic, acetona, acetatul de metil, tetraclorura de carbon.
Deoarece cantitatea de substață extrasă crește cu creșterea suprafeței de contact dintre materialul extras și solvent, la extracția lichid-lichid se folosesc agitatoare sau coloane cu umplutură, iar la extracția solid-lichid se mărunțește materialul supus extracției până la dimensiunile potrivite (particulele cu dimensiuni prea mici ar produce ,,nămol”, care ar înfunda spațiile dintre particulele mai mari și ar opri trecerea solventului).
Deși creșterea presiunii (prin care se poate realiza și o ridicare a temperaturii) mărește randamentul extracției, datorită unui contact între faze, frecvent se lucrează la presiunea atmosferică, deoarece menținerea unei presiuni mai ridicate necesită consum de energie și investiții mai mari. Durata de extracție depinde cu siguranță de natura solventului și a materialului supus extracției, dar s-a constatat că intensitatea extracției scade în timp.
Aparatele folosite pentru extracție se numesc extractoare. La un extractor se pot distinge urmatoarele trei părți principale: partea în care se produce contactul între material și solvent, partea în care se produce separarea fazelor (care poate fi aceeași cu prima la extractoarele discontinue) și partea în care se recuperează solventul.
Tehnicile metodelor de extragere continuă sunt aplicate pe sursele naturale pentru a obține un randament mai mare. Principalele metode de extracție sunt:
macerarea;
digestia;
percolarea.
Macerarea constă în amestecarea fazei solide cu solventul, urmată de filtrarea soluției obținute. În scopul măririi randamentului se vor efectua macerări repetate cu cantități mici de solvent proaspăt în loc de o singură macerare cu întreaga cantitate de solvent.
Digerarea este operația de macerare executată la cald.
Percolarea este procesul prin care se extrage substanța în faza solidă la rece, folosind solvent în contracurent [web 2].
4.3.1 Extracția cu solvenți
Extracția cu solvent este cunoscută și sub numele de extracție lichid-lichid, este o metodă pentru a separa compuși pe baza solubilității lor relative în două lichide diferite nemiscibile, de obicei apa și un solvent organic. Este o extracție a unei substanțe de la o fază lichidă într-o altă fază lichidă. Este o tehnică de bază în industria chimică, unde se realizează utilizând o pâlnie de separare. Cu alte cuvinte, aceasta este separarea unei substanțe dintr-un amestec de dizolvarea a unei substanțe într-un solvent adecvat. Solventul de extracție poate fi utilizat analitic pentru concentrare sau de respingere a unei substanțe sau pentru separarea amestecurilor. Acest proces de obicei separă un compus solubil de un compus insolubil. Extracția cu solvent este utilizată în prelucrarae nucleară, prelucrarea minereurilor, producția de compuși organici fini, prelucrarea parfumurilor și în alte industrii. Metoda poate fi utilizată pentru extracția unei game largi de specii care nu sunt volatile sau semivolatile din apă cu ajutorul unor echipamente de laborator, utilizarea sa este în scădere în majoritatea situațiilor, deoarece solvenții de puritatea cerută tind să fie costisitori și pot provoca probleme cu eliminarea lor [13].
Prin extracția cu solvenți se întelege separarea unuia sau mai multor componente dintr-un material solid sau lichid cu ajutorul solvenților.
Operația se bazează pe diferența de solubilitate a acestor substanțe într-un dizolvant corespunzător.
Extracția poate fi folosită la purificarea și separarea substanțelor lichide dintr-un amestec de substanțe parțial miscibile și separarea unor substanțe solide din amestecuri.
Aceasta operație, separarea unor substanțe solide dintr-un amestec, are numeroase aplicații printre care și aceea de obținere a unor componente din produși animalici cu ajutorul unui dizolvant corespunzător.
Extracția se face cu un solvent, care dizolvă numai substanța dorită și nu influentează celelalte componente ale amestecului. Pentru extracție se folosesc în majoritatea cazurilor: solvenți organici(eter, alcool, acetona, benzen), din care unii sunt aplicabili nu numai extracției substanțelor organice, dar și substanțelor anorganice dizolvate.
Pentru extracție se folosesc următoarele aparate :
– pâlnii de separare,
– aparate Soxhlet,
– extractoare speciale.
În figura 4.1. sunt prezentate schițele unor extractoare continue solid-lichid, aceste extractoare sunt alcătuite din următoarele părți componente :
1 – corpul extractorului,
2 – refrigerent de reflux,
3 – cartuș din material poros,
4 – solid supus extracției,
5 – balon de distilare,
6 – tub pentru introducerea solventului utilizarat.
Figura 4.1 Extractoare de tip solid-lichid
Solventul din balon se evapora încet, iar condensatul picură într-un tub în care se găsește substanțe pentru extracție, după care curge înapoi în balon realizâdu-se astfel o concentrare a solventului cu substanța extrasă.
Compusul solid (4) se introduce într-un cartuș (3) confecționat din carton poros, hîrtie de filtru etc; vaporii de solvent produși prin fierbere în balon (5) se ridică prin tubul larg (7) și sunt condensați în refrigerent (2); picăturile de solvent curat străbat solidul și se scurg prin tub (6) înapoi în balon (5). Se observă că aparatul schițat în figura 4.1 b numit percolator diferă de cel schițat în figura 4.1 a prin aceea ca solventul S umple mai întâi spațiul în care se găsește cartușul cu substanța solidă și numai după depăsirea nivelului se scurge înapoi în balon (5) prin tub (6).
Normal, aparatele de acest tip necesită cantități mai mari de solvent S însa eficiența extracției este mai mare deoarece întreaga cantitate de solid se află în continuu scfufundată în lichid. La lucrul cu percolatorul se va urmări ca patronul cu solid să depașească în înălțime stratul de lichid din corpul aparatului, deoarece cartișul joacă și rol de filtru.
Daca tubul (6) din figura 4.1 b. se înlocuiește cu un sifon se obține schema de principiu a extractorului de tip Soxhlet (figura 4.2.) cu care se efectuează o extracție simpla cu contact multiplu, iar în figura 4.3. este prezentat un cartuș de extracție.
Aparatul Soxhlet propriu-zis se compune din :
– corpul extractorului;
– refrigerent de reflux;
– cartuș (patron) din material poros;
– solid expus extracției;
– balon de distilare;
– tub pentru întoarcerea solventului;
– tub pentru vapori.
Figura 4.2. Aparat Soxhlet Figura 4.3. Pahar de hartie pentru extracție
Extracția prin macerare constă în amestecul fazei solide cu solventul, urmată de filtrarea soluției obținute. În scopul măririi randamentului operației se vor efectua macerări repetate cu cantități mici de solvent proaspăt în loc de o singură macerare cu întreaga cantitate de solvent [web 2].
4.4 Extracția cu fluide supercritice (SFE)
Extracția cu fluide supercritice este modul cel mai eficient și eficace pentru a extrage constituenții vegetali. Supercritic Fluid Extraction (SFE) este procesul de separare a unui component (extracție) de altul ( matricea) folosind fluide supercritice și anume, CO2 ca solvent de extracție. CO2 este solvent de extracție pentru plante. Condițiile de extracție pentru emisiile de CO2 supercritic sunt: temperatura critică de 31°C și presiunea critică de 74 bari.
Fluidele supercritice sunt gaze foarte comprimate, care au combinate proprietățile de gaze și lichide. Fluidele supercritice pot duce la reacții, care sunt dificile sau chiar imposibil de realizat în solvenți convenționali. Este un proces rapid care poate ține de la 10 minute până la 60 minute. Un fluid supercritic nu lasă nici o urmă la separare și se obține un reziduu pur.
Extracția poate fi definită ca îndepărtarea materialului solubil de la un insolubil reziduu, fie lichid sau solid, prin tratare cu un solvent lichid. Prin urmare, este un proces care depinde de fenomenele de transfer de masă. Factorul de control al ratei de extracție este în mod normal viteza de difuzie a substanței dizolvate prin stratul limită al lichidului de interfață.
Extracția implică separarea porțiunilor active ale plantelor sau țesuturilor animale din componentele inactive sau inerte utilizând solvenți selectivi în procesele standard. Produsele astfel obținute din plante sunt lichide relativ impure, semisolide sau pulberi destinate numai pentru uz oral sau extern. Extracția continuă este folosită în scopul de a obține randamente îmbunătățite de droguri derivate din surse vegetale și animale.
Adesea analiza materialelor complexe necesită o etapă preliminară, separarea analitului sau analiților dintr-o matrice eșantion. În mod ideal, metoda ar trebui să fie rapidă, simplă și ieftină; ar trebui să dea recuperarea cantitativă a analiților fără pierderi sau degradare; ar trebui să producă o soluție de analit care este suficient de concentrată pentru a permite măsurarea finală efectuată fără a fi nevoie de concentrare; ar trebui să genereze deșeuri de laborator puține sau deloc care trebuie eliminate.
În timp ce multe extracții și componenți puri ale acestor specii sunt deja în uz, în scopuri nutriționale și de sănătate umană, alții reprezintă potențial de noi aplicații care implică plante ale căror cunoștințe, în cele mai multe cazuri, au fost empiric stabilite sau nu au încă o acoperire științifică.
Interesul remarcabil al comunității științifice pe această tehnologie a fost condusă de dioxidul de carbon (CO2), solventul cel mai utilizat în stare supercritică, ale cărui proprietăți pot fi reglate pentru a oferi extracte cu compoziții dorite (îmbunătățirile selectivității), în timp ce asigură un proces de separare inofensiv atât pentru sănătatea umană, cât și pentru mediu. Alți solvenți (de exemplu etan, propan) au fost, de asemenea obiect de cercetare, dar utilizarea lor nu este la fel de răspândită ca și dioxidul de carbon, iar din acest motiv accentul acestei analize este pe dioxidului de carbon supercritic (SC – CO2 ) .
Uleiul esențial din plante se află în topul clasamentului general obținut prin distilarea cu vapori de apă. Această categorie de extracte a fost zona centrală a cercetării privind SFE de biomasă naturală din anul 2000, deoarece include uleiuri de specialitate valoroase. Deși randamentele de extracție obținute prin angajarea de SC – CO2 sunt destul de flexibile, este comun pentru a stabili uleiuri esențiale ca un grup de extracte naturale care conțin până la 5 % din materia uscată vegetală. Prezența compușilor bioactivi face ca uleiurile esențiale să fie interesante pentru numeroase aplicații. În ceea ce privește relevanța lor comercială, ele sunt aplicate pe o scară largă de segmente, cum ar fi: arome, parfumuri, ingrediente alimentare, nutriționale, fitofarmaceutice și cosmetice.
Diferite abordări pot fi găsite în literatura de specialitate cu privire la SFE pentru uleiuri esențiale :
– pentru speciile noi sau neobișnuite de plante, SFE este uneori folosită pur și simplu ca o metodă de explorare care oferă noi extracte;
– pentru speciile a căror extracte și compuși bioactivi sunt cunoscuți, avantajele SFE-ului ar fi o tehnologie alternativă, făcându-se comparații cu alte metode (extracție cu solvent organic sau distilare);
-sporirea concentrației de bioactiv sau compuși înrudiți în extractele prin fracționare supercritică [13].
Timp de mulți ani, una dintre cele mai frecvente metode de efectuarea separărilor analitice pe probe de mediu, farmaceutice, produse alimentare și petrol complexe au fost bazate pe extragerea eșantionului global cu hidrocarburi clorurate sau solvenți organici cu ajutorul unui extractor Soxhlet. Extracția lichidă, frecvent, nu reușește să îndeplinească mai multe criteriile ideale. Aceasta are nevoie de obicei de mai multe ore sau mai mult timp pentru a realiza satisfăcător recuperarea de substanțe de analizat și chiar , uneori, nu reușește să o facă. Costurile de solvent sunt adesea mari. Soluțiile de analizat de multe ori se diluează astfel încât se pierd pănă ajunge să se realizeze extracția.
Fluidele supercritice au fost utilizate pentru separarea analiților din matrice din mai multe probe pentru industrie și agenții guvernamentale deoarece utilizarea de reactivi de acest tip au ca scop evitarea multor problemele ale extractanțiilor cu lichizi organici.
Fluidele supercritice au fost folosite din secolul trecut cu ajutorul toluenului supercritic în petrol și în rafinarea petrolului de șist. Apa supercritică este investigată ca mijloc de distrugere a deșeurilor toxice și ca mediu de sinteză neobișnuit. Cel mai mare interes de cercetare pentru ultimul deceniu a fost CO2 supercritic, deoarece are temperatură critică (310C), astfel materialele biologice pot fi prelucrate la temperaturi în jur de 350C. Densitatea CO2 supercritic la aproximativ 200 bari presiune este aproape de cel al hexanului, iar caracteristicile de solvatare sunt asemanatoare tot cu ale hexanului, acționând ca un solvent nepolar. În jurul regiunii supercritice, CO2 poate dizolva trigliceridele la concentrații de până la 1% în masă. Avantajul major este ca o mică reducere a temperaturii sau o reducere ceva mai mare a tensiunii, va duce la aproape întreaga substanță dizolvată de precipitare în condiții supercritice.
Fluidele supercritice pot produce un produs fără reziduuri de solvent. Exemple de produse la scară de producție includ: decofeinizarea cafelei, carnea scăzută în grăsimi, ulei de ficat de rechin etc. Caracteristicile de solvatare ale CO2 supercritic pot fi modificate prin adăugarea unui agent de antrenare, cum ar fi etanolul, însă un agent de antrenare rămâne un rest de solvent în produs, anulând unele dintre avantajele extracției.
SFE este definit în mod tradițional ca o tehnologie de înaltă presiune (P) și această variabilă este o importanță supremă pentru multe aspecte tehnice și economice ale acestui proces. Proprietatea cea mai directă predispusă să fie afectată de variațiile de presiune este densitatea (ρ), care poate fi folosită pentru a percepe cât de aproape SC – CO2 ajunge la o putere solvent lichid. Studiul influenței densității asupra comportamentului SFE-ului (strâns legate de solvent putere), presiunea este o variabilă, deoarece oferă marje de manipulare considerabile mai mari decât temperatură. De fapt, în timp ce presiunea variază de până la 8 sau 10 ori, valorile minime uzuale investigate în experimente (circa 100 bari ), temperatura este de multe ori restrânsă, adică de până la 3 ori mai scăzută de 40°C .
În experimente apar densitățile maxime și minime studiate și au fost reprezentate grafic în P-T coordonate, se observă că se concentreză în mod obișnuit pe presiune 100-400 bari și se ia ca valoare temperatura considerată, densitatea poate varia între 200 – 900 kg·m3. Interdependența dintre presiune și densitate apare foarte des în experimente: de exemplu, o inter-relație sensibilă este vizibilă la presiuni joase (de exemplu, 100 bari), unde densitățile pot oscila până la 70% la 40°C la 100°C, în timp ce la presiunile mai mari ( de exemplu, 400 bari) oscilațiile corespunzătoare ating doar un maxim de 20 %.
Aplicarea de cosolvenți în experimentele de SFE a fost dominată de etanol, care a fost ales în 53% din lucrările care implică agenții de antrenare. Etanolul este un solvent inofensiv atât pentru sănătatea umană cât și nivelul mediului (cum ar fi SC-CO2) și acest lucru este un avantaj puternic comparativ cu n-hexan sau chiar metanol, în special atunci când SFE este dedicat aplicațiilor în alimentație, cosmetică sau industria farmaceutică. Pe lângă avantajele menționate, etanolul este substanțial polar ceea ce înseamnă că adăugarea de cantități mici poate crește în mod expresiv polaritatea solventului supercritic. În plus, metanolul vine al doilea, cu o pondere de 21%, și este urmat de apă și diclormetan, cu 5% și 3%. În ciuda faptului ca etanolul este mai polar, metanolul ridică probleme pentru sănătatea umană, un fapt care descurajează utilizarea pe scară largă a acesteia. De fapt, acesta este abandonat progresiv în zilele noastre [14].
Un fluid supercritic este orice substanță care poate ajunge la o temperatură și presiune aproape de punctul critică. Se poate difuza prin solide, cum ar fi un gazul și poate dizolva materiale cum ar fi un lichid. În plus, aproape de punctul critic, se produc mici modificări în urma presiunii sau temperaturii și schimbări mari în densitate, permițând multor proprietăți ale unui fluid supercritic să fie "perfecționate". Fluidele supercritice sunt potrivite ca un substitut pentru solvenții organici într-o gamă industrială și proceduri de laborator. Dioxidul de carbon și apa sunt cele mai frecvent utilizate fluide supercritice, fiind utilizate pentru decafeinizarea, respectiv generarea de energie.
Există 2 tipuri de extracție cu CO2:
extracție la rece de presiune joasă: implică CO2 răcit la 35-550F și pompat printr-un materialul vegetal între 800-1500 ψ.
extracția supercritică: aceasta implică încălzirea CO2 mai sus de 870F și pomparea mai sus de 1100 ψ. De obicei, acest lucru este între 6000 la 10000 ψ. CO2, fluid supercritic, poate fi cel mai bine descris ca o ceață densă atunci când CO2 este folosit în stare lichidă densă. CO2 de joasă presiune este de multe ori cea mai bună metodă pentru producerea de extracte din plante de înaltă calitate. Rata de încărcare de CO2 în această stare înseamnă a avea mai mult CO2 pompat prin plantă. Rata de încărcare este de obicei 10-40 de volume. Din acest motiv este important de a avea CO2 pompat, care este mult mai rapid. Rata de încărcare este de 2-10 volume și o gamă largă de utilizări.
Proprietățile fluidelor supercritice:
fluidele supercritice aunt gaze foarte comprimate, care combină proprietăți de gaze și lichide;
fluidele supercritice pot duce la reacții, care sunt dificil sau chiar imposibil de realizat în solvenți convenționali;
fluidele supercritice au o putere de solvent similară cu hidrocarburile ușoare, pentru o mai mare dizolvare a substanțelor. Cu toate acestea, compuși fluorurați sunt adesea mai solubili în CO2 supercritic decât în hidrocarburi; această solubilitate crescută este importantă pentru polimerizare;
solubilitatea crește odată cu creșterea densității (creșterea presiunii). Expansiunea rapidă a soluțiilor supercritice conduc la precipitarea unui solid fin divizat. Aceasta este o caracteristică esențială a reactoarelor;
fluidele sunt de obicei miscibil permanent cu gazele (de exemplu: N2 sau H2), iar acest lucru duce la concentrații mult mai mari de gaze dizolvate decât poate fi realizate în solvenții convenționali.
În termeni generali, fluidele supercritice au proprietăți între cele ale unui gaz și ale unui lichid.
Tabel 4..1 Proprietățile critice pentru anumite componente utilizate în mod obișnuit ca fluid supercritic
Proprietățile critice ale diverșilor solvenți (Reid, 1987)
Tabel 4.2. Densitatea, difuziunea și vâscozitatea diferitelor lichide, gaze și fluide supercritice
Compararea gazelor, fluidelor supercritice și lichidelor
Diagrama de fază
Figura 4.2. Diagrama de fază temperatură-presiune pentru dioxidul de carbon
Figura 4.3. Diagrama de fază densitate-presiune pentru dioxidul de carbon
Figurile 4.2. și 4.3. prezintă proiecțiile de diagrame de faze. În diagrama de fază, pentru presiune-temperatură (figura 4.2.) fierberea separă regiunea de gaz și lichid și se termină în punctul critic, în care lichidul și gazul dispar pentru a deveni o singură fază supercritică. Acest lucru poate fi observat în diagrama de fază densitate-presiune pentru dioxid de carbon (figura 4.3.). Mult sub temperatura critică, de exemplu 280 K, pe măsură ce crește presiunea, gazele comprimate și în cele din urmă (la peste 40 bar) condensează într-un lichid mult mai dens ce rezultă din discontinuitatea liniei (linia punctată vertical). Sistemul este format din două faze în echilibru, un lichid dens și un gaz de joasă densitate. Deoarece temperatura critică este abordată (300 K) densitatea gazului la echilibru devine mai dens, iar cea a lichidului inferior. La punctul critic (304.1 K și 7,38 Mpa – 73,8 bar) nu există nici o diferență de densitate, iar cele două faze devin o fază fluidă. Astfel, peste temperatura critică, un gaz nu poate fi lichefiat prin presiune. La puțin peste temperatura critică (310 K) în imediata apropiere a presiunii critice, linia este aproape verticală. O mică creștere a presiunii provoacă o creștere mare în densitatea fazei supercritice. Multe alte proprietăți fizice arată, de asemenea, gradienți mari cu presiune în apropierea punctului critic, de exemplu: vâscozitate, permitivitatea relativă și tăria solventului, care sunt strâns legate de densitate. La temperaturi mai ridicate lichidul începe să se comporte ca un gaz, așa cum se poate observa în figura 4.3. Pentru dioxidul de carbon la 400 K, densitatea crește aproape liniar cu presiune [13].
Aparatul trebuie să conțină o pompă pentru CO2, o celulă de presiune care conține proba, un mijloc de menținere a presiunii în sistem și un vas de colectare. Lichidul este pompat într-o zonă de încălzire, încălzirea se face la condiții supercritice. Apoi trece în vasul de extracție, unde difuzează rapid în matricea solidă și dizolvă materialul ce va fi extras. Materialul dizolvat, din celula de extracție, este trimis într-un separator la presiune mai mică și se stabilizează afară din separator. CO2 poate fi apoi răcit, recomprimat și reciclat sau evacuat în atmosferă.
Dioxidul de carbon este, de obicei, sub formă de lichid pompat sub 5°C și o presiune de aproximativ 50 bari. Solventul este pompat sub forma unui lichid aproape incompresibil. În timpul traseului o mare parte din fluidul supercritic va fi ,,consumat” în comprimarea lui, decât în pomparea sa. Pentru extracții la scară mică (până la câteva grame/minut) sunt folosite adesea pompe
cu piston sau seringi. Pentru extracțiile la scară mai mare sunt folosite pompe cu diafragmă. Capetele pompei vor necesita răcire și dioxidul de carbon va fi răcit înainte de intrare în pompă.
Recipientele sub presiune pot varia de la un tub simplu până la recipiente mai complexe cu accesorii de eliberare rapidă. Presiunea minimă care poate fi folosită este de 74 bari, cele mai multe extracții sunt efectuate la mai puțin de 350 bari. Uneori sunt necesare presiunile mai mari pentru extracțiile uleiurilor vegetale, presiunea este de 800 bari, pentru miscibilitatea completă a celor două faze.
Recipientul trebuie să prezinte un mijloc de încălzire Acesta poate fi plasat în interiorul unui cuptor pentru recipiente mici sau ulei sau săculeți încălziți electric pentru recipiente mai mari. Recipientele care sunt prevăzute cu garnituri de cauciuc nu se folosesc pentru că CO2 umflă, dizolvă sau rupe cauciucul la depresurizare.
Într-un sistem mai mic (până la aproximativ 10 ml/min) poate fi utilizat un restrictor simplu, acesta poate fi un tub capilar sau o supapă cu ac care poate fi ajustat pentru a menține presiunea la debite diferite. Într-un sistem mai mare este folosit un regulator de contrapresiune, acesta menține presiunea în amonte prin intermediul unui arc, aer comprimat sau supapa condusă electric. Oricare metodă este folosită, încălzirea trebuie să fie furnizată în calitatea de extindere adiabatică a rezultatelor de CO2 din răcire. Acest lucru ridică o problemă dacă apa sau alte materiale extrase din probe sunt prezente în eșantioane, în limitator sau supapă deoarece pot îngheța și pot provoca blocaje.
Solventul supercritic este trecut într-un vas la o presiune mai mică decât recipientele de extracție. Densitatea și puterea de dizolvare ale fluidelor supercritice variază puternic cu presiune și solubilitatea din CO2. Este posibil să se fracționeze materialul dizolvat folosind o serie de recipiente pentru reducerea presiunii. Pentru extracția fluidelor supercritice analitice, presiunea este de obicei scăzută și CO2 gazos este barbotat prin solvent pentru a capta componenții principali.
Fluidul este răcit înainte de pompare pentru a menține condițiile lichidului și apoi încălzit după presurizare. Pe măsură ce fluidul este expandat în separator, recipientul trebuie să fie încălzit pentru a evita răcirea excesivă. Pentru extracțiile de mici dimensiuni (figura 4.4) cum ar fi cele de analiză, este suficient de a preîncălzi fluidul pe toată lungimea tubului într-un cuptor care conține celula de extracție. Limitatorul este încălzit electric. Pentru sistemele mai mari, energia necesară în timpul fiecărei etape a procesului poate fi calculată utilizând proprietățile termodinamice ale fluidului supercritic [15].
Există două etape esențiale pentru SFE:
transportul de la particulele solide la suprafață (transportul se poate face prin difuzie),
dizolvarea în fluidul supercritic.
Figura 4.4. Schema de aparat SFE
Amestecul optim va depinde de scopul extracției. Analiza extracție determină conținutul antioxidant dintr-un polimer, apoi factorii esențiali ale extracție complete în cel mai scurt timp. Cu toate acestea, pentru producerea unui extras al uleiului esențial de la o plantă, cantitatea de CO2 folosită va avea un cost semnificativ, dar nu obligatoriu, un randament de 70-80% poate fi suficient pentru a asigura rentabilitatea economică. Într-un alt caz, selectivitatea poate fi mai importantă și o rata de extracție va fi mai scăzută.
În general, presiunea mai mare va crește solubilitatea. Temperatura scăzută duce la punctul critic, creșterea temperaturii determină o scădere a densității, în consecință a puterii de dizolvare. La presiunea aflată mult peste punctul critic, solubilitatea poate crește odată cu temperatura. Adăugarea de niveluri scăzute de modificatori (uneori numite entrainers), cum ar fi metanolul și etanolul, poate de asemenea să crească solubilitatea, în special a compușilor polari [16].
Debitul de CO2 trebuie să fie măsurat în termen de flux de masă decât în volum, deoarece densitatea CO2 se schimbă în raport cu temperatura, înaintea introducerii lichidului la capetele de pompă și în timpul compresie. Debitmetrele Coriolis sunt cele mai utilizate pentru a realiza astfel de fluxuri. Pentru a maximiza rata de extragere, debitul trebuie să fie suficient de mare pentru ca extragerea să fie complet limitată difuziunii. Pentru a minimiza cantitatea de solvent utilizat, extracția ar trebui să fie complet limitată solubilității. Prin urmare, se determină în funcție de diferiți factorii: constante de timp, costurile solvenților, costurile de capital ale pompelor, radiatoarelor și schimbătoarelor de căldură. Rata optimă de curgere trebuie să se situeze în regiunea în care solubilitatea și difuziunea sunt factori semnificativi.
Avantajele exracției cu fluide supercritice sunt următoarele:
îmbunătățire de mediu și contaminarea redusă a produsului;
SFE este o alternativă la extracție lichid-lichid utilizând solvenți, cum ar fi hexanul sau diclormetanul. Vor exista unii solvenți reziduali lăsați în extract și matrice, va mai exista și un nivel de contaminare a mediului din utilizarea lor. În schimb, dioxidul de carbon este ușor de îndepărtat, pur și simplu, prin reducerea presiunii, lăsând aproape nici o urmă și este inofensiv asupra mediului. Utilizarea de SFE cu CO2 este aprobat de către Soil Association pentru produsele ecologice. CO2 este utilizat în mare măsură în procesele industriale, iar utilizarea sa în SFE nu produce emisii suplimentare.
Puterea unui fluid supercritic poate varia prin schimbarea presiunii și într-o mică măsură prin temperatură. De exemplu, uleiurile volatile pot fi extrase dintr-o plantă cu presiuni scăzute (100 bari), în timp ce extracția cu lichid ar elimina lipidele. Lipidele pot fi îndepărtate folosind CO2 pur la presiune mai mare, iar apoi fosfolipide pot fi îndepărtate prin adăugarea de etanol în solvent.
Viteza este un proces rapid și finalizat în 10 până la 60 minute. Difuziunile sunt mult mai rapide în fluide supercritice decât în lichide, de aceea extracțiile se realizează mai repede. De asemenea, nu există nici o tensiune superficială și vâscozitățile sunt mult mai mici decât în lichide, astfel încât solventul poate pătrunde prin porii mici din matricea, acestia fiind inaccesibili lichidelor.
Un fluid supercritic poate fi separat de analit prin presiune simplă de eliberare. Fluide supercritice sunt ieftine, inert și netoxice, astfel, ele sunt ușor eliminate [14].
4.5 Hidrodistilarea (HD)
Diferite metode care pot fi utilizate pentru extracția compușilor volatili din plante include tehnici, cum ar fi spațiul superior de eșantionare statică-headspace (SHS), de eliminare și capturare (P & T) și microextracție în fază solidă (SPME). Monoterpenele pot fi sensibile la modificările chimice sub distilarea cu abur și chiar extracția cu solvent convențional în timpul îndepărtării solventului prin distilare. Pe partea superioară statică (SHS) și tehnicile de eliminare și capturare (P & T) sunt mai simple, mai rapide și fără solvent. SHS a fost aplicată pe scară largă pentru analiza compușilor volatili deoarece faza de extracție (aer, heliu sau azot) este compatibilă cu cromatografia de gaze. Cu toate acestea SHS are unele limitări, cum ar fi sensibilitate scăzută și risc de contaminare încrucișată.
O alternativă la eșantionare în spațiul superior tradițional este SPME care este o tehnică rapidă, simplă, ieftină și fără solvenți foarte stabili pentru analiza compușilor volatili, semivolatili în diferite tipuri de probe. SPME a fost utilizată cu succes pentru analiza calitativă a diferitelor produse alimentare și arome. Eficiența extracției și reproductibilitatea prin tehnica SPME sunt afectate prin modificarea matricei, extracției, timpului de desorbție, temperaturii de incubare, volumului de probe și alte tratamente la care este supusă probă.
SPME permite multe posibilități în analiza aromei. Acesta a fost folosit cu succes pentru analiza chimică a diferitelor materiale vegetale, cum ar fi condimente, fructe, flori, cafea, poluanți din probe de mediu și produse farmaceutice [17].
Melissa officinalis L. este cultivată ca o plantă medicinală. Uleiul volatil deține poziția înaltă între o diversitate de plante aromatice cultivate în întreaga lume. Acesta a fost folosită în Grecia și Roma Antică ca un tratament topic pentru răni. În Evul Mediu a fost folosită ca un sedativ și în secolul al XVII-lea s-a pretins că ar putea îmbunătăți starea de spirit și de a stimula gândirea limpede. Acesta este listat în Farmacopeea Europeană pentru efectele: carminativ, digestiv, stimulatoar, calmant, antiseptic, antimicrobian, antioxidant, inhibă activitatea tiroidei și activități sudorifice.
Melisa a fost găsită ca prezentând activitate de receptor de acetilcolină CNS, cu atât cu cât proprietățile nicotinice și muscarinice sunt prezente. Testarea in vitro a identificat anti-HIV, o activitate împotriva HIV-1, împotriva activități antitumorală și transcriptazei inverse. Pe plan extern, este folosită pentru a trata herpesul, răni, gută, mușcături de insecte și ca insecticid [18].
Mai mult decât atât, frunzele sunt utilizate în medicina tradițională pentru a pregăti un ceai pentru efectele sale calmante și spasmolitice nervoase. În practică uleiul de melisă este adesea prescris în asociere cu alte medicamente, făcând astfel dificilă determinarea eficacității acestei plante individual.
Investigația fito-chimică a plantei a relevat prezența de flavonoide (quercetina, ramnocitrina, apigenin-7-glucozida, kempferol, luteolina, luteolin-7-glucozida, ramnazina și cinarozida), terpene și acizi triterpenici (ursolic și acid oleanolic), acid cafeic și acidul rozmarinic, mono- și sesquiterpene, substanțe fenolice și taninuri.
A fost raportă compoziția uleiului esențial de Melissa officinalis (frunze) folosind tehnica HD-SPME și rezultatele analizei chimice obținute au fost comparate cu cele obținute prin hidrodistilarea convențională [19].
A fost utilizată Melissa officinalis colectată de la Banca de gene de III M. Srinagar, unde este cultivată ca o plantă medicinală. După identificarea corectă, a fost depusă în Herbarul de la Institutul Indian de Medicina Integrativă, Srinagar. Frunze proaspete de Melissa officinalis au fost supuse timp de 3 ore hidrodistilării, utilizând un aparat de tip Clevenger modificat.
Frunzele proaspete ale plantei au fost supuse chemoprofilingului folosind spațiul de început în faza solidă microextracție (HD-SPME) cuplat cu gaz-cromatograf și masă-spectrometru (GC-MS). Proba (2 g) a fost plasată într-un flacon de 30 ml, apoi a fost sigilată cu un vârf care conține un sept căptușit cu teflon cu dop filetat. Fibra a fost apoi retrasă și introdusă în injectorul cromatografului de gaze cuplat cu spectrometrul de masă. Desorbție a fost efectuată timp de 5 min cu injectorul la 250°C și în modul nedivizat.
Rezultatele analizei chimice obținute obținute cu ajutorul hidrodistilării și HS-SPME sunt prezentate în tabelul 4.3.
Tabelul 4.3. Compoziția pe clase a compușilor din HS-SPME (SA) și hidrodistilare (HD) a uleiului esențial dinfrunzele Melissei officinalis
Analiza HD-SPME a condus la identificarea a 22 de componenți volatili reprezentând 99,1% din totalul componenților identificați. Compoziția chimică a Melissei officinalis (frunze) este prezentată de: monoterpene (78,5%) și sesquiterpenoidelor (14,9%). Componentele majore identificate în extractul HS-SPME au fost: citronelal (31,1%), citronelool (18,3%), β-cariofilen (12,0%), (E) -citral (11,9%), (Z) -citral (9,6%) , geraniol (3,6%), (Z) -β-ocimene (3,1%) și l-octen-3-ol (2,0%) (fig.4.5.). Aburul uleiului esențial distilat a condus la identificarea a 24 constituenți volatili care reprezintă 98,1% din totalul compușilor identificați. Compoziția chimică a uleiului esențial format în principal din monoterpene (57,8%) și sesquiterpene (29,7%). Principalele componente ale uleiului esențial sunt: (Z) -citral (19,6%), β-cariofilenă (13,2%), (E) -citral (11,2%), citronelal (10,2%), germacrede-D (8,3%), δ-3-carene (5,0%), 6-metil-5-hepten-2-onă (3,7%) și acetat de citronelil (3,7%).
Figura 4.5. Distribuție pe clasă a compusilor din HS-SPME (SA) și hidrodistilare
(HD) a uleiului esențial dinfrunzele Melissei officinalis
Hidrodistilarea este cea mai populară și utilizată pe scară largă, dar costurile metodei pentru extragerea uleiurilor esențiale are anumite dezavantaje serioase. Uleiurile esențiale cu apă au o mare solubilitate și sensibilitate la temperaturi. Unele dintre elementele constitutive fragile și termosensibile se pot descompune și rezultă resturi din cauza încălzirii. Există de asemenea un risc de a le obține carbonizate și astfel determinând un miros nedorit (notă de ars) al uleiul esențial. Acțiunea prelungită a apei fierbinte poate cauza hidroliza unor entități chimice importante ale uleiului esențial. Una dintre principalele dezavantaje ale hidrodistilării este că metoda necesită mult timp și cantitate mare de material vegetal.
Deoarece uleiul esențial este bogat în monoterpene, care sunt vulnerabile la schimbările chimice, la condițiile de distilare cu abur sau chiar extracție cu solvent, poate pierde din compuși volatili în timpul îndepărtării solventului. Există dovezi directe de pierdere a unor constituenți chimici majori și farmacologici minori din uleiul esențial obținut prin hidrodistilare în comparație cu cei obținuți cu ajutorul HD-SPME. La analiza comparativă a Meliasei officinalis (frunze), uleiul esențial, folosind HD-SPME și hidrodistilarea, este evident că cele două chemoprofile arată calitativ, precum și diferențele cantitative. Spre deosebire de abur, distilarea probei de melisă la HD-SPME a fost bogată în citronelool (18,3%) și prezintă în plus față de elementele constitutive minore: oxid limonen, trans-trandafir-oxid, α-bergamotenă și izocetonă. Pe de altă parte, cum ar fi componentele δ-3-carene, 3-octanol, cis-verbenol, mirtenol, acetat geranil, δ-cadinene și α-copaene au fost găsite în aburul distilarii probei, regăsindu-se în clasele de compuși din tabelul4.3. [20].
Rapoartele anterioare arată că uleiul esențial din roiniță este format din compuși importanți, cum ar fi E-cariofilen și oxid-cariofilen în plus față de elementele constitutive majore, cum ar fi citronelal, neral și geranial. Literatura arată că uleiul esențial de Melissa officinalis subsp. Officinalis conține cantități semnificative de citral sau citronelal, în timp ce Melissa officinalis subps. Altissima conține numai urme. Au fost identificate principalele componente ale uleiurilor din frunzele de cultură a Melissei officinalis subsp. Altissima de origine greacă, cum ar fi β-cariofilena (7.27-12.66%), germacren-D (34.79-51.50%), sabiena (0.91-14.68%) și β-pinen (0.52-8.03%). Acești compuși au fost de asemenea detectați ca fiind constituenți principali din studiile prezente, cu excepția sabinenului.
Raportul privind compoziția chimică a uleiului esențial de Melissa officinalis a fost determinat utilizând două tehnici diferite și anume, hidrodistilarea și HD-SPME. Din cele două tehnici (hidrodistilarea și HD-SPME) se concluzionează că componentele volatile ale Melissei officinalis arată atât calitativ cât și diferențele cantitative. Pe de o parte hidrodistilare a condus la identificarea a 24 de constituenți volatili și pe de altă parte s-au identificat doar 22 constituenți folosind tehnica HD-SPME. Variația compoziției chimice pot fi atribuită formării de urme în timpul hidrodistilării.
Raportul profilului chimic din uleiul esențial de Melissa officinalis oferă informații suplimentare despre aprofundarea chimică diversă în compoziția chimică a uleiului esențial. De asemenea, HD-SPME este o metodă rapidă, simplă și ecologică pentru ecranizarea ulei esențial de plante aromatice. Acest proces nou poate produce ulei esențial sub formă concentrată, liberă de orice reziduu al solvenților, contaminanți sau urme [21].
4.6 Extracția cu microunde (SFME)
Extracția cu microunde fără solvenți (SFME) a fost propusă ca ‘‘metodă verde’’ pentru extragerea uleiului esențial din plantele aromatice, care sunt folosite pe scară largă în diferite industrii. Această tehnică este o combinație de încălzire cu microunde și distilare uscată realizată la presiune atmosferică, fără a adauga apă sau solvent. Izolarea și concentrația de compuși volatili se efectuează într-un singur mecanism.
Mecanismul extracției se bazează pe capacitatea uleiurilor volatile de a se dizolva în apă. De fapt, solubilizarea este o etapă limitantă și solubilitatea devine parametrul esențial în procesul de extracție selectivă. Uleiurile esențiale conțin compuși organici care absorb puternic energia microundelor [22].
Extracția cu microunde fără solvenți a fost dezvoltată în 2004, fiind bazată pe un principiu relativ simplu, acest procedeu constă prin distilarea uscată asistată cu microunde a unei matrice de plantă proaspătă, fără adăugare de apă sau orice solvent organic. Încălzirea selectivă a conținutului vegetal determină umflarea țesuturilor și glandele secretoare ale materialului vegetal care se sparg. Acest proces a fost aplicat mai multor tipuri de plante proaspete și uscate, cum ar fi condimentele (chimen indian, chimen și anason stelat), ierburi aromatice (busuioc, mentă și roiniță), citrice [23].
Solventul liber al extracției cu microunde și hidrodistilarea furnizează extracte cu compoziții chimice care sunt similare calitativ. Cu toate acestea, cantitățile substanțiale mai mari de compuși oxigenați și cantitățile mai mici de monoterpene sunt prezente în extractul SFME. Monoterpenele sunt mai puțin valoroase decât compușii oxigenați (terpenoide) si aceștia aduc numai o contribuție minoră la parfumul uleiului esențial. Scurtarea timpului de extracție și cantitatea de apă scăzută în metoda SFME reduce deteriorarea componenților (hidroliză, esterificare sau oxidare) și formarea produșilor secundari [24].
Extracția este realizată într-un cuptor cu microunde. Acesta este un reactor cu microunde multimod 2,45 GHz cu puterea maxim de 900W livrat treptat în 10W. Pe parcursul experimentului timpul, temperatura, presiunea și puterea sunt controlate cu ajutorul unui soft.
Operația SFME este realizată la presiune atmosferică, materialul vegetal proaspăt este încălzit cu ajutorul unei puteri fixe de 150W fără să fie adăugat solvent sau apă. Uleiul esențial și apa aromatică au fost pur și simplu separate prin decantare. Uleiul esențial este colectat, uscat cu sulfat de sodiu anhidru și se depozitează la 4ºC până la analiza ulterioară.
Microundele reprezintă radiația electromagnetică în domeniul de frecvență situat între 0,3 și 300 GHz (corespunzătoare lungimiilor de undă între 0,1 și 100 cm-1). Acestea se situează între frecvențele radio și infraroșu. Microundele pot fi utilizate pentru încălzirea materialelor, principiu bazat pe absorbția radiației și disiparea căldurii dezvoltate în interiorul materialului. Inițial, acest procedeu bazat pe microunde a fost utilizat pentru dezagregarea probelor solide cu scopul îndepărtării constituenților organici [25].
Aplicarea microundelor în procesele de separare și de extracție au demonstrat eficiența lor în obținerea uleiurilor esențiale. Progresele în extracția cu microunde asistată au dus la dezvoltarea mai multor tehnici, cum ar fi distilare cu microunde cu aer comprimat, cuptor cu microunde cu hidrodistilare în vid, cuptor cu microunde pentru hidrodistilare, extracție cu microunde fără solvenți, cuptor cu microunde de distilare cu abur accelerat, cuptor cu microunde prin hidrodifuzie și gravitate [26].
Metoda propusă, extracția cu microunde fără solvenți, este o combinație îndrăzneață de încălzire cu microunde și distilare uscată, aceasta conducând la uleiuri esențiale mai valoroase. În plus, metoda SFME oferă avantaje importante față de metodele tradiționale, și anume: timpul de extracție mai scurt (30 min pentru metoda SFME, iar 4,5 h pentru hidrodistilare), economisirea substanțială de energie, precum și o sarcină de mediu redus (mai puțin CO2 eliberat în atmosferă). Toate aceste avantaje fac SFME o alternativă bună pentru extracția uleiului esențial din plantele aromatice [27].
În tabelul 4.4. avem o comparare între uleiul esențial de roiniță obținut de la extracția cu microunde și hidrodistilare. Se observă că extracția cu microunde este mult mai eficientă decât hidrodistilarea.
Tabel 4.4. Extracția de uleiuri esențiale din roiniță: microunde vs. Hidrodistilare [28]
4.7 HPLC
HPLC este o metodă de a evalua coerența calitativă a plantei medicinale comerciale. O metodă simplă HPLC cu detector UV-VIS este dezvoltată pentru analiza de amprentă digitală și cuantificarea unor constituenți farmacologici activi (compuși de marcare).
Melissa officinalis L. a fost aleasă pentru acest studiu, deoarece acesta este utilizată pe scară largă ca un remediu aromat, culinar și medicinal. Descrierea celor 50 pick-uri au fost găsite în fiecare cromatogramă a unui extract de ulei esențial, inclusiv 12 pick-uri caracteristice satisfăcător. Valorile de similitudine și rezultatele analizei componenților principali au dezvăluit că toate probele au fost puternic corelate cu amprenta digitală de referință și poate fi clasificată cu precizie în raport cu consistența lor calitativă. Apoi, a fost realizată o cuantificare a acizilor fenolici selectați din probele studiate. Rezultatele au arătat că nivelurile de acizi fenolici, adică protocatehic, clorogenic, cafeic și rozmarinic au fost următoarele (mg / g de greutate uscată): 0.001-0.067, 0.010-0.333, 0.007-0.553, 0.047 – 0.705, 0.006-1.589 și 0.158-48.608. Analiza statistică a indicat că acidul rozmarinic se găsește în Melissa officinalis la cel mai înalt nivel, în timp ce acidul protocatehic are cel mai mic nivel. O inspecție detaliată a acestor date a arătat că amprentele digitale de referință cromatografică combinată cu cuantificarea constituenților activi farmacologici ale plantei pot fi folosiți ca o strategie eficientă pentru monitorizarea calității uleiului volatil de roiniță [29].
Melissa officinalis are o compoziție chimică complexă. Acesta conține acizi hidroxicinamici (până la 6% acid rozmarinic, acizi cafeic) și până la 0,37% dintr-un ulei esențial compus din mai mult de 40% din monoterpene și mai mult de 35% din sesquiterpene. Printre cele mai importante terpenoidele există citral, citronelal, geraniol, nerol, linalool și β-cariofilenă. Există și alți constituenți, de exemplu flavonoidele glicozide: luteolina, quercetina, apigenina și kamferol, precum și taninuri și triterpene acide (ursulic și oleanolic).
Unele proprietăți farmacologice au fost atribuite componenților principali. Uleiul esențial este considerat ca fi un principiu terapeutic responsabil pentru cele mai multe dintre activitățile biologice: spasmolitic, antimicrobian, antitumorale și antioxidant. Probele de plante provenite de la speciile Melissa officinalis L. sunt de asemenea folosite în medicina tradițională pentru tratarea diferitelor afecțiuni: cefalee, flatulență, colici, indigestie, anemie, nervozitate, vertij, stare de rău, astm, bronșită, sincopă, amenoree, insuficiență cardiacă, insomnie, epilepsie, depresie, psihoză, isterie, ulcere și răni. Prin urmare, extractele sale apoase și alcoolice sunt folosite în mod tradițional pentru acțiunea spasmolitică, sedativ nervoasă, antivirală și activităte antioxidantă.
Acizii fenolici sunt metaboliți secundari, care creează un grup mare de compuși naturali, au un spectru larg de activități biologice, aceștia sunt constituenți bioactivi importanti ai plantei. Printre acestea acizii rozmarinic, cafeic, clorogenic și protocatehic sunt deosebiți de interesanți. O analiză a literaturii arăta că acidul rozmarinic prezintă proprietăți antiinflamatoare, antibacteriene, și activități antivirale, reduce dermatita și previne boala Alzheimer. Acidul procatehic are antioxidanți puternici, antimicrobiene, antiinflamatoare, antitrombotic și activități anticancer. Acidul clorogenic prezintă proprietăți antiinflamatorii, antibacteriene, și antiobezitate, în timp ce acidul cafeic are proprietăți antiinflamatorii și antioxidante [30].
Evaluarea chimică al unui medicament pe bază de plante de calitate ar trebui să conțină două aspecte:
primul este identificarea și cuantificarea unuia sau mai mulți constituenți care au avut loc în cantitățile ridicate,
celălalt este dezvoltarea amprentei digitale chimice, care a fost introdusă și acceptată de către Organizația Mondială a Sănătății și de alte autorități ca o strategie de evaluare a calității medicamentelor pe bază de plante.
Dintre metodele de separare, care au fost recunoscute ca mijloace rapide și fiabile pentru identificarea și cuantificarea elementelor constitutive de medicamente pe bază de plante, HPLC este cea mai populară metodă și este utilizată pe scară largă în analiza amprento-digitală.
Până în prezent, din datele coerente lipsește despre evaluarea calității medicamentelor probele de plante prime de Melissa officinalis L. obținute din diferite produse fabricate în Polonia. Prin urmare, acest studiu este dezvoltat pe baza amprentei HPLC pentru cuantificarea compușilor fenolici selectați și pentru a evalua coerența între calitate-produs [31].
Nouăsprezece probe de Melissa officinalis L. au fost obținute de la diferite produse fabricate în Polonia. Probele au fost luate de pe teren, se omogenizează la 20° C timp 20 de secunde într-o zâșniță răcită cu apă. Înainte de analiză, probele au fost păstrate în recipiente de plastic închise la culoare. Compușii de referință, acizii procatehic, clorogenic, cafeic și rozmarinic, au fost achiziționați de la ChromaDex (Santa Ana, CA, USA). Acidul trifluoroacetic (TFA) a fost obținut de la Sigma-Aldrich (Munchen, Germania). Acetonitril și metanol, au fost etichetați ca reactivi de grad HPLC cu gradient, au fost aduși de la Poch (Gliwice, Polan). Apa redistilată a fost preparată prin tripla distilare a apei într-un sistem Destamat® Bi018 (Heraeus Quarz-Glas, Hanau, Germania), prezentate în tabelul 4.4.
Analizele HPLC au fost realizate cu ajutorul unui dispozitiv Merck-Hitachi LaChrome echipat cu un detector UV-VIS 7420, autosampler și termostat L-7360. Date cromatografice au fost colectate cu ajutorul unui D-700 HPLC System Manager, versiunea 3.1. Faza mobilă este constituită din 0,05% TFA în soluții de metanol (A) și în apă (B). Un program de gradient a fost ales astfel: 0-25min, gradient liniar 15-75% A; 25-30min, izocratic 75% A; și 30-35 min, gradient linear 75-15% A. Viteza de curgere a fazei mobile a fost de 1,0 ml / min, absorbanța a fost monitorizată la 254 nm, iar volumul de probă injectată și soluția standard au fost de 10μL.
Tabelul 4.4. Caracterizarea generală a Melissa officinalis L. probe si valorile lor de similitudine
O probă de pulbere (0,5 g) a Melissei officinalis L. a fost cântărită într-un dispozitiv Sonic 3 cu 4 ml dintr-un amestec de metanol în apă (80:20, v/v) pentru precizie se lasă 30 min la temperatura ambiantă. Suspensia a fost centrifugată într-o centrifugă EBA-20S timp de 10 minute la 20000 rpm și supernatantul a fost transferat într-un balon cotat de 25 ml. Această procedură a fost repetată de două ori, extractele obținute au fost combinate și diluate până la 25ml cu amestec de metanol în apă. Analiza HPLC a fost continuată prin filtrarea extractului printr-un filtru cu membrană de 0,2 pm din nailon.
Toate calculele statistice au fost realizate cu ajutorul Matlab 9.1 și Statistica 7.1 software. Amprentele cromatografice au fost dezvoltate pentru 19 probe de Melissa officinalis obținute în peste 12 producții poloneze. Descrierea a 50 pick-uri au fost găsite în fiecare cromatogramă a extractului din probe, inclusiv 12 pick-uri caracteristice satisfăcător. O amprentă cromatografică de referință a fost calculată prin software Matlab 9.1 ca urmare a analizei tuturor celor 19 probe. Coeficienții de corelație între diferite modele de cromatografie a Melissei officinalis și referința amprentei cromatografice au fost calculate. Pentru a genera aria proiecție care oferă o determinare vizuală a similitudinii între probele amprentei digitale și analiza componenților principali (PCA) au fost efectuate cu ajutorul software Statistica 7.1.
Condițiile pentru pretratarea eșantioanelor au fost mai întâi optimizate prin investigarea timpului de solvent (metanol, etanol), concentrația solventului în apă (40,60,80 și 100% v/v) și timpul de extracție (30, 60, 90 și 120 min). Efectul compoziției solventului asupra eficienței extracției este prezentat în figura 4.6. Printre compozițiile de solvent, un amestec de metanol cu apă (80:20, v / v), acesta a dovedit a fi cele mai eficient pentru extragerea acizilor fenolici analizați din probele de Melissa officinalis [29].
Un studiu privind influența timpului de extracție asupra eficienței extracției a arătat că toți compușii de marcare (acizi fenolici) au fost extrași cu cel mai bun randament în termen de 30 min. Durata peste 30 min nu a crescut în mod semnificativ cantitatea de acizi fenolici din extracții (figura 4.6.)
Figura 4.6. Influența compoziției solvenților asupra eficienței extracției de acizi fenolici
Optimizarea condițiilor de separare pentru analiza HPLC a fost realizată inclusiv pentru compoziția fazei mobile, lungimea de undă a temperaturii pe coloană. Investigarea efectului de fază mobilă, la separarea cromatografică a acizilor fenolici a arătat că amestecul binar de apă și metanol sau acetonitril nu a influențat semnificativ procesul de separare a constituenților din probă. Astfel luând în considerare toxicitatea ridicată și costul acetonitril, a fost ales un amestec de metanol cu apă. Mai mult, adăugarea de TFA la o concentrație de 0,05% (v/v) a dus la îmbunătățirea formei de pick. Separare satisfăcătoare a fost atinsă la 35 de min prin eluția gradientului folosind condițiile HPLC.
Lungimile de undă detectate 280,254 și 320 de nm au fost selectate pentru a compara numărul pick-uri și separarea lor. Cromatogramele HPLC monitorizate la 254 nm au relevat mai multe pick-uri decât cele la 280 și 320 nm. Prin urmare, lungimea de undă selectată pentru separarea ulterioară și cuantificarea acizilor fenolici studiați au fost de 254 nm. Efectul temperaturilor de coloane, 20,250C și 30°C, procesul de separare au fost de asemenea testate. Sa constatat că la 30°C pick-urile din cromatogramă au avut rezoluții bune. Din aceste motive temperatura coloanei de 30°C a fost aleasă pentru analiza de amprentă.
Figura 4.7. Amprenta cromatografică de referință pentru extractele de uleiul esențial.
Timpii de retenție pentru acizii fenolici au fost după cum urmează: 10,23 (acidul clorogenic); 11,77 (acidul cafeic); 5,44 (acidul protocatehic, vârf nr. 2) și 18,50 (acid rozmarinic, vârf nr. 8).
Metoda HPLC optimizată cu detecție UV-VIS a fost folosită pentru separarea, identificarea și cuantificarea a patru acizi fenolici conținuti în planta medicinala studiată. Figura 4.7. reprezintă o amprentă cromatografică tipică pentru HPLC, ea a fost realizată pe baza rezultatelor obținute din cele 19 probe de Melissa officinalis. S-a arătat că au existat aproximativ 50 de pick-uri în cromatograma extractului de roiniță, iar majoritatea acestor pick-uri au fost soluționate în mod satisfăcător. Pick-ul 8 a fost identificat ca fiind cauza acidul rozmarinic, care este una din cele mai importante componente active ale roiniței cu un conținut constant ridicat. Acest pick a fost ales pentru a fi calculat timpul de retenție relativ (RRT) și pick-ul de retenție relativ (RPA), cele 12 pick-uri caracteristice apar în toate extractele din uleiul volatil. Valorile mediilor RRT si RPA pentru cele 19 probe de Melissa officinalis sunt prezentate în tabelul 4.5.
Tabelul 4.5. Timpii de retenție relativi (RRT) și zonele de pik-uric relative (RPA) pentru
12 pick-uri caracteristice apăruțe în cromatogramele probelor la plantele de analizat [32]
5.Proprietăți oxidative
Înregistrările privind uleiul esențial de roiniță datează de peste 2000 de ani. Medicamentul bazat pe uleiul esențial utilizat de-a lungul acestei epoci, este recomandat de Paracelsus (1493-1541), are la bază principiul ,,toate durerile ar trebui să pornească de la o stare dezordonată a sistemului nervos”.
Componentele roiniței, cele mai utilizate sunt frunzele uscate care de multe ori prezintă flori la vârfuri. Utilizările științifice raportate sunt: antioxidant, sedativ, antiinflamator, hepatoprotector, digestiv, anti-bacterian, antifungic, antiviral, antihistaminic, antikinetic, antilipidaemic, anxiolitic și eficace în controlul luminii pentru cazurile ușoare de Alzheimer [33].
Stresul oxidativ este asociat cu diferite boli, în special cele legate de sistemul nervos central, cum ar fi boala Alzheimer. A fost investigată compoziția chimică și activitatea antioxidantă a roiniței și s-a observat că aceată plantă prezintă anumite beneficii.
Fracțiunile și compușii izolați din plantă ar trebui să fie luate în considerare în studiile viitoare pentru a determina fezabilitatea lor ca potențial în medicina alternativă pentru diferite tratamente [34].
Extractele și uleiurile esențiale ale plantelor medicinale sunt din ce în ce mai importante în calitatea medicamentelor noi de agenți antimicrobieni și antivirali, deoarece virusul herpes simplex (HSV) ar putea dezvolta rezistența la agenții antivirali folosiți frecvent.
Uleiul esențial din Melissa officinalis a fost analizat fitochimic de GC-MS, principalele sale structuri au fost identificate ca monoterpenele aldehide: citral a, citral b și citronelal. Efectul antiviral al uleiului esențial de Melissa officinalis a fost examinat pe virul herpesului simplex. Activitatea inhibitorie împotriva virusului herpes simplex tip 1 (HSV-1) și virusul herpes simplex tip 2 (HSV-2) a fost testată in vitro pe celule de rinichi de maimuță, utilizând un test de reducere a celulelor infectate. Formarea concentrației inhibitoare 50% (IC50) de ulei esențial pentru celulele virusului herpes simplex a fost determinată la diluții mari de 0,0004% pentru HSV-1 și 0,00008% pentru HSV-2. La concentrații netoxic ale uleiului, celulele infectate au fost reduse semnificativ cu 98,8% pentru HSV-1 și 97,2% pentru HSV-2, concentrațiile mai mari de ulei esențial suprimă aproape complet infecția virală. Pentru a determina modul de acțiune antivirală a acestui ulei esențial s-au efectuat teste de timp-pe-plus. Ambele virusuri herpetice au fost inhibate semnificativ de pretratamentul cu ulei esențial înainte de infectarea celulelor. Aceste rezultate indică faptul că uleiul de Melissa officinalis apără celule de virusul herpesului simplex, dar nu mai acționează după pătrunderea virusului în celule, astfel uleiul esențial este capabil de a exercita un efect antiviral direct asupra virului herpesului. Având în vedere natura lipofilă a uleiului esențial îi permite să penetreze pielea și un indice de selectivitate mare, uleiul de Melissa officinalis ar putea fi potrivite pentru tratamentul topic al infectiilor herpetice [35].
Pentru analiza modului de acțiune antivirală, celulele și virusurile au fost incubate împreună în timpul adsorbției, celulele au fost pretratate cu ulei esențial înaintea infecției virale, virusurile au fost incubate cu uleiul esențial înainte de infectarea cu celule sau după penetrarea virusului în celulele gazdă (Fig. 5.2.). După 3 zile de incubare monostraturile au fost fixate cu 10% formalină, colorate cu 1% violet cristal și celulele au fost numărate. Uleiul esențial a fost utilizat în concentrațiile sale maxime netoxic. În toate experimentele celulele infectate de virusul netratat au fost utilizate ca martor. Numărul de celule și viruși tratați au fost comparați cu martorul pentru a calcula gradul de reducere a celulelor, iar aciclovirul a fost utilizat ca martor pozitiv în toate testele. Martori netratați conțin întotdeauna 1% etanol pentru a nu avea efect asupra celulelor sau virușilor.
Figura 5.1. Imaginile testului timp-pe-plus în timpul ciclului de replicare a virusului herpes simplex. Celulele au fost pretratate cu uleiul esențial înainte de infectare cu virusul herpes simplex (celule de pretratare); virusurile au fost pretratate înainte de infectare (virusul pretratament); uleiul esențial a fost adăugat în timpul perioadei de adsorbție (adsorbție); uleiul esențial a fost adăugat după penetrarea virusurilor în celulele (replicare intracelulară ).
Studiile fitochimice realizate cu Melissa officinalis au demonstrat apariția multor clase de constituenți, inclusiv compuși polifenolici (acid rozmarinic, acidul cafeic și acidul protocatechimic), uleiuri esențiale (citral), conținut de monoterpenoide, sesquiterpene, flavonoide și taninuri. În plus, acidul rozmarinic este componentul principal al Melissei officinalis în concentrații între 2 și 5%. Această substanță are activități antivirale și antioxidante, acidul rozmarinic protejează celulele împotriva neurotoxicității provocate de β-amiloid peptidă [36].
Luând în considerare activitățile biologice ale roinței, este surprinzător faptul că niciun studiu farmacologic nu s-a efectuat cu privire la posibilele efecte antinociceptive ale extractului până acum. Au fost realizate câteva studii pentru acțiunea antinociceptivă a extractului în modelele chimice ale nocicepției la șoareci. Au fost făcute încercări de a investiga în continuare câteva dintre posibilele mecanisme care stau la baza acțiunii antinociceptivă a extractului. A fost luat în vedere posibilul efect antinociceptiv a acidului rozmarinic prezent în această plantă.
Experimente au fost efectuate folosind șoareci Swiss (25-35 g) de ambele sexe, adăpostite la 22 ± 2 ° C în 12 de ore ciclu lumină / întuneric (lumina aprinsă la 6:00), cu acces la hrană și apă la discreție. Animale (șoareci masculi și femele distribuite omogen între grupuri) au fost aclimatizați în laborator timp de cel puțin 1 oră înainte de testare și s-au folosit doar o singură dată de-a lungul experimentelor. Numărul de animale și intensitate a stimulilor nocivi utilizați au fost minimul necesar pentru a demonstra efectele consistente ale tratamentului medicamentos.
Au fost utilizate frunzele uscate de Melissa officinalis sub formă de pulbere (1,9 kg), a fost extras prin macerare la temperatura camerei (24 ± 3°C) utilizând etanol ca solvent, iar eliminarea solventului s-a realizat sub vid la temperatură mai mică de 40°C, extractul etanolic a fost obținut (13% randament) și depozitată la 18 ° C până la utilizare.
Analiza HPLC a arătat o fază mobilă ce constă într-un sistem de solvent gradient de soluție apoasă de acid formic 0,1% (figura 5.2. A.) și acetonitril cu 0,1% acid formic (figura 5.2. B.). Identificarea pick-urilor în raport cu acidul rozmarinic a fost stabilit prin compararea timpului de retenție și spectre UV-VIS. O analiză cantitativă a fost realizată prin metoda standard externă, reprezentarea grafică a curbele de calibrare în fazele mobile.
Figura 5.2. A) Cromatograma obținută pentru extractul etanolic de Melissa officinalis. Timpul de retenție al acidului rozmarinic a fost de 18,59 min, λ = 330 nm. B) Cromatograma obținută pentru soluția standard de acid rozmarinic (270 pg / ml). Timpule de retenție a fost 18,59 min, λ = 330 nm.
Extractul din Melissa officinalis administrat pe cale orală a fost eficace în inhibarea fazelor (neurogene și inflamatorii) a indus formol nocicepția.
Faza neurogenă este determinată de activarea directă a terminalelor nociceptive, pe de altă parte faza inflamatorie este mediată printr-o combinație de mecanisme periferice și centrale.
Rezultatele au arătat ca administrarea extractului produce o inhibare semnificativă și dependentă de doză a răspunsului nociceptiv cauzate de injectare intraplantară de glutamat în laba posterioară a șoarecelui. Acest răspuns nociceptiv cauzat de glutamat pare să implice situri periferice, spinale, iar acțiunea sa este mediată de receptorii NMDA, precum și prin eliberarea de oxid nitric sau nitroderivați. Mai multe studii au demonstrat că receptorii stimulatori de aminoacizi sunt implicați în transmiterea aferentă primară nociceptivă în dezvoltarea și întreținerea răspunsului dureros. Astfel, suprimarea indusă de glutamat nocicepției prin tratarea extractului poate fi asociat cu interacțiunea sistemului de glutamatergic sau inhibarea producției de oxid nitric.
Rezultatul confirmă că oxidul L-nitric-arginină este implicat în antinocicepția cauzată de extract. Această concluzie derivă din faptul că pretratamentul șorecelui cu o doză de substratul de sintetază a oxidului L-nitric-arginină sau L-NOARG (un cunoscut inhibitor de oxid de azot) a produs un efect semnificativ asupra durerii induse de glutamat.
Rezultatele studiului au demonstrat pentru prima dată că extractul de Melissa officinalis produce acțiune dependentă de doză antinociceptivă în industria chimică pentru modele de nocicepție la șoareci (indusă de acidul acetic sau de glutamat). Efectele extractului aveau legătură cu un handicap de a răspunde la stimul, deoarece nu au modificat activitatea locomotorie a animalelor. Mecanismele exacte prin care extractul exercită acțiune asupra organismului sunt în prezent în curs de investigare. Acidul rozmarinic conținut în frunzele de la Melissa officinalis contribuie la explicarea proprietăților antinociceptive raportate pentru extract [37].
Activitatea antioxidantă a melisei a fost evaluată pentru a înțelege mecanismul proprietăților sale farmacologice, precum și potențialele efecte genotoxice și citotoxice din leucocitele umane.
Rezultatele obținute sugerează că melisa este o potențială sursă de antioxidanți naturali și ar putea fi relevante pentru gestionarea stresului oxidativ.
Roinița exercită proprietățile sale antioxidante, inhibarea degradării dezoxiribozei și puterea reducătoare a extractului poate contribui în mod semnificativ față de efectul antioxidant observat. În parte, aceste efecte pot fi legate de conținutul de fenoli și de flavonoide. Melissa officinalis are o relevanță semnificativă în investigația farmacologică pentru tratamentul tulburărilor neurodegenerative cum ar fi bolile Parkinson și Alzheimer. Cu toate acestea, roinița ar putea fi o potențială sursă de antioxidanți naturali. Mai mult decât atât, extractul etanolic din frunze de roiniță nu a fost nici genotoxic și nici citotoxic pentru leucocitele umane. Cu toate acestea, studiile in vitro, trebuie să se efectueze pentru a avea certitudine cu privire la siguranța acestui extractului din plantă.
Au fost realizate și alte studii pe patru mostre diferite de melisă: un eșantion cultivat, un eșantion obținut prin cultură in vitro și două probe comerciale disponibile în săculeț și sub formă de granule. (Fig. 5.1.).
Nu există foarte multe rapoarte științifice privind cultivarea plantelor in vitro, aceste studii pot fi foarte utile pentru a explora posibilitățile plantelor care au aplicații industriale.
Scopul principal a fost de a compara nutraceuticele și potențialul antioxidant pentru plantele de cultură, in vitro și comercial (disponibil în două forme diferite: săculeț și granulat) pe cele patru eșantioane de melisa.
Figura 5.1. (A) melisa crescută in vitro; mostre comerciale de melisa: săculeț (B) și granulat (C).
Infuziile de melisa in vitro au demonstrat un potențial antioxidant mai mare decât extractele în etanol.
Probele comerciale prezintă un nivel mai mic de acizi decât proba cultivate și proba in vitro.
În studiile realizare pe melisa cultivată in vitro au arătat ca substanțele nutritiv și nutraceutice sunt mai aproape de eșantioanele cultivate în grădină, decât de cele două eșantioane comerciale (săculeț sau granulat). Aceasta a prezentat cele mai înalte niveluri de proteine și cenușă și cea mai mică valoare energetică față de melisa cultivată în grădină, având un nivel de proteine și cenușă mic, dar valoarea energetică mare.
Rezultatele activității antioxidante realizate între cele patru mostre de roiniță au arătat că potențialul antioxidanților este diferit. În funcție de condițiile experimentalor probele de testare pot demonstra acțiunea antioxidantă sau activitate pro-oxidant. Prin urmare, nici un singur test nu reflectă cu exactitate mecanismul de acțiune al tuturor surselor de antioxidanți într-un sistem complex [38].
6. Parte experimentală
Materiale si aparatură
Materia primă (frunzele de Melissa officinalis) au fost procurate de la Stațiunea Stefănești.
Extracția s-a desfășurat prin trei metode: antrenarea cu vapori, extracția cu fluide supercritice și extracție cu microunde.
Antrenarea cu vapori a fost realizată în laboratorul de Chimie Organică al Universitășii din Pitești.
Extracția cu microunde a fost realizată cu ajutorul aparatului Milestone NEOS – GR la firma Global Step S.R.L Pitești.
Extracția cu fluid supercritic a fost realizată în laboratorul de Chimie organică al Universității din Pitești, utilizând un extractor JASCO (Japan Spectroscopic Co.), cu o coloană de extracție 250x 20 mm, coloană JASCO CO-2060, pompă de presiune ridicată (JASCO-PU-2080-CO2), regulator de presiune (JASCO BP-2080).
Au mai fost utilizate uleiuri esențiale de lemongrass și lemon balm de la Solaris, melisa de la Cozac Plant, în vederea comparării datelor spectrale.
Spectrele FT-IR au fost înregistrate cu un aparat FT-IR 6300 Jasco, în domeniul 4000 – 400 cm-1, funcția de apodizare Cosine, rezoluție 4 cm-1. Controlul aparatului și achiziția datelor s-a realizat cu ajutorul softului Spectra Manager II. Spectrele au fost efectuate prin tehnica transmisiei prin ATR (reflexie total atenuată) utilizând FT-IR Gladi-ATR cu o singură reflexie pe cristal de diamant.
6.1 Antrenarea cu vapori a Melissei officinalis
Antrenarea cu vapori a fost realizată la Universitatea din Pitești la laboratorul de chimie. Probe de antrenat a fost Melissa officinalis (frunze), acestea au fost mărunțite pentru un randament mai bun.
Instalația de antrenare cu vapori (figura 6.1.) pentru roiniță este formată din următoarele componente:
-generator de vapori de apă
-barbotor
-balon de antrenare
-refrigerent descendent
-vas de colectat
Figura 6.1. Instalația de antrenare cu vapori pentru Melissa officinalis
Fruzele de melisă au fost mărunțite, apoi introduse în balonul de antrenare, care se închide cu dopul dublu prin care trece un tub de sticlă lung, acesta se scufundă în amestecul de antrenat, la care se atașează refrigerentul. La capătul refrigerentului se fixează un balon mic care se numește colector. Generatorul de vapori se umple cu apă până la jumătate, se începe încălzirea apei până la apariția vaporilor. Când au apărut vaporii de apă se face legătura între generatorul de vapori și tubul de sticlă al balonului de antrenare. La început vaporii trec în balonul de antrenare după care, treptat, începe antrenarea frunzelor de melisă în curentul vaporilor de apă ce ies spre refrigerent, unde condensează și se colectează în vas.
Antrenarea se oprește atunci când la capătul refrigerentului se colectează numai apă, se întrerupe încălzirea, iar colectorul se îndepărtează de la instalație.
Extractul apos obținut a fost supus separării. S-a folosit o pâlnie de separare. Uleiul separat a fost analizat cu ajutorul spectroscopic FTIR.
Din 1000 g de frunze proaspete s-au obținut prin antrenare (5 operații) aproximativ 8 ml ulei.
6.2 Hidrodistilarea Melissei officinalis
Hidrodistilarea a avut loc la firma Global Step S.R.L Pitești, cu ajutorul aparatului Milestone NEOS – GR, operația a fost monitorizată cu ajutorul unui Wattmetru.
Cuptorul cu microunde a fost operat la nivelul de putere de 200W în primele 3 minute, iar în următoarele 25 de minute la nivelul de putere de 400W, la temperatura de 110 ºC, în figura 6.2. este prezentat aparatul.
Figura 6.2. Instalația de hidrodistilare
Frunzele de melisă au fost cântărite: 400 g, apoi au fost mărunțite la moara tăietoare timp de 20 secunde și introduse în aparat pentru extracția uleiului volatil. Au fost folosite frunze uscate.
Timpul de 45 de minute a fost suficient pentru a extrage uleiul esențial. Pe parcursul ultimelor 30 de minute, uleiul esențial colectat (figura 6.3.) a fost decantat din condensat în intervale de 1 minut.
Figura 6.3. Uleiul de roiniță obținut prin hidrodistilare
Din 400 g frunze proaspete mărunțite au fost obținut 4,8 ml ulei esențial.
6.3 Extracția uleiului esențial cu fluide supercritice
Extracția cu fluid supercritic a fost realizată în laboratorul de Chimie organică al Universității din Pitești, utilizând un extractor JASCO (Japan Spectroscopic Co.), cu o coloană de extracție 250x 20 mm, coloană JASCO CO-2060, pompă de presiune ridicată (JASCO-PU-2080-CO2), regulator de presiune (JASCO BP-2080). Extracția s-a realizat la 40°C și la presiunea de 10 MPa. Debitul solventului a fost timp de 1 oră la 1ml/min, iar apoi a fost modificat la 2ml/min. Proba de 6,50 g de frunze de roiniță mărunțite au fost plasate în extractor. Extractele au fost colectate într-un tub de-a lungul a 180 min, iar randamentul a fost calculat (1,70%).
În figura 6.4. este prezentată instalația cu ajutorul căreia am extras uleiul volatil de roiniță.
Figura 6.4. Instalația extracției cu fluide supercritice cu CO2
În figura 6.5. avem prezentat uleiul obținut cu ajutorul fluidului supercritic, CO2.
Figura 6.5. Ulei esențial obținut cu ajutorul instalației SFE
În tabelul 6.1. sunt prezentate datele cu privire la rezultatele randamentelor obținute pentru cele trei metode de extracție folosite. Cele trei metode folosite sunt: antrenarea cu vapori de apă, extracția cu vapori de apă și extracția cu fluide supercritice.
Tabel 6.1. Randamentul obținut pentru cele trei metode de extracție
Din tabel reiese că cea mai eficientă metodă este extracția cu fluide supercritice, aceasta are un timp scurt, față de antrenarea cu vapori și randamentul mult mai mare decât celelalte doua metode (1,7%). Următoarea metodă cu un randament bun și timp foarte mic este extracția cu microunde (1,2%). O altă metodă folosită este antrenarea cu vapori de apă, aceasta are un timp destul de mare și un randament mic, se obține astfel cea mai mică cantitate de ulei volatil.
6.4 Analiza extractului FTIR
Asa cum este arătat în tabelul 2.1. principalii componenți ai uleiului esențial de melisa, obținut din frunze în luna iulie, după perioada de înflorire sunt:
Tabelul 6.2. prezintă benzile caracteristice ale unor uleiuri esențiale din compoziția Melissei Officinalis [39].
Tabelul 6.2. Atribuții componenți esențiali în uliul de Melissa Officinalis
În tabelul 6.3. sunt prezentate principalele atribuții ale componenților uleiurilor esențiale în spectrul FTIR [40].
Tabelul 6.3. Atribuții grupe funcționale ale componenților din uleiurile esențiale
În figurile de mai jos (figura 6.6. și figura 6.7.) sunt prezentate spectrele ATR-FTIR al uleiului de Melissa Officinalis obținut prin extracție cu microunde.
Figura 6.6. Spectrul ATR-FTIR al uleiului de Melissa officinalis obținut prin extracție cu microunde.
Figura 6.7. Spectrul ATR-FTIR al uleiului de Melissa officinalis obținut prin extracție cu microunde (verde, punctat) și de la Cozac Plant (albastru).
Cantități semnificative de alcooli terpenici au fost identificați în uleiul esențial, și anume: 4-terpineol, α-terpineol, α-cardinol, T-cadinol și T-muurolol, împreună cu cis-hex-3-en-1-ol. Parfumul de ulei esențial este verde și lemnos (de exemplu pinul), cu note de vârf florale (de exemplu trandafir), datorită terpenelor, terpineol și hexenol. Uleiul nu conține geraniol, neral sau citronelal de obicei găsite în Melissa officinalis L. subsp. Officinalis (figura 6.8. și 6.9.)
Figura 6.8. Spectrele FTIR de Melissa officinalis. Extract metanolic (A) și
extract apos liofilizat (B)
Echinaceea species Melissa officinalis
Figura 6.9.. Comparație între spectrul FTIR al Echinaceei species și Melissa officinalis [41]
6.5 Utilizările extractului în cosmetică
6.5.1 Utilizări în parfumurie al uleiului volatil
Melissa officinalis crește în cantități considerale în flora spontană din țara noastră. Din planta prospătă se obține 0,01% – 0,1% ulei volatil, iar din cea uscată 0,1% – 0, 25%.
Uleiul volatil de melisă are o densitate relativă de 0,894 – 0,924 la 200C și o culoare gălbuie. Reacția sa este slab acidă.
Acest ulei este, datorită randamentului său foarte scăzut are un preț ridicat. De astfel uleiul este foarte valoros, fiind aprope în întregime compus din citral și citronelal.
Uleiul de roiniță este rareori utilizat ca atare, datorită prețului său ridicat. Sub numele de melisă citrată se comercializează uleiul de codistilare, împreună cu alte plante ce produc uleiuri cu notă citrată. Sub această formă se utilizează în parfumerie, în compoziții cu notă citrată dominantă, compoziții aldehidice, ape de colonie etc.
Are o aromă foarte fină, fapt pentru care în străinătate se folosește și pemtru a fi amestecat cu uleiul de lămâie, fiind redistilat din planta de melisă, își îmbunătățeste calitate.
Câteva componente ale uleiului volatil al Melissei officinalis folosite în parfumerie sunt următoarele:
carvona: se folosește în parfumerie în note florale de trandafir și de iasomie;
anetolul: se utilizează limitat în parfumeri în prezența notelor lemnoase, florale, fougère și în sinteză;
carvacrolul: are un miros fenolic, medicamentos, cald, penetrant și uscat, puternic, cu o nuanță ierboasă și de condimente. Are o utilizare restrânsă în parfumeria industrială și săpunerie;
geraniolul: mirosul este dulce, floral, cald și uscat cu note variabile în funcție de proveniență, fiind folosit cu succes în industria parfumeriei în compozițiile florale de trandafir, iar gustul amar;
nerolul: mirosul este dulceag, floral de trandafir, cu o nuanță prospătă, verde și gustul este amar, dulce floral la concentrații sub 10 ppm. La parfumuri se folosește pentru a da o notă prospătă;
citronelalul: are un miros prospăt de trandafir
β-cariofilenul: are gust uscat lemnos, picant și tenace [42].
6.5.2 Utilizări în săpunerie al uleiului volatil
O mare parte din uleiul esențiat obținut a fost folosit la pentru preparea săpunului. Acestă aplicație a avut loc la Universitatea din Pitești în laboratorul de chimie.
Reacția de saponificare a avut loc prin tratarea unui amestec de ulei masline, palmier și melisa cu NaOH, la rece, după ecuația reacției chimice:
Pentru prepararea săpunului au fost utilizate următoarele:
– NaOH;
– apă distilată;
– ulei de palmier;
– ulei de măsline;
– ulei esențial de roiniță;
– ulei esențial de patchouli.
Au fost amestecate NaOH și apa distilată la temperatură scăzută, se amestecă până când se răcește, reacția fiind exotermă (figura 6.10.).
Figura 6.10. Amestecarea NaOH cu apa distilată.
Au fost cântărite uleiul de palmier (252 g.) și uleiul de măsline (273 g.), a fost adăugată apa distilată în care a fost dizolvat NaOH, iar apoi se omogenizează (figura 6.11.).
Figura 6.11. Amestecul format din uleiul de palmier, uleiul de măsline și apa distilată
în care a fost dizolvat NaOH
Amestecul obținut a fost pus în forme de silicon, iar peste câteva zile a fost scos din forme (figura 6.12 a. și figura 6.13 b.).
Figura 6.12 a. Săpun
Figura 6.13 b. Săpun
Concluzii
Uleiului esențial de roiniță a fost obținut cu ajutorul a trei metode de extracție:
– antrenarea cu vapori de apă;
– extracția cu microunde;
– extracția cu fluide supercritice.
Din punctul meu de vedere cea mai bună metodă este extracția cu microunde, această metodă are un timp foarte scurt în obținerea uleiului esențiat și un randamnet destul de bun. Cel mai bun randament a fost obținut cu ajutorul extracției cu fluide supercritice, dar acesta are dezavantajul că timpul este mare.
Uleiul proaspăt extras a fost caracterizat spectral ATR-FTIR. Spectroscopia ATR-FTIR constituie o metodă eficientă, adecvată și rapidă pentru caracterizarea, respectiv controlul calității uleiurilor esențiale. Cele mai importante componente ale uleiului de roiniță au fost: carvacrolul având banda în spectru la 811 cm-1, urmat de cariofilen având doua benzi spectrale 885 cm-1, respectiv 875 cm-1.
Bibliografie
[1] Buturugă, V., Enciclopedie de etnobotanică românească, Editura Stiințifică și enciclopedică, București, 1979, pag. 200, 201
[2] Coiciu, E., Plante medicinale și aromatice, Editura Academiei Republicii Populare Române, 1982, pag. 19, 20, 21, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 31, 32, 406
[3] Aristide, A., Plante medicinale și aromatice, Editura Ceres, București, 1975, pag. 183, 184, 185
[4]Bodea, C., Tratat de biochimie vegetal, Partea I fitochimie, Volumul II, Editura Academiei Republicii Socialiste România, 1965, pag. 773, 870, 894, 899, 936, 966, 1132, 1157, 1174, 1188, 1344, 1358, 1444, 1445, 1446, 1452, 1476, 1538, 1622, 1766
[5] Werker, J., Function of oil secreting glandular hairs in aromatic plants of the Lamiaceae – A review, J. Flav Fragr 1993, 8, 249-255
[6] Anwar, F., Changes in composition and antioxidant and antimicrobial activities of essential oil of fennel (Foeniculum vulgare Mill.) fruit at different stages of maturity. J Herbs Spices & Med Plant 2009, 15, 1-16
[7] Saeb, K., Gholamrezaee, S., Variation of essential oil composition of Melissa officinalis L. leaves during stags of plant growth, Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 2012, pag. 547-549
[8] Topală, C., Stereochimie. Funcțiuni mixte. Compuși naturali. Note de curs Editura Universității din Pitești, Pitești, 2005, pag. 65, 143, 167, 168, 196, 201, 202
[9] Petersen, M., Rosmarinic acid, Phytochemistry, Volume 62, Issue 2, January 2003, Pages 121–125
[10] Bodea, C., Tratat de biochimie vegetal, Partea I fitochimie, Volumul I, Editura Academiei Republicii Socialiste România,1965, pag. 89, 362, 371
[11] Pogany, I., Banciu, M., Tehnică experimentală în chimia organică, Editura științifică și enciclopedică, București, 1977, pag. 242,
[12] Mironescu, M., Tutoveanu, A., Tehnica lucrărilor de laborator, București, Editura tehnica, 1967, pag. 232
[13] Melo, M., M., R., Silvestre, A., J., D., Silva, C., M., Supercritical fluid extraction of vegetable matrices: Applications, trends and future perspectives of a convincing green technology, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 83 (2013) 215– 220
[14] Sapkale, G., N., Patil, S., M., Surwase, U., S., Bhatbhage, P., K., Supercritical fluid extraction, Int. J. Sci. 8(2), 2010, 729-743
[15] Supercritical Fluid Extraction, Density Considerations, http://eng.ege.edu.tr/ ~otles/
Supercritical Fluids Science And Technology/ Wc488d76f2c655.htm. Retrieved, 2007, 11-20
[16] Supercritical Fluid Extraction, Density Considerations, http://eng.ege.edu.tr/~otles/
Supercritical Fluids Science and Technology/ Wc488d76f2c655.htm. Retrieved, 2008, 01-04
[17] Kusakabe, T., Saito, T., Tateichi, S., Solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry analysis of p, p'-DDE in biological samples, 2001, 761, 93-98
[18] Braun, L., Cohen, M., Herbs and Natural Supplements: An Evidence-Based Guide. Elsevier, Australia, 2007, 777-785
[19] Herodez, S.S., Halodin, M., Skerget, M., Knez, Z., Solvent extraction study of antioxidants from balm (Melissa officinalis L.) leaves. Food Chem. 20003, 80, 275-282
[20] Presti, M., L., Ragusa, S., Trozzi, A., Dugo, P., Visinoni, F., Fazio, A., A comparison between different techniques for the isolation of rosemary essential oil. J. Sep. Sci. 2005, 28, 273-280
[21] Nabil, B., Vian- Abert, M., Ferhat, M. A., Petitcolas, E., Meklati, B., Y., Chemat, F., Comparison of two isolation methods for essential oil from rosemary leaves: Hydrodistillation and microwave hydrodiffusion and gravity. Food Chemistry, 2009, 114, 355–362
[22] Szumny, A., Figiel, A., Gutiérrez-ortiz, A., Carbonell-Barrachina., Angel A. Composition of rosemary essential oil (Rosmarinus officinalis) as affected by drying method. Journal of food engineering, 2010, 97, 253–260
[23] Ma, C., Liu, T., Yang, L., Zu, Y., Chen, X., Zhang, L., et al. Ionic liquid-based microwave-assisted extraction of essential oil and biphenyl cyclooctene lignans from Schisandra chinensis Baill fruits. Journal of the chromatography A, 2011, 1218, 8573–8580
[24] Filly, A., Fernandez, X., Minuti, M., Visinoni, F., Cravotto, G., Chemat, F., Solvent-free microwave extraction of essential oil from aromatic herbs: From laboratory to pilot and industrial scale, Food Chemistry 150, 2014, 193–198
[25] Vinatoru, M., An overview of the ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from herbs, Ultrasonics Sonochemistry, 2001, 8: 303-313
[26] Bale, A.,S., Shinde, N., H., Microwave assisted extraction of essential oil from lemon leaves, International Journal of Recent Scientific Research Vol. 4, Issue, 9, September, 2013, pp.1414- 1417
[27] Marie E. Lucchesi, M., E., Chemat, F., Smadja, J, Solvent-free microwave extraction of essential oil from aromatic herbs: comparison with conventional hydro-distillation, Journal of Chromatography A, 1043, 2004, 323–327
[28] Chemat, F., Abert-Vian, M., Huma, Z., Comparison of two isolation methods for essential oil from lemon leaves: Hydrodistillation and microwave hydrodiff usion and gravity, Food Chemistry 114, 2009, 355-362.
[29] Shakeel-u- R, Latief, R., Khursheed, A., B., Mohammad, A., B., Mohammad, A., K., Abdul, S., Shawl, S., C., Comparative analysis of the aroma chemicals of Melissa officinalis using Hydrodistillation and HS-SPME techniques, Arabian Journal of Chemistry, 2013, 1-6
[30] Miroliaei, M., Khazaei, S., Moshkelgosha, S., Shirvani, M., Inhibitory effets of lemon balm (Melissa officinalis L.) extract on the formation of advanced glycation and products, Food Chem. 129, 2011, 267-271
[31] Lin, J., T., Chen, Y., C., Lee, Y., C., Hou, C., W., R., Chen, F., L., Yang, D., J., Antioxidant anti-proliferative and cyclooxygenase-2 inhibitory activities of ethanolic extracts from lemon balm (Melissa officinalis L.) leaves, LWT – Food Sci. Technol. 49 (2012) 1-7
[32] Coran, S., A., Mulas, S., Mulinacci, N., Crucial aspects of high performance thin layer chromatography quantitative validation. The case of determination of rosmarinic acid in different matrices, J. Chromatogr. A 1220 (2012) 156-161
[33] Sun, L., Guo, Y., Fu, C., Li, J., Li, Z., Simultaneous separation and purification of totalpolyphenols, chlorogenic acid and phlorizin from thinned young apples, FoodChem. 136, 2013, 1022–1029
[34] Arceusz, A., Wesolowski, M., Quality consistency evaluation of Melissa officinalis L. commercial herbs by HPLCfingerprint and quantitation of selected phenolic acids, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 83, 2013, 215– 220
[35] Guginski ,G., Luiz, A., P., Duarte, M., S., Massaro, M., Martins, D., F., Chaves, J., Mattos, R., W., Damaris, S., Vânia, M., M., F., Calixto, J., B., Santos, A., R., S., Mechanisms involved in the antinociception caused by ethanolic extract obtained from the leaves of Melissa officinalis (lemon balm) in mice, Pharmacology, Biochemistry and Behavior 93, 2009, 10–16
[36] Pereira, P., R., Boligon, A., A., Appel, A., S., Fachinetto, R., Ceron, C., S., Santos, J., E., T., Athayde, M., L., Rocha, B., T., Chemical composition, antioxidant and anticholinesterase activity of Melissa officinalis, Industrial Crops and Products 53, 2014, 34-45
[37] Schnitzler, P., Schuhmacher, A., Astani, A., Reichling, J., Melissa officinalis oil affects infectivity of enveloped herpesviruses, Phytomedicine 15, 2008, 734–740
[38] Dias, M., I., Barros, L., Sousa, M., J., Ferreira, I., C., F., R., Systematic comparison of nutraceuticals and antioxidant potential of cultivated, in vitro cultured and commercial Melissa officinalis sample, Food and Chemical Toxicology 50, 2012, 1866-1873
[39] Schultz, H., Ȍzkan, G., Baranska, M., Krȕger, Ȍzkan, M., Characterization of essential oil plant from Turkey by IR and Raman Spectroscopy, Vibrational Spectroscopy, 39, 2005, 249-256
[40] Wilmesmeier, S., Steuernegel, S., Wiermann, R., Comparative FTIR and 13C CP/MAS NMR Spectroscopic Investigations on Sporopollenin of Different Systematic Origib, Z. Naturforsch, 48c, 1993, 697-701
[41] Bernard S. W. Dawson, Robert, A., Franich, M., R., Essential oil of Melissa officinalis L. subsp. altissima (Sibthr. et Smith) Arcang, Flavour and Fragrance Journal, Volume 3, Issue 4, pages 167–170, December 1988
[42] Ceaușescu V. E., Rădoiaș G., Cădariu T., Odorante și aromatizante, Chimie, Tehnologie, Aplicații, Editura Tehnica, București, 1988, pag. 58, 59, 60, 85, 86, 116, 119,
[web 1] https://ro.scribd.com/doc/105563546/Fitoterapie
[web 2] http://agro.afacereamea.ro/wp-content/uploads/floricultura/Metode-de-Obtinere-Si-de-Prelucrare-a-Uleiurilor-Volatile.pdf
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Compusi Organici din Melissa Officinalis (ID: 111897)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.