Obtinerea Si Utilizarea Farmaco Cosmetica a Triterpenoidului Aciclic Scualenul
Obținerea și utilizarea farmaco-cosmetică a triterpenoidului aciclic – scualenul
SUMARY
This diploma work is devoted the method of obtaining amaranth oil, studyng pharmacological properties and possibilities to use him in farmaceutic.
My work consist from four parts. The introduction contains topicality, purpose and the thesis objectives. This diploma has tree chapters that covers documents from the literature about the chemistry and activity of amaranth oil, the sources of the obtaining of the amaranth oil from Amaranthus caudatus and Amaranthus cruentus seeds, pharmaceutical properties, chemical composition of amaranth seeds and oil. Also are nominated chemical reagents and apparatus used and described the research methods used in investigations. At the end is presented and discussed the experimental results on the extraction method used, physical- chemical property of amaranth oil, from two different species of amaranth. Also it is proposed to extract squalene from amaranth oil, by saponification of the oil and squalene extraction of unsaponifiable fraction.
Cuprins
Introducere ……………………………………………………………………………………………………….. 3
Capitolul I. Scualenul – substanță biologic activă naturală ca principiu activ
farmaco – cosmetic (Investigații bibliografice) ……………………………………………………….. 6
I.1. Structura, chimia și răspîndirea scualenului ………………………………………………. 6
I.2. Amarantul ( lat. amaranthus) – sursă vegetală de scualen …………………………… 9
I.2.1. Compoziția chimică, valoare nutritivă și terapeutică a speciei de amarant. 11
I.2.2. Compoziția, importanța și utilizarea semințelor de amarant …………………. 13
I.3. Aplicarea în farmacie și cosmetologie a uleiului de amarant și a scualenului … 15
I.4. Caracteristica și metode de obținere a uleiului din semințe de amarant …………. 19
I.5. Procedee tehnologice de obținere a SBA, valabile și pentru obținerea uleiului
din semințe de amarant …………………………………………………………………………………. 20
Capitolul II. Materiale și metode ………………………………………………………………………… 21
II.1. Materiale ……………………………………………………………………………………………… 21
II.2. Metode de cercetare ………………………………………………………………………………. 21
II.2.1. Pregătirea materialului ……………………………………………………………………. 21
II.2.2. Determinarea umidității materiei prime …………………………………………….. 21
II.2.3. Extragerea uleiului din semințele de Amaranthus cruentus și Amaranthus
caudatus ………………………………………………………………………………………………….. 22
II.2.4. Examinarea fizico – chimică a uleiului din semințele de A. caudautus și A.
cruentus ………………………………………………………………………………………………….. 23
II.2.4.1. Determinarea caracteristicilor organoleptice ale uleiului de
amarant……………………………………………………………………………………………. 23
II.2.4.2. Determinarea principalelor caracteristici fizico-chimice ale uleiului
de amarant ………………………………………………………………………………………. 24
II.2.5. Saponificarea uleiului de amarant ……………………………………………………. 26
II.2.6. Extragerea scualenului din partea nesaponificabilă …………………………….. 27
II.2.7. Separarea și identificarea scualenului ………………………………………………. 27
Capitolul III. Rezultate și discuții ……………………………………………………………………….. 28
Concluzii ……………………………………………………………………………………………………………. 32
Bibliografie ………………………………………………………………………………………………………… 33
Anexe ………………………………………………………………………………………………………………… 38
Introducere
Încă din timpuri străvechi, oamenii își doreau să găsească remedii pentru bolile existente. Ei foloseau cunoștințele transmise din generație în generație, iar pentru tratarea maladiilor utilizau cel mai adesea plantele medicinale. Plantele care cresc la noi în țară, în majoritatea lor, sunt din păcate puțin cercetate și cu atît mai puțin valorificate. În regnul vegetal și cel animal este pe larg răspîndită o grupă de substanțe cunoscute sub denumirea generală de terpene, întâlnite în diverse forme. Timp de mulți ani termenul ,,terpenă’’ era legat de substanțele aromate volatile, care se conțin în plantele superioare (uleiuri volatile). Au fost izolați compușii oxigenați înrudiți terpenelor, reprezentanții cristalini ai cărora s-au numit camfore. Hoagen Smit a dat definiție de terpenoide – ca toți compușii, care au o anumită atitudine arhitecturală și chimică față de molecula simplă a izoprenului (C5H8) [1].
În acest grup mare de compuși naturali deosebim:
Monoterpenoide sau terpenoide C10H16;
Sesquiterpenoide C15H24;
Diterpenoide C20H32;
Triterpenoide C30H48;
Tetraterpenoide C40H64;
Politerpenoide (C5H8)n.
Substanțele care conțin 10 atomi de carbon (monoterpenoide) constituie fracțiile uleiurilor volatile cu temperatură joasă de fierbere. Mai târziu, în fracțiile cu temperatură înaltă de fierbere, au fost identificate sesquiterpenoidele. Deci, monoterpenoidele și sesquiterpenoidele intră în componența uleiurilor volatile. Diterpenoidele sunt părți componente ale rășinilor și a altor substanțe naturale cu o structură mai compusă – clorofila, vitaminele grupei K etc. Tetraterpenoidele intră în componența carotenoidelor. Prima pentaterpenoidă a fost alcoolul nesaturat acetilat solanezolul. Din politerpenoidele fac parte cauciucul și gutaperca.
O atenție deosebită îi revine triterpenoidelor, care formează o grupă mare de sterine și heterozide vegetale cu agliconi triterpenici (saponozidele). Saponine triterpenoide sunt triterpene care aparțin grupului de compuși saponina. Triterpene sunt un tip de terpene care conține 30 atomi de carbon. Triterpene sunt subdivizate în circa 20 de grupuri, în funcție de structurile lor specifice. Unii compuși triterpenici sunt găsiți ca saponina glicozidă care se referă la atașarea de diverse molecule de zahăr la unitatea de triterpene. Aceste zaharuri pot fi scindate în intestin de bacterii, uneori permițând agliconul ( triterpene ) să fie absorbit în fluxul sanguin sau pentru a introduce în membranele celulare [1].
Scualenul (C30H50) este un triterpenoid aciclic răspândit atât în organismele vegetale cât și în cele animale, inclusiv în pielea organismului uman. În plante scualenul este un intermediar de bază în biosinteza triterpenoizilor pentaciclici și steroizilor, inclusiv a sapogeninelor.
Din punct de vedere biochimic și fiziologic scualenul reprezintă un compus biologic alcătuit dintr-o hidrocarbură nesaturată. În 1931, profesorul de la Universitatea din Zurich (Elveția), laureat al Premiului Nobel, Dr. Klaur a demonstrat că acest compus nu îi este deajuns încă 12 atomi de hidrogeni pentru a atinge o stare stabilă, astfel încât această hidrocarbură nesaturată captează acești atomi de la orice sursă pusă la dispoziția sa. De asemenea scualenul poate intra cu ușurință în reacție cu apa din organismul viu, rezultatul este alocarea cu oxigen. Aceasta este confirmată de profesorul Collour (elvețian), laureat al Premiului Nobel [2].
C30H50+6H2O = C30H62 +3O2
Căi de cercetare s-au redeschis în 1963, atunci când a apărut un articol în revista ,,Nature stiintifice’’, cercetătorii au demonstrat că scualenul stimulează macrofagele – principalele celule ale sistemului imunitar, în stratul de protecție interior și exterior a organismului. În 1982 funcția de detoxifiere a scualenului a fost demonstrată în mai multe experimente și în 1993 efectele sale de protecție împotriva razelor UV. Aceste descoperiri au pregătit terenul pentru utilizarea medicală a scualenului. În 1995 o echipă de cercetători japonezi au demonstrat clar că scualenul poate preveni oxidarea lipidelor din piele, o constatare cheie care în cele din urmă a plasat scualenul în centrul atenției științifice [2].
Este cunoscut faptul că scualenul este componentul principal al uleiului de ficat de rechin. Din cele mai vechi timpuri, pescarii din întreaga lume au beneficiat de proprietățile minunate ale uleiului extras din ficatul de rechin ce trăiesc sub 1000 m adîncime. Oamenii din Japonia Antică cunoșteau beneficiile uleiului de ficat de rechin de la adîncime ca o sursă de putere, forță, energie și vitalitate, numindu-l "Tokubetsu nu Miyage", care înseamnă "prețioase daruri". Acest ulei a fost, de asemenea, cunoscut și utilizat de către rezidenții de coastă și pescarii din Micronezia, care faceau referire la el numindu-l "Ulei miraculos". Localnicii din peninsula Izu din Japonia numeau acest ulei "Samedawa", însemnând "vindecă-tot." Ei se obișnuiau să-l folosească pentru a vindeca o gama larga de boli [3].
Deși amarantul este o plantă originară din America de Nord și Centrală, soiuri de această plantă au fost introduse pentru prima dată în El Salvador în jurul anului 1988, drept o sursă de legume și cereale pentru consumul uman. Planta este de o calitate nutritivă ridicată, frunzele ei furnizează carotenoizi, vitamina C, fier și proteine de bună calitate [4], în timp ce semințele acesteia oferă calorii și proteine de calitate. Amarantul este eficient, deoarece este o sursă bogată în lizină [5], aceasta fiind dificitară în alte cereale.
Actualitatea temei: Scualenul vine în atenția lumii științifice ca urmare a efectelor benefice ale unor produse naturale care îl conțin, observat asupra sănătății umane. Scualenul are o mulțime de proprietăți farmacologice și cosmetologice foarte prețioase cum ar fi: acțiune antiinflamatoare, antioxidantă și cicatrizantă. În reacțiile biochimice din organismele vii scualenul saturează celulele cu oxigen, îmbunătățind respirația și schimbul de substanțe. De asemenea, scualenul este implicat în controlul alergiilor, diabetului, candidozelor, inflamațiilor și are o contribuție importantă la îmbunătățirea memoriei și a funcționării creierului în general. Unii cercetători consideră scualenul ca fiind, în prezent, cel mai bun stimulator imunitar descoperit. Datorită acestui fapt cercetătorii caută noi surse de obținere a scualenului, precum și metode efective de izolare acestuia din sursele identificate, fapt care a sugerat scopul prezentei lucrări.
Scopul prezentei cercetări este obținerea scualenului printr-o metodă simplificată din uleiul soiurilor locale de amarant, stabilirea conținutului său în acest ulei, extragerea și cercetarea scualenului ca materie primă pentru un potențial produs cosmetic.
Pentru realizarea acestui scop au fost stabilite următoarele obiective:
Studiul și descrierea materiei prime și a unor proprietăți ale uleiului de amarant și a scualenului;
Extragerea din semințe de amarant a uleiului vegetal;
Saponificarea uleiului de amarant;
Extragerea scualenului din partea nesaponificabilă;
Separarea și identificarea scualenului;
Capitolul I. Scualenul – substanță biologic activă naturală ca principiu activ farmaco – cosmetic (Investigații bibliografice)
I.1. Structura, chimia și răspîndirea scualenului
Pentru prima dată scualenul a fost descoperit în 1906 de către japonezul cercetător Dr. Mitsumaru Tsujimoto, un expert în uleiuri și grăsimi de la ,,Tokyo Testarea Industrial Station”. El a separat fracțiunea nesaponificabilă din uleiul "kurokozame" din ficatul de rechin și a descoperit existența unei hidrocarburi foarte nesaturate [6]. Zece ani mai târziu, Tsujimoto a reușit să obțină prin distilare în vid o fracțiune din uleiul de ficat de la două specii de rechin de la mare adâncime ce reprezenta o hidrocarbură nesaturată, cu formula chimică C30H50, pe care a numit-o "squalene" [7]. Numele a provenit de la denumirea familie de rechini ,,Squalidae’’. Lucrările de cercetare ulterioare [8-11] au confirmat formula chimică propusă de Tsujimoto, menționată în Fig. 1 și proprietățile fizico-chimice prezentate în tabelul 1[12].
Fig. 1. Structura chimică a scualenului.
Tabelul 1. Proprietățile fizico-chimice ale scualenului.
Cea mai mare concentrație de scualen în lumea vie se conține în ficatul de anumite specii de pești, mai ales în ficatul rechinilor, care trăiesc în mare, la adâncime sub 400 m. Studiile lui Tsujimoto [13] au arătat că scualenul a fost prezent în 16 din 36 specii de rechin studiate din apele maritime japoneze.
Scualenul este un triterpenoid aciclic cu șase legături duble neconjugate sau unități de izopren (Fig. 1.). Acesta este produs în corpul nostru și, de asemenea, găsit în natură. La animale, scualenul este precursorul biochimic pentru întreaga familie de steroizi. Oxidarea (prin scualen monooxigenat) a unuia dintre terminalele dublelor legături duce la ciclizarea catalizată de enzimă pentru a se obține lanosterol, care este apoi transformat în colesterol și alți steroizi. La plante, scualenul este precursorul stigmasterolului. În anumite ciuperci, acesta este precursorul ergosterolului. Cu toate acestea, algele verzi-albastre și unele bacterii nu produc scualenul și trebuie să-l achiziționeze din mediu în cazul în care au nevoie de el.
Scualenul este o sursă de energie pentru rechini, care le permite să trăiască în aceste adâncimi și să prospere într-un mediu care este dur și sărac în oxigen. În cazul rechinilor de adâncime, ficatul este organul principal pentru depozitarea lipidelor, fiind în același timp o sursă de energie și un mijloc pentru reglarea flotabilității. În cazul lor, substanțele nesaponificabile reprezintă 50-80% din ficat, în marea majoritate a acestora fiind scualenul. De exemplu, specia Centrophorus artomarginatus de rechini de adâncime care trăiesc în apele marine la 600-1000 m adâncime, fără lumina soarelui, reușesc să supraviețuiască unde presiunea este constant ridicată și cantități mici de oxigen, datorită acestui compus din ficatul lor, care reprezintă 25-30% din greutatea lor corporală totală. În ficatul de rechin Centrophorus squamosus scualenul reprezintă 18,1% din masa corporală; 77,2% din greutatea compoziției ficatului este ulei și concentrația scualenului în acest ulei este de 79,6%. Valori similare au fost obținute pentru Centroscymnus crepidater. O descoperire interesantă a fost făcută, cînd scualenul s-a găsit în cantități mai mari, nu numai în ficatul unor specii de rechini, dar și în alte organe ale acestora.
Un studiu din Norvegia [14], a demonstrat că scualenul este prezent în concentrații mari, de asemenea în alte organe cu excepția ficatului, cel mai mare conținut de scualen pentru speciile Centrophorus squamosus (Centrophorus) fiind 70.60 ± 0,81% în ficat, dar de asemenea 52,45 ± 0,64% în stomac, 45,64 ± 10,59% în pancreas, 42,98 ± 7,30% în inimă și 30,06 ± 16,10% în splină. Specia de rechini menționată în studiul efectuat locuiesc la 800-1500 m adâncime, în Oceanul Atlantic de Nord. Variabilitatea datelor pentru rechinii din aceeași specie s-a dovedit a fi mare, datorată din cauza vârstei diferite, sex, parametrii geografici și variația de sezon.
Până în ultimele decenii ale secolului XX, nu a fost cunoscut faptul că scualenul exista în cantități mici și în corpul uman. Scualenul a fost găsit în corpul uman, în anii 1950, acesta este unul dintre etapele intermediare ale metabolismului colesterolului. Mai recent, prezența scualenului s-a dovedit a fi în mucoasa membranoasă a tractului gastro – intestinal precum și în țesutul adipos (grăsime). Printre ființa umană, nou-născuții au cea mai mare concentrație de scualen în sângele lor, dar rezerva începe să scadă brusc între 30 și 40 ani. În corpul uman scualenul este sintetizat de ficat și este secretat în cantități mari de către glandele sebacee. Oamenii de știință au observat că scualenul reprezintă 12% din lipidele secretate de glandele sebacee și care nu se transformă în colesterol [15, 16]. Cele mai mari concentrații de scualen din corpul uman se găsesc în piele, aproximativ 500 μg/ g, iar în țesutul adipos 300 μg/ g [17]; în timp ce în organele în care are loc activ biosinteza, concentrația de scualen este mult mai mică, la fel ca în ficat 75 μg/ g și mai mici în intestin 42 μg / g [18].
Scualenul poate intra cu ușurință în reacție cu apa din organism, eliberând oxigen. În timpul înotului la adîncimi mari, rechinilor le este necesar scualenul pentru a supravețui în condiții de hipoxie. Dar oamenii au nevoie de scualen în calitate de agent anticancerigen, antibacterian și fungicid, deoarece de mult timp s-a dovedit că dificitul de oxigen și daunele oxidative aduse la celule sunt cauzele principale ale îmbătrînirii precum și apariția și dezvoltarea tumorilor.
Acest produs este rar întîlnit și foarte costisitor, dar problema nu a fost numai în costul său ridicat, dar și în faptul că scualenul din ficatul de rechin nu este atît de cantitativ – doar 1-1,5%.
Uleiul din ficat de rechin rămâne cea mai bogată sursă naturală de scualen. Un motiv limitativ în utilizarea acestei surse naturale de scualen este reprezentată de prezența diferitelor poluanți organici persistenți (POP) în mediul maritim, ca PCB (bifenil policlorurați), PBDE (polibromurați difenil eter), pesticide organoclorurate, hidrocarburi policiclice aromatice, dioxine și metale grele, împreună cu preocuparea în conservarea vieții marine. Cu toate acestea, studiile mai recente [19] arată că nivelul POP în Atlantic este sub limita stabilită de către Organizația Mondială a Sănătății și Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară.
În ciuda prezenței discutabile a POP în scualenul obținut din uleiul de ficat de rechini, utilizarea sa în industria farmaceutică poate ridica probleme din cauza posibilității prezenței diferiților agenți patogeni la care rechinii ar putea fi infectați și așa infecția se transmite la om. Oricum, pescuitul intensiv acestor rechini pune în pericol existența acestor specii, multe dintre ele fiind aproape de extincție căci ciclul lor de reproducere este destul de lung, iar creșterea este lentă. Acesta este motivul pentru Europa de a reduce drastic în ultima perioadă cotele de pescuit pentru aceste specii de rechini și în același timp piața europeană pare să se schimbe la folosirea scualenului din surse de origine vegetală, cel puțin pentru utilizarea în produsele cosmetice.
Pentru toate aceste motive este astăzi un mare interes în găsirea de noi surse naturale de scualen, în special din sursele vegetale. Concenrații de scualen au fost identificate în mai multe uleiuri vegetale. Cronologic, primul ulei vegetal în care s-a constatat scualenul a fost uleiul de măsline [20]. Mai recent, Frega și colaboratorii săi [21] au determinat concentrația scualenului în uleiul de măsline fiind de 564 mg/ 100 g, în ulei de soia 9,9 mg/ 100 g, în uleiul de semințe de struguri 14,1 mg/ 100 g, în uleiul de alune 27,9 mg/ 100 g, în uleiul de arahide 27,4 mg/ 100 g, și în uleiul de porumb 27,4 mg/ 100 g. Concentrația de scualen în gama de uleiuri vegetale produse pe o scară largă în Europa este 0-0.19 g/ kg în ulei de floarea soarelui, 0.03-0,2 g/ kg în ulei de soia, 0.1-0.17 g/ kg în ulei de porumb [22], și 1.7-4.6 g/ kg în ulei de măsline [23].
Planta Amaranthus a fost introdusă mai recent în Europa, este acum cunoscută a fi planta cu cea mai mai mare concentrație de scualen din lumea vegetală, constituind 4,16 g scualen/ kg sămânță [24]. Un vast studiu realizat pe 104 genotipuri de 30 de specii de Amaranthus a arătat că concentrațiile revelate de scualen sunt între 10,4 și 73,0 g/ kg ulei de amarant [25]. Rezultatele unui proiect de cercetare despre Amaranthus ca o cultură alternativă din Europa Centrală, a publicat date, ce confirmă o concentrație medie de scualen în ulei de aproximativ 7-8%, comparativ cu o medie de 1% din uleiul de măsline [26].
I.2. Amarantul ( lat. amaranthus) – sursă vegetală de scualen
În prezent, specia de amarant este cultivată în multe zone ale lumii, inclusiv în America Centrală și de Sud, Africa, India, China și SUA. Amarantul este o plantă populară, unele soiuri pot atinge o înălțime de 2 metri, provine din America de Nord. Această plantă este denumită ,,planta viitorului” din mai multe motive: recoltarea este ușoară, creștere rapidă, produce multe fructe și semințe, deci are o recoltă bogată și este tolerantă în medii aride, este folosită ca culturi de plante ornamentale, medicinale și alimentare. În funcție de tipul de flori, poate fi tentă galbenă, verde sau violet. Flori foarte mici, grupate în panicles. Inflorescența acestei plante sunt stocate în formă uscată și sunt folosite ca flori uscate în design floral. Tradus din greacă ,,amaranthus’’ – înseamnă "floare nemuritoare." Datorită valorii nutritive ridicate și randamentului excelent de culturi – amarantul este folosit ca hrană pentru animale. Cea mai mare valoare o au semințele de amarant, bogate în vitamina E, din el se prepară produse medicinale. Amarantul are un gust asemănător cu nuca, o aromă ușor picantă și textură gelatinoasă. Este unul dintre cele mai nutritive alimente cunoscute avînd o valoare proteică mai mare decît orezul, făina integrală de grîu, ovăz sau secară [28].
Chinezii foloseau amarantul pentru a vindeca infecțiile și migrenele. Semințele sau uleiul de amarant pot aduce beneficii celor cu boli cardiovasculare, consumate regulat reduc tensiunea arterială și scad nivelul colesterolului. Ele sunt de asemenea antioxidante și imunologice. Ele se pot pregăti ca orice alte cereale, devenind mai lipicioase dacă sunt fierte foarte tare, dar sunt foarte hrănitoare. Amarantul este o plantă cosmopolit cu regenerabilitate rapidă, care crește ușor la diferite condiții. Este o sursă de materii prime importante pentru industria alimentară, farmaceutică și textilă (fibre liberiene, amidon, ulei de amarant), componentele sale sunt incluse în multe suplimente alimentare și produse cosmetice. Compania ,,Inotex” a dezvoltat tehnologia textilelor inovatoare bazate pe utilizarea de ulei de amarant ce conține scualen și alți agenți benefici (vitamina E, acizi grași nesaturați).
Compoziția chimică a amarantului face posibilă utilizarea acestuia în calitate ca un agent de vindecare. Din cele mai vechi timpuri, slavii și arienii au folosit amarantul pentru hrănirea sugarilor, iar soldații luau semințele de amarant în marșuri ca o sursă de putere și sănătate. Amarantul, astăzi, este folosit cu succes în diverse țări pentru tratarea inflamației sistemului urogenital la bărbați și femei, anemie, hemoroizi, avitaminoză, diabet, obezitate, pierderea de putere, nervozitate, diverse boli de piele și arsuri, boli parodontale, stomatită, ulcer gastric și duoden, ateroscleroză. Preparatele ce conțin ulei de amarant scad cantitatea de colesterol din sânge, astfel protejează organismul uman de efectele expunerii la radiațiile solare și contribuie la resorbția tumorilor maligne, datorită scualenului, care este o substanță unică din compoziția sa.
După unele cercetări, s-a constatat că cele mai răspîndite tipuri de amarant sunt A. caudatus (Anexa 1), A. cruentus (Anexa 2) și A. hypochondriacus.
Amarantul roșu, este o plantă anuală, cu paniculat drept, cu muguri roșii ca sîngele. Florile Amaranthus cruentus sunt mici, unisexuale, grupate în inflorescență mare și complexă. Inflorescența dezvoltată deplin are mai mult de 10.000 de flori. Fiecare grup de flori constă dintr-o floare principală înconjurată de o mulțime de flori pistilate. Amarantul cruentus este eco – polenizat cu gradul de încrucișare 3,5- 14%. Frunzele sunt de culoare verde închis, cu venele roșii intens. Aria frunzelor ajunge pînă la 5.5 mii cm2. Forma frunzelor este oval – rombică. Frunzele superioare au pețiolele mai scurte decît cele inferioare, stem erect, brăzdat, rotunjite, cu o înălțime de 1,5- 2,2 m. Ca toate speciile din familia Amarantacee, Amarantul cruentus aparține grupului de plante cu fotosinteza de tip C-4. Caracteristicile importante din acest tip de fotosinteză este că Amarantul cruentus este rezistent la căldură și secetă, plasticitate ecologică, sinteza unui număr mare de proteine de înaltă calitate și alte substanțe biologic active [29].
Importanța speciei- Amarantul cruentus este o plantă cu folosire multilaterală. Din semințele de Amarantul cruentus se poate obține făină, amidon, ulei. Este utilizat atît în alimentația oamenilor cît și pentru păsări. Datorită numărului mare de compuși biologic activi (rutină, vitaminele C și E), amarantul prezintă proprietăți antioxidante și poate fi, prin urmare, utilizat pentru tratamentul de radiații și a altor boli. Dacă se va unge cu ulei de amarant pe piele, sub care se dezvoltă o tumoare, doza de radiații captată poate fi majorată în mod semnificativ, fără pericolul de a căpăta o arsură de radiație. Utilizarea uleiului de amarant înainte și după radioterapie accelerează în mod semnificativ recuperarea organismului pacienților, deoarece intrând în organism, scualenul activează procesele de regenerare a țesuturilor organelor.
I.2.1. Compoziția chimică, valoarea nutritivă și terapeutică a speciei de amarant
Cercetările au demonstrat că amarantul este o specie de plante, organele cărora sunt bogate în vitamine, în special A, K, B1, B3, B5, B6, B17, C, E, în minerale precum calciu, fier, magneziu, fosfor, potasiu, zinc și cupru. Uleiul gras are o mulțime de metaboliți secundari din diferite clase fitochimice. Datorită acestui conținut bogat în substanțe bioactive, organele speciei de amarant prezintă o valoare nutritivă foarte ridicată.
Spre exemplu, frunzele de Amaranthus cruentus conțin cu 25 % mai multe proteine și mai multă lizină (un aminoacid esențial cu rol în formarea proteinelor necesar organismului uman) decît orice produs obținut din porumb sau alte cereale și mai multă metionină decît soia, fapt pentru care reprezintă un interes foarte mare ca hrană pentru animale. Fiind o plantă cerealieră, semințele acesteia au o asemănare mare după conținutul calitativ cu alte cereale, însă domină puternic în principalele produse cerealiere în plan cantitativ al conținutului de substanțe nutritive și biologic active, fapt care le face să prezinte un interes chiar și pentru nutriția omului. Astfel, acestea sunt mai bogate în lizină, fibre, vitamine, aminoacizi esențiali și minerale ca fier, magneziu, zinc, fosfor, cupru și mai ales mangan, dar și mai mult calciu decît alte cereale (tab. 2.) [29].
Tabelul 2. Compoziția chimică medie a semințelor de amarant (lat. amaranthus) în comparație cu alte cereale.
Datele tabelului de mai sus confirmă faptul că semințele amarantului sunt cu mult mai bogate în proteine, lizină, calciu, fier, fosfor decît celelalte cereale, aceasta ne demonstrează că semințele de amarant au o compoziție chimică destul de variată și în cantități destul de mari. Este cea mai importantă sursă de calciu care depășește nivelul de calciu al laptelui, totodată calciul din semințele de amarant este mai ușor asimilat de către organism, și faptul că conținutul de magneziu îl depășește cu mult pe cel al altor cereale, ceea ce are efect deosebit de bun asupra sistemului nervos, asupra musculaturii cardiace.
Amarantul diferă de cereale prin faptul că conține cantități mai mari de proteine, lizină, triptofan și cisteina [30, 31], conține de asemenea, un nivel relativ ridicat de grasimi [30, 31, 32]. Deși uleiul de amarant are o compoziție de acizi grași foarte asemănătoare cu uleiul din diferite cereale, acesta se diferențiază prin aceea că conține un nivel relativ ridicat de hidrocarburi nesaturate, cum ar fi scualenul [30, 33].
Cu toate că amarantul se caracterizează printr-un conținut sporit de substanțe bioactive, există și diferențe în compoziția diferitor specii de amarant (tab. 3.) [33].
Tabelul 3. Conținutul chimic al semințelor unor specii de amarant.
După cum se vede din tabelul 3, diferența cea mai mare este între conținutul de microelemente și unii compuși secundari: tiaminele, riboflavina, taninele, însă acești compuși nu influențează puternic valoarea nutritivă. De aceea încă din antichitate speciile acestui gen au o utilizare largă ca produs alimentar și plantă medicinală. Este cunoscut că chinezii îl foloseau pentru vindecarea infecțiilor și a migrenei. Conținutul mare de proteine este dublat de coeficientul excepțional de asimilare din organismul uman al acestora: amarant- 75%, lapte de vacă – 72%, soia – 68%, orez – 62%, grîu – 60%, arahide – 52%, porumb – 44% (valoarea nutritivă raport la 100 g). Valoarea energică: 1565 kJ/ 374 kcal, proteine – 14,5 g, hidrați de carbon – 51 g, lipide – 6,5 g [33].
Concentrația de scualen în uleiul de amarant a fost determinată de mai mulți oameni de științe. Ayorinde și colaboratorii săi [34] au raportat valorii între 2 și 5% de scualen din uleiul din specia de aparant din Africa de Vest. Becker și colababoratorii săi [31] au raportat o valoare de 4,6% din uleiul de A. cruentus și 6,7% pentru A. edulis. Bertoni și colaboratorii săi [35] au raportat valori de la 5,21% din uleiul de A. mantegazzianum, 7,37-7,65% pentru A. cruentus și 5,84% pentru A. caudatus crescut în Argentina. Aparent variabilitatea raportată pare a fi mai mult din cauza geneticii plantelor decât de alți factori.
Amarantul conține cantități importante de provitamina A (beta-caroten), un compus vital pentru milioane de malnutriți, care riscă orbirea. De asemenea este bogat în acizi grași polinesaturați (PUFA), în special în acidul linoleic. În mod fericit, încercările de a obține concentrate proteice din semințe de amarant au arătat că pe lînga proteine, s-au extras vitamine (printre care și provitamina A) și PUFA menționată mai sus.
Problemele care apar sunt cauzate de prezența în cantități ridicate a acidului oxalic, care are un rol important în formarea calculilor renali (de tip oxalați sau cu compoziție mixtă), inhibă absorbția calciului și zincului, și influențează negativ persoanele care suferă în general de afecțiuni ale rinichilor, gută, arterită, reomatoidă, polireumatism articular. De asemenea, nitrații din frunze se pot transforma în nitriți (similar spanacului), în urma reîncălzirii frunzelor gătite.
I.2.2. Compoziția, importanța și utilizarea semințelor de amarant
Semințele de amarant prezintă un aliment care fortifică plămînii și prin aceasta sunt extrem de benefice în zilele noastre de maximă poluare și intoxicare cu ozon. Amarantul este utilizat de multe civilizații în diverse forme:
Populația din Mexic sfărâmă și amestecă semințele de amarant cu o soluție cu zahăr pentru a obține o băutură numită “alegria” (bucurie); semințele de amarant decojite și prăjite sunt utilizate pentru a obține o băutură tradițională numită “atole”;
Localnicii din Peru utilizează semințele de amarant fermentate pentru a obține “chicha” sau bere; în zona Cusco florile sunt utilizate la tratarea durerilor de dinți și a febrei, sau la colorarea produselor alimentare din porumb sau quinoa;
Atît în Mexic, cît și în Peru frunzele de amarant sunt strînse și consumate, de către localnici ca produse vegetale, fripte sau fierte.
Populația din Nepal utilizează semințele de amarant în alimentație, preparate ca terci (“sattoo”) sau măcinate, din făină preparîndu-se “chappatis”.
Consumarea amarantului în combinație cu grîu, porumb sau orez maro are ca rezultat obținerea de proteină completă, la fel de valoroasă nutrițional precum peștele, carnea roșie sau carnea de pasăre. El conține de asemenea tocotrienol (o formă a vitaminei E) ce acționează asupra nivelului colesterolului reducîndu-l. Amarantul gătit este 90% digestibil și datorită ușurinței cu care este digerat este recomandat persoanelor care se recuperează după o boală sau celor care încheie o perioadă de post. El conține 6-10% ulei, care se regăsește preponderent în germeni. Semințele de amarant au o calitate unică, aceea că toți nutrienții sunt concentrați într-un inel. Datorită acestui fapt nutrienții sunt protejați în timpul procesării. Prin conținutul mare în fibre vegetale amarantul îmbunătățește tranzitul intestinal și digestia anihilînd astfel efectul negativ pe care-l are asupra tubului digestiv.
Acidul palmitic, acidul oleic și acidul linoleic se conțin în cea mai mare parte în componența semințelor de amarant (Fig. 2.)
Acidul palmitic
Acidul oleic
Acidul linoleic
Fig. 2. Formula de structură a unor acizi grași din componența uleiului de amarant.
Semințele pe lîngă vitamine și minerale mai conțin și o mulțime de acizi grași ce au un rol esențial în corpul uman, aceștia intră în structura membranelor celulare, încorporați în fosfolipide, influențînd proprietățile membranei (fluiditate, flexibilitate, permiabilitate) ș.a. (tab.4.) [36]. Uleiul din semințele de amarant are o importanță deosebită datorită proprietăților biologice diverse. Acest ulei este compus din trigliceride, care sunt esteri a unei diversități relativ mari de acizi grași. Conținutul de acizi grași în semințe este identic cu cel din ulei.
Tabelul 4. Acizii grași care se conțin în semințele de amarant.
I.3. Aplicarea în farmacie și cosmetologie a uleiului de amarant și a scualenului
Uleiul de amarant a fost utilizat pe scară largă în medicina neconvențională de mulți oameni din istorie. Una dintre primele mențiuni despre efectele uleiului de amarant pot fi găsite în lucrările medicului medieval armean din secolul al 16-lea, Amasiatsy, ca mijloc de curățare a stomacului și intestinelor. Uleiul de amarant era recomandat pentru a vindeca durerile de cap și tumori, efectele date sunt menționate în aceiași referință [37].
Uleiul de amarant este recomandat ca un mijloc de corecție dietic în bolile cardiovasculare, boli ale sistemului nervos și digestiv, boli de piele și leziuni ale pielii, pentru a calma durerea în oase și articulații, la normalizarea sistemului nervos, în profilactica cancerului și de prevenire a cancerului, un bun protector. Uleiul din semințe de amarant ajută la tratarea organismului, la înlăturarea multiplelor afecțiuni. Utilizarea acestuia stimulează sistemul imunitar, protejează organismul de boli și acțiunea nocivă a mediului ambiant. Conține un spectru larg de vitamine, ce permite restabilirea puterilor umane chiar și la utilizarea lor în doze mici.
Totodată substanțele biologic active din ulei au și unele contraindicații cum ar fi: reacțiile alergice, posibile efecte secundare ale ingestiei: greață, amețeală, creșterea arsurii la stomac. Utilizarea medicamentelor din amarant prin administrarea orală, este contraindicată în cazul inflamației pancreasului (pancreatită acută și cronică), colecistita, colelitiază.
În cosmetologie uleiul de amarant este unul dintre cel mai puternic mijloc ce acționează asupra pielii. Scualenul conținut în acesta contribuie la penetrarea rapidă a nutrienților și a medicamentelor în celule și țesuturi. Uleiul din semințe de amarant este bogat în vitaminele A, E, F, necesare pentru sănătatea și frumusețea pielii. Extractul de amarant, prin conținutul său bogat de scualen, furnizează oxigen în celule, luptă împotriva radicalilor liberi. În scopuri cosmetice este utilizat pentru protecția, hidratarea, emolierea și nutriția pielii. După poziția sa formează o barieră antibacteriană. Studiile susțin că scualenul sub razele ultraviolete este convertit în vitamina D, astfel încât protejează pielea de efectul nociv al soarelui.
Semințele de amarant sunt indicate în tratamentul carenței de fier, stări care necesită un aport suplimentar de fier (ex. activitatea mentală), previne osteoporoza, previne și tratează simptomele date de o alimentație incorectă, previne bolile cancerigene în special cancerul mamar. Făina din semințele de amarant este folosită pentru a face carnea dulce [38], cereale pentru micul dejun [39], biscuiți [40], și paste [41]. Studiile s-au axat în principal pe determinarea de acizi grași [42] și conținutul total de scualn [43].
Uleiul de amarant ce conține scualen tratează multiple afecțiuni imunodificitare, atât cele congenitale, cât și dobândite, inclusiv cronice: rinitele alergice, astmul bronșic, diabetul zaharat, exemele, infecțiile cronice și recidivante, nefritele și alte afecțiuni renale, anemia, dermatita atopică, psoriazisul, hepatitele toxice, hepatitele cronice active. În afară de aceasta, uleiul din ficatul de rechin stagnează procesele de îmbătrânire și permite restabilirea organismului după cursul de radioterapie. Uleiul din ficatul de rechin ajută la tratarea organismului, la înlăturarea multiplelor afecțiuni. Utilizarea acestuia stimulează sistemul imunitar, protejează organismul de boli și acțiunea nocivă a mediului ambiant. Conține un spectru larg de vitamine, ce permite restabilirea puterilor umane chiar și la utilizarea lor în doze mici.
Prin urmare, experții [44] cred că scualenul este un factor antitumoral, el îmbunătățește sistemul imunitar oferind astfel rezistență organismului la diferite boli. Scualenul este principalul ingredient din stratul lipidic al pielii, format din sebum ce este produs de keratinocite și lipide. Datorită lui stratul lipidic servește pentru păstrarea integrității cornoase precum și a menținerii nivelului de elasticitate, umiditate și moliciune a pielii. Deci scualenul este responsabil de umiditate și de protecția pielii, fiind un element important în mecanismul intern de îmbătrînire. Scualenul se folosește în industria parfumurilor și în cosmetologie. Pe baza lui sunt create creme și geluri anti-îmbătrînire, care permit dispariția ridurilor, precum și pentru păstrarea mirosurilor parfumurilor pe o perioadă mai îndelungată.
În Japonia se elaborează paste de dinți cu scualen, care au proprietăți lecuitoare dar și profilactice, pentru protecție de detoxifiere, nutriția pielii. Scualenul ajută pielea să rețină umezeala, o face netedă și rezistentă. Dar valoarea cea mai importantă este protejarea pielii împotriva radiațiilor UV. El are de asemenea proprietatea de a proteja pielea de cancer. Scualenul, pătrunzînd ușor prin epidermă, conferă pielii senzația de finețe și aspect mătăsos. Exercită acțiune antiinflamatoare, antioxidantă și cicatrizantă. Saturează celulele pielii cu oxigen, îmbunătățind respirația pielii și schimbul de substanțe. Cercetări recente au arătat rolul scualenului în inhibarea dezvoltării vascularizării tumorilor și deci în inhibarea dezvoltării tumorale, de asemenea s-a demonstrat faptul că are un rol important în reducerea extinderii metastazelor, și în stagnarea dezvoltării tumorilor maligne la sîni, plămîni, prostată și creer, iar în anumite cazuri chiar s-a constatat eradicarea tumorilor.
Deși scualenul este un produs intermediar în biosinteza colesterolului la om, consumul său zilnic nu crește nivelul de colesterol. Rezultatele unui studiu clinic [45], efectuate pe pacienți vârstnici care suferă de hipercolesterolemie, a arătat, o scădere totală de colesterol, LDL colesterol, precum și nivelurile TAG și o creștere de HDL colesterol. Alte rapoarte [46] au arătat că o dietă cu ulei de amarant, care conținea concentrații mari de scualen, produce beneficii pentru sănătate prin reducerea sau chiar dispariția durerilor de cap, slăbiciune, oboseală. O problemă încă prezentă astăzi este faptul că o dietă de zi cu zi care conține ulei de amarant, fiind prezent scualenul acționează asupra reducerii colesterolului seric. Shin și colaboratorii săi [47] au efectuat unele experimente pe șobolani cu semințe de amarant, ulei și scualen de diferite origini pentru a studia efectul lor hipocolesterolemic. Au observat un efect diferit al scualenului obținut din amarant față de scualenul obținut din ficat de richin: scualenul vegetal s-a dovedit că are o acțiune hipolipidemică în sânge și ficat și o creștere a excreție de colesterol în fecale, efecte care nu s-au observat la administrarea scualenului din ficat de rechin.
La începutul anilor 1950 s-a descoperit că scualenul este o componentă importantă de sebum uman, fapt care justifică rolul său în fiziologia pielii, avînd acțiune de hidratarea, repararea pielii deteriorate și de întinerire. Proprietățile lui de a fi emolient și cu acțiune de hidratare, precum și de biocompatibilitate cu pielea face scualenul o componentă importantă în cosmetică, fiind utilizat în diferite forme cosmetice (creme hidratante, machiaj, ruj, produse pentru unghii și produse pentru păr) [48]. Scualenul este considerat unul dintre cei mai mari emolienți naturali, fiind absorbit rapid și eficient în piele, restabilind suplețea naturală și flexibilitatea, fără reziduuri uleioase spate. Toate aceste caracteristici îl reprezintă ca un protector excelent pentru piele, fiind folosit în vindecarea eczemelor, păr deteriorat, anti-îmbătrînire și împotriva ridurilor.
Mai mult scualenul joacă un rol esențial în protejarea pielii de la daune oxidative datorate radicalilor liberi. Scualenul acționează în piele ca o stingere a oxigenului singlet, de asemenea el protejează de expunerea la lumina UV. El este un ingredient important în produsele cosmetice aplicate pe piele, datorită proprietății sale fotoprotectoare și se folosește ca un lubrifiant pentru discuri de computere datorită termostabilității sale [49, 50]. Kohno și colaboratorii săi [51] au arătat în experimentele lor că rata constantă de stingere a oxigenului singlet de scualen este mult mai mare decât cele ale altor lipide din pielea umană și este comparabilă cu cea a 3,5-di-t-butil-4-hidroxitoluen (BHT).
Se presupune că riscul scăzut la diferite tipuri de cancer asociate cu un consum ridicat de ulei de măsline ar putea să se datoreze prezenței în ulei a scualenului [52]. S-a sugerat, de asemenea că scualenul are un efect chemopreventiv asupra cancerului de colon [53]. Alte efecte benefice asupra sănătății pot fi atribuite acțiunii hipocolesterolemiante, în combinație cu administrarea de tocotrienol [54].
Datorită proprietăților sale antibacteriene, scualenul pur sau în amestec cu alte substanțe este folosit pentru prepararea unei compoziții pentru tratamentul local al arsurilor [55]. Scualenul are un punct de topire suficient de jos pentru a permite răcirea compoziție și aceasta să rămână lichidă, chiar și la temperaturi între -100C și -600C, spre deosebire de medicamentele uleioase obișnuite. S-a demonstrat că aplicarea locală a unei compoziții ce conține scualen nu duce la apariția iritațiilor, dar are o acțiunea efectivă dorită.
Uleiul de amarant conținând scualen facilitează solubilizarea și modifică eliberarea și asimilarea de către celule a medicamentelor, adjuvanților și vaccinurilor. Experimentele efectuate de Kim și colaboratorii săi [56] pe un șoricel au demonstrat că o emulsie ce conține scualen a manifestat mai puțină citotoxicitatea după administrarea intravenoasă.
În 2009 au realizat o meta-analiză cercetătorii de la ,,Novartis Vaccines and Diagnostics’’, aceasta a fost publicată în revista ,,Vaccin’’. Cercetătorii au reunit date de la 64 de studii clinice de vaccinuri gripale cu adjuvantul MF59, care conține scualen și le-au comparat cu efectele vaccinurilor cu nici un adjuvant. Analizele au demonstrat că vaccinurile cu adjuvanți au fost asociate cu un risc ușor mai mic la bolile cronice. Autorii au ajuns la concluzia că datele lor susțin profilul de siguranță bună cu vaccinurile gripale cu adjuvantul MF59 și sugerează că ar putea fi un beneficiu clinic pentru vaccinuri ce conțin MF59 [57]. Adjuvantul MF59 conține scualen împreună cu doi surfactanți, Tween 80 și Span 85, în calitate de ulei în apă (microemulsie). Acesta este utilizat ca adjuvant în mai multe vaccinuri cum ar fi împotriva hepatitei B și C, virusul herpes simplex și virusul gripal. Acesta a fost primul vaccin gripal ulei în apă utilizat în scop comercial [57]. Datele publicate de Oraganizația Mondială a Sănătății [58] au arătat că scualenul a fost prezent în peste 22 de milioane de vaccinuri împotriva gripei, distribuite pacienților în Europa din 1997 și nu are efecte adverse.
Deja este bine cunoscută activitatea antioxidantă a scualenului, care pare a fi din cauza structurii sale chimice: o hidrocarbură nesaturată ce conține 6 legături duble. Datorită acestor legături duble această hidrocarbură acționează ca un antioxidant puternic și un antibiotic natural.
Chimioterapia aplicată împotriva cancerului are partea sa nedorită cu multiple efecte, cum ar fi daunele asupra țesuturilor sănătoase, normale, chiar toxicitate asupra unui organ, efecte secundare toxice. Multe dintre terapiile anticanceroase, chimice sau prin radiații, produc radicali liberi, considerați responsabili pentru efectele toxice menționate. Scualenul dovedit deja a fi eficient ca antioxidant, devine un motiv important pentru a fi testat experimental împotriva acestei tumori; s-a dovedit a fi bine tolerat, netoxic și bun agent citoprotector [59]. Aplicarea directă a scualenului în terapia cancerului duce la folosirea acestuia ca un agent de potențare pentru medicamentele împotriva cancerului. Există rapoarte cu privire la rezultatele bune obținute de testare a scualenului pe modele animale, în combinație cu agenți antitumorali ca ACNU (3- [(4-amino-2-metil-5-pirimidinil) metil] -1- (2-cloretil) -1-nitrozuree) [60], sau bleomicina, contra diferitor tumori canceroase. Până în prezent, nici un studiu experimental pe oameni n-a fost raportat pentru a confirma datele obținute pe modele animale.
Producătorii pot da o perioadă de valabilitate a semințelor și a uleiului din semințe de amarant între 6-12 luni. După deschiderea pachetului cu semințe de amarant, acestea trebuie depozitate în containere ermetic închise, într-un loc răcoros (poate fi pus pe raftul de jos a frigiderului). Atenție ! Uleiul din amarant este rapid oxidat la lumină și în contact cu aerul.
I.4. Caracteristica și metode de obținere a uleiului din semințe de amarant
Semințele de amarant sunt o sursă importantă de scualen. În uleiul de amarant se conțin cantități mari de scualen (2.4-8.0%) comparativ cu alte uleiuri vegetale comune [61, 62]. Uleiul de amarant prezintă un produs derivat din semințele plantei. În prezent pentru producerea uleiului, acestea sunt obținute din soiuri de amarant foarte productive. Acest ulei tratează multiple afecțiuni imunodificitare, atît cele congenitale, cît și dobîndite, inclusiv cronice: rinițele alergice, astmul bronșic, diabetul zaharat, exemele, infecțiile cronice și recidivante, nefritele, și alte afecțiuni renale, anemia, dermatita atopică, psoriazisul, hepatitele toxice, hepatitele cronice active. În afară de aceasta, uleiul din amarant stagnează procesele de îmbătrînire și permite restabilirea organismului după cursul de radioterapie.
În ceea ce privește metodele de separare, metoda de extracție cu solvent rămâne în continuare cea mai utilizată în industrie pentru extragerea uleiului, urmată de distilare pentru separarea scualenului.
Cîteva metode populare pentru extragerea uleiului din semințe de amarant:
100 g semințe, la focul domol se pun la prăjire sau coacere în tigaia bine uscată și încălzită, apoi se pisează într-o rîșniță de cafea, unde se toarnă într-un recipient de sticlă sau porțelan, se adaugă 250 ml ulei de măsline. Se va decanta timp de o lună la loc călduț, după care se va filtra, uleiul obținut se va păstra într-un loc răcoros și la întuneric.
La 100 g semințe de amarant zdrobite într-o rîșniță de cafea și puse într-un recipient închis se toarnă 100 g de ulei (floarea soarelui sau de măsline). Recipientul se pune într-un loc rece timp de 2-3 săptămîni, agitând zilnic. Apoi conținutul se presează și uleiul rezultat se pune în frigider pentru soluționare. Odată ce uleiul dobîndește o formă transparentă, este gata pentru utilizare. Uleiul de măsline are aceleași proprietăți de vindecare, precum și cel de amarant. Larga folosire a uleiului de amarant se explică prin componentele sale unice biologic active: aminoacizi, microelemente, minerale, vitamine, proteine, scualen.
După cum am menționat anterior, uleiul din semințe de amarant este foarte bogat în acizi grași, însă totodată acest ulei este foarte renumit pentru faptul că conține între 7- 9% scualen, care este o substanță biologic activă cu mare perspectivă de utilizare în farmaceutică și cosmetologie.
I.5. Procedee tehnologice de obținere a SBA, valabile și pentru obținerea uleiului din semințe de amarant
Plantele au fost utilizate în cosmetologie și medicină din cele mai vechi timpuri și de-a lungul anilor au fost studiate un număr extrem de mare de varietăți biologice, din care au devenit consacrate un număr relativ mic dacă îl raportăm la numărul uriaș de specii existente. Solvenții de extracție uzuali sunt: apa, alcoolul, butilenglicolul, etoxidiglicolul, propilenglicolul, glicerina, uleiuri minerale și diferite uleiuri vegetale. În funcție de procedeul ales există mai multe tipuri de extracte. Extractele apoase: infuzia și decoctul și extractele alcoolice: tincturile, extractele glicolice și hidroglicolice, extractele uleioase.
Principalele etape de obținere a uleiului din plante aromatice și medicinale:
Colectarea, pregătirea produsului vegetal;
Mărunțirea produsului vegetal;
Extragerea cu solvent;
Îndepărtarea solventului;
Capitolul II. Materiale și metode
II.1. Materiale
Materia primă: drept obiect de cercetare s-a folosit produsul vegetal – semințe de amarant din 2 specii diferite Amaranthus caudatus și Amaranthus cruentus, colectate din Republica Moldova, acestea au fost culese în toamna anului 2014 de la “Grădina Botanică”.
Reactivi: pentru extragerea uleiului din semințe de amarant este nevoie de cloroform; pentru saponificarea uleiului: etanol (96%), sol. de NaOH (50%); pentru separarea scualenului din partea nesaponificabilă: hexan, Na2SO4; pentru identificarea și separarea scualenului: eter de petrol, soluție de acid sulfuric.
Aparate: pentru mărunțirea materie prime s-a folosit moara de laborator (Kenwood); pentru determinarea umidității este nevoie de etuvă, pentru extragerea uleiului din semințe de amarant: balon cotat dotat cu refrigerent, baie de apă, plită electrică, evaporator rotativ de laborator; pentru saponificarea uleiului: baie de apă, plită electrică cu agitator magnetic, refrigerent; pentru separarea scualenului și identificarea acestuia: rotor-distilator cu vacuum, coloană cromatografică, spectroscop RMN.
II.2. Metode de cercetare
II.2.1. Pregătirea materialului
Materia primă de semințe de Amaranthus caudatus și Amaranthus cruentus s-a uscat pînă la o masă constantă, după care s-a mărunțit pînă la dimensiunea de 1- 2 mm cu ajutorul morii de laborator (Kenwood).
II.2.2. Determinarea umidității materiei prime
Metoda determinării umidității se bazează pe determinarea pierderii în masă a materiei prime din contul umidității higroscopice și substanțelor volatile la uscarea materiei prime pînă la starea absolut uscată.
Aparate, vase de laborator, reactivi: cîntar cu o precizie ±0,01 g, semințe de amarant, etuvă, cronometru, ceașcă de porțelan.
Modul de lucru: materia primă pregătită s-a cîntărit cu o precizie de ±0,01 g. În etuva încălzită pînă la 100-105○C, s-au plasat semințele de amarant pregătite, în momentul plasării temperatura în interiorul etuvei scade. Timpul, în decursul căruia materia primă trebuie să fie uscată s-a considerat începînd cu momentul, cînd temperatura în interiorul etuvei a atins 100-105○C. Uscarea s-a continuat pînă la masă constantă. Masa constantă se consideră atinsă, dacă diferența între 2 cîntăriri urmate după 30 min de uscare și 30 min de răcire nu depășește 0,01 g. Prima cîntărire a avut loc peste 2 ore după plasarea în etuvă a probelor. Semințele s-au scos din etuvă, s-au răcit și s-au cântărit [63].
Prelucrarea datelor:
Umiditatea materiei prime( W) se calculează după formula (%):
W(%)= (m- mi )/m * 100%
unde:
m- masa materiei prime înainte de uscare, g ;
mi- masa materiei prime după uscare, g.
În cazul semințelor de Amaranthus cruentus:
W(%)= ( 370-363,2)/370* 100 %= 6,8 %
În cazul semințelor de Amarantus caudatus:
W(%)= ( 370-362,4)/ 370* 100 %= 7,6 %
II.2.3. Extragerea uleiului din semințele de Amaranthus cruentus și Amaranthus caudatus
Modul de lucru: Obținerea uleiului din semințele de amarant s-a efectuat prin extragerea cu cloroform într-un balon dotat cu refrigerent, pe baia de apă, la temperatura de 75 0C. 500 g semințe de amarant mărunțite s-au supus extracției cu 1000 ml solvent (cloroform) și agitare periodică timp de 1 oră. Procesul a fost repetat de 4 ori, pentru o extracție mai bună. După dizolvarea extractivă, faza următoare din procesul tehnologic de fabricare a constituit separarea soluției extractive de produsul vegetal epuizat de substanțele active. Astfel lichidul extractiv s-a filtrat printr-un filtru gofrat. După răcire și filtrare cloroformul s-a îndepărtat din extract prin distilare la un distilator rotativ cu vid, la temperatura de 50 0C [64].
Fig. 3. Evaporator rotativ cu vid (de laborator) pentru concentrarea soluțiilor extractive.
Aparatul este alcătuit dintr-un recipient evaporator rotativ, un refrigerent, un recipient colector pentru solvent, o sursă de vid și un sistem de reglare a vitezei de rotație a recipientului. Recipientul evaporator este fixat într-o poziție înclinată într-un sistem de încălzire electrică. El se rotește continuu cu o viteză calculată.
II.2.4. Examinarea fizico – chimică a uleiului din semințele de A. caudautus și A. cruentus
II.2.4.1. Determinarea caracteristicilor organoleptice ale uleiului de amarant
La determinarea caracteristicilor organoleptice ale uleiului de amarant se va aplica metoda descrisă în ,, Farmacopeea Europeană’’ [64].
Stabilirea culorii și transparenței
Aparate, vase de laborator, reactivi: cilindru din sticlă transparentă cu diametrul de 2-3 cm, sursă de lumină, ulei de amarant.
Modul de lucru: În cilindru confecționat din sticlă transparentă, cu diametrul de 2-3 cm s-au introdus 10 ml de substanță cercetată lichidă. S-a analizat transparența și culoarea privind cilindrul cu proba orientat spre sursa de lumină, la distanța de 40 cm față de observator.
Stabilirea mirosului
Aparate, vase de laborator, reactivi: pipete de 1 ml, benzi din hîrtie de filtru de 125 cm, ulei de amarant.
Modul de lucru: Cu ajutorul pipetei s-a picurat 1-2 picături de substanță analizată pe o bandă din hîrtie de filtru cu dimensiunile 125 cm, în așa mod încât substanța să nu ajungă la marginile benzii de hîrtie. Mirosul s-a determinat organoleptic (folosind analizatorul olfactiv), la temperatura mediului de 200C. S-a stabilit tipul (asemănarea cu proba martor de ulei de amarant) și intensitatea mirosului.
Stabilirea gustului
Aparate, vase de laborator, reactivi: pipete de 1,5 ml, mojar cu pistil, ulei de amarant, praf de zaharoză R, etanol R 90% (v/v).
Modul de lucru: S-a amestecat 3 picături de compus analizat cu 5 ml de alcool etilic R de 90% (v/v). Soluția obținută s-a adăugat la 10 g de praf de zaharoză R și se continuă amestecarea pînă la obținerea unei mase omogene. Gustul s-a determinat prin depunerea unei cantități mici de amestec obținut pe suprafața limbii. S-a stabilit gustul compusului analizat prin asemănarea cu gustul altor compuși deja cunoscuți studentului.
Atenție: S-a utilizat cantitățile de substanțe indicate în modul de lucru. După analiză, cavitatea bucală s-a clătit cu apă din abundență.
II.2.4.2. Determinarea principalelor caracteristici fizico-chimice ale uleiului de amarant
La determinarea indicilor de aciditate, de peroxid, de iod se va ultiliza metodele descrise în ,,Chimie parfumerică și cosmetică. Ghid de lucrări practice.’’ [64].
Daterminarea indicelui de aciditate
Indicele de aciditate reprezintă cantitatea de KOH, în miligrame, necesară pentru neutralizarea acizilor liberi care se conțin în 1 gram de ulei volatil analizat.
Aparate, vase de laborator și reactivi: balanță analitică, baloane Erlenmeyer de 200 ml, biuretă 25 ml, cilindru gradat 10 ml, ulei de amarant, soluție de hidroxid de potasiu 0,1 N, soluție alcoolică de fenolftaleină, alcool etilic.
Modul de lucru: la 1 g de ulei din semințe de amarant s-a adăugat 10 ml de alcool etilic și 1-2 picături de fenolftaleină. Soluția s-a agitat, apoi s-a titrat cu soluție de hodroxid de potasiu 0,1 N pînă la apariția culorii roze, care nu dispare timp de 30 s.
Indicele de aciditate s-a calculat conform formulei:
I.A.= V5,61/m;
unde:
I.A. – indice de aciditate;
V – volumul soluției de KOH consumat la titrare, ml;
5, 61- masa de KOH conținută în 1 ml de soluție de hidroxid de potasiu de 0,1 N, mg;
m- masa uleiului din semințe de amarant.
Calcule:
În cazul uleiului din semințe de Amaranthus cruentus:
I.A.= 0,535 ml5,61/1 ml = 3,0 mg KOH/g;
În cazul uleiului din semințe de Amarantus caudatus:
I.A.= 0,570 ml5,61/1 ml = 3,2 mg KOH/g;
Determinarea indicelui de peroxid:
Indicele de peroxid se definește ca fiind numarul de miliechivalenți de peroxid pe kilogram de materie analizată (1 miliechivalent = 0,5 milimol).
Aparate, vase de laborator și reactivi: balanță analitică, biuretă de 25 ml cu valoarea diviziunii de 0,1 ml, balon Erlenmeyer de 250 sau 300 ml cu dop rodat, cronometru, ulei de amarant, soluție tiosulfat de sodiu 0,01 N, iodură de potasiu, acid acetic glacial, cloroform, soluție de amidon 1%, apă distilată.
Modul de lucru: Într-un balon Erlenmeyer, prevăzut cu dop rodat, s-a introdus aproximativ 3 ml ulei volatil (NB: proba de ulei se prelevează din volumul uleiului și nicidecum de la suprafața acestuia), la care s-a adaugat 20 ml amestec de acid glacial: cloroform (3:2) și 1 ml soluție saturată de iodură de potasiu. S-a cronometrat timpul, simultan agitînd conținutul balonului. După 60 de secunde, în balon s-a adăugat 40 ml apă distilată. Amestecul s-a agitat lent timp de 1 minut. După expirarea timpului, conținutul balonului s-a titrat cu soluție de tiosulfat de sodiu 0,01 N pînă la apariția culorii galben pal, după care s-a adăugat 1 ml soluție de amidon (imediat soluția se colorează în albastru) și s-a continuat titrarea pînă la colorarea soluției în galben deschis sau chiar pînă la decolorarea ei. S-a notat volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,01 N consumat (V1).
În paralel, în aceleași condiții s-a analizat proba martor, pentru care proba de ulei s-a substituit cu apă distilată. S-a notat volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,01 N consumat (V0).
Atenție! Dacă pentru proba martor se consumă mai mult de 0,5 ml soluție de tiosulfat de sodiu 0,01 N, reactivii utilizați se vor pregăti din nou.
Indicele de peroxid s-a calculat după formula:
I.P.=(V1-V0) C1000T/Vp2;
unde:
V1 – volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,01 N consumat la titrarea probei de ulei, ml;
V0 – volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,01 N consumat la titrarea probei martor, ml;
C – concentrația molară a soluției de tiosulfat de sodiu, mol/l;
T – titrul soluției de tiosulfat de sodiu, g/ml;
Vp – volumul probei de ulei analizat, ml.
Calcule:
În cazul uleiului din semințe de Amaranthus cruentus:
I.P.= 2,4 mmol/kg;
În cazul uleiului din semințe de Amarantus caudatus:
I.P.=2,4 mmol/kg;
Determinarea indicelui de iod
Indicele de iod reflectă cantitatea de iod exprimată în grame fixată de 100 g materie analizată.
Aparate, vase de laborator și reactivi: balanță analitică de precizie 0,0002 g, cronometru, sticlă de ceas, pahare chimice 50, 100 ml, pîlnie din sticlă, biuretă de 25 ml, baie de apă, ceașcă Petri, balon Erlenmeyer 250 ml cu dop din sticlă rodat, alcool etilic tehnic 96%, ulei de amarant, soluție alcoolică de iod, soluție de tiosulfat de sodiu ( Na2S2O3) 0,1 N, iodură de potasiu soluție de 20%, soluție de amidon 1%, apă distilată pH 5,4-6,6.
Modul de lucru: Pe o sticlă de ceas, cîntărită în prealabil cu eroarea de 0,0002 g, s-a cîntărit 0,2-0,3 g de ulei analizat. Utilizîndu-se pîlnia și 15 ml etanol, masa de ulei de pe sticla de ceas s-a transferat cantitativ într-un balon Erlenmeyer de 250 ml. În același balon, din biuretă s-a adăugat 25 ml soluție etanolică de iod și amestecul s-a agitat atent. După aceasta în balon s-a adăugat 150 ml apă distilată, balonul s-a închis cu un dop din sticlă rodat (în cazul lipsei acestuia, balonul se acoperă cu o ceașcă Petri) și s-a agitat timp de 5 min, după care s-a lăsat la întuneric pentru alte 5 min. După expirarea timpului, dopul (ceașca Petri) și pereții interiori ai balonului s-au spălat cu o cantitate mică de apă. S-a adăugat 20-25 ml soluție de 20% iodură de potasiu și amestecul s-a titrat cu soluție de tiosulfat de sodiu 0,1 N pînă la schimbarea culorii în galben-pal. S-a adăugat 1-2 ml soluție de amidon și s-a continuat titrarea pînă la dispariția colorației albastru-violete. S-a notat volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,1 N folosit la titrare (V1).
În paralel, s-a realizat experimentul de control pentru care nu s-a folosit ulei de amarant. S-a notat volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,1 N folosit la titrare (V).
Indicele de iod s-a calculat după formula:
I.I.= ( V-V1)F100 0,01269/m;
Unde:
I.I.-indicele de iod;
V- volumul soluției de tiosulfat de sodiu de 0,1 N consumat la titrarea în experimentul de control, ml;
V1- volumul soluției de tiosulfat de sodiu de 0,1 N consumat la titrarea probei de ulei analizat, ml;
F- factorul de normalitate al soluției de tiosulfat de sodiu 0,1 N;
0,01269-masa de iod, în grame, corespunzătoare unui mililitru de soluției de tiosulfat de sodiu de concentrația exact 0,1 N;
m- masa probei de ulei analizat.
Calcule:
În cazul uleiului din semințe de Amaranthus cruentus:
I.I.= ( 28,6 ml – 3, 1 ml)1100 0,01269/0,255 g = 127;
În cazul uleiului din semințe de Amarantus caudatus:
I.I.= ( 28,3 ml – 3,1 ml)1100 0,01269/0,255 g = 125.
II.2.5. Saponificarea uleiului de amarant
5 g de ulei (obținut din semințele de A. cruentus ) s-au dizolvat în 125 ml etanol (96%) într-un balon de 500 ml dotat cu termometru, refigerent și picurătoare. La soluția obținută s-a adăugat timp de 2 ore 6 ml soluție de NaOH (50 %) sub agitare continuă cu ajutorul agitatorului magnetic, la o temperatură de 50-55 ○C în baia de apă, după care agitarea a continuat încă 3 ore. După răcire fracția nesaponificabilă s-a separat de săpunul căzut în precipitat prin filtrare.
8,6 g de ulei (obținut din semințele de A. caudatus) s-au dizolvat în 210 ml etanol (96%) într-un balon de 500 ml dotat cu termometru, refigerent și picurătoare. La soluția obținută s-a adăugat timp de 2 ore 10 ml sol. de NaOH (50 %) sub agitare continuă cu ajutorul agitatorului magnetic, la o temperatură de 50-55 ○C în baia de apă, după care agitarea a continuat încă 3 ore. După răcire fracția nesaponificabilă s-a separat de săpunul căzut în precipitat prin filtrare.
II.2.6. Extragerea scualenului din partea nesaponificabilă
Partea nesaponificabilă obținută din uleiul de A. cruentus s-a supus extragerii cu 375 ml de hexan. Extractul s-a supus distilării la un rotor distilator cu vid (Anexa 3) pentru eliminarea etanolului și a hexanului. În pâlnia de decantare s-a separat fracția organică prin adăugarea a 125 ml hexan, extargerea s-a repetat de 3 ori, s-a agitat și s-a așteptat separarea fracției. Fracția organică s-a lăsat la uscare cu Na2SO4, apoi s-a supus distilării, astfel s-au obținut 0, 878 g.
Partea nesaponificabilă obținută din uleiul de A. caudatus s-a supus extragerii cu 618 ml de hexan. Extractul s-a supus distilării la un rotor distilator cu vid (Anexa 3) pentru eliminarea etanolului și a hexanului. În pâlnia de decantare s-a separat fracția organică prin adăugarea a 206 ml hexan, extargerea s-a repetat de 3 ori, s-a agitat și s-a așteptat separarea fracției. Fracția organică s-a lăsat la uscare cu Na2SO4, apoi s-a supus distilării astfel s-au obținut 1,089 g.
II.2.7. Separarea și identificarea scualenului
Separarea scualenului de acizii grași din fracția organică s-a efectuat prin cromatografierea pe o coloană de silicagel (h = 23 сm, d = 1,5 cm) și eluare cu eter de petrol. S-au colectat fracțiuni a câte 3 ml în 12 eprubete. Controlul prezenței scualenului în fracțiile colectate s-a efectuat pe placa de silicagel, utilizând în calitate de eluent eterul de petrol, în prezența probei martor de scualen. Developarea spoturilor de scualen pe plastinele CSS s-a efectuat prin imersarea acestora în soluție de eter de petrol.
Pentru obținerea și identificarea scualenului s-a utilizat o metodă simplă de laborator, care nu necesită condiții severe și aparataj complicat.
Capitolul III. Rezultate și discuții
Ca temă de cercetare s-au luat semințele de Amaranthus caudatus și Amaranthus cruentus colectate în toamna anului 2014 de la Grădina Botanică, pentru a vedea dacă conținutul de ulei în ambele specii diferă și pentru a determina care dintre aceste specii are o capacitate antioxidantă mai mare. În uleiul din semințe de amarant se găsește o mulțime de substanțe biologic active utilizate atît în farmacie cît și în cosmetologie. Această plantă este cercetată în diferite țări ca fiind considerată ,,planta viitorului”. Semințele de amarant sunt mici, au formă lenticulară, de culoare aurie în cazul semințelor de A. caudatus și culoare maro în cazul semințelor de A. cruentus, fiecare cu un diametru cuprins între 1,0- 1,5 mm.
Extragerea uleiului din semințe de A. caudatus și A. cruentus
Pentru realizarea scopului propus, adică obținerea uleiului din semințe de Amaranthus cruentus și Amaranthus caudatus și compararea unor proprietăți ale acestora, am avut nevoie mai întîi de toate de materia primă, și anume de semințe de amarant. Semințele colectate au fost uscate pînă la masă constantă. Astfel s-a determinat că pierderile în masă a materiei prime din contul umidității higroscopice și a substanțelor volatile, constituie pentru Amaranthus caudatus – 6,88 %, și pentru Amaranthus cruentus – 7,6 %.
Deoarece, în sursele literaturii disponibile pe care am studiat-o, autorii [63] fac doar referințe la metode generale de extragere a uleiului din semințele de amarant și anume extragerea cu eter de petrol în care pierderile sunt mari, deasemenea eterul de petrol este inflamabil și e foarte periculos de lucrat cu el, noi ne-am propus să încercăm extragerea acestui ulei cu ajutorul cloroformului, care fiind mai polar extrage mai multe substanțe active din semințele de amarant. Acesta face ca uleiul să fie mai bogat în substanțe biologic active, nu este inflamabil și pe lîngă aceasta ușor se regenerează. Extragerea uleiului din semințele de amarant s-a realizat într-un balon dotat cu refrigerent reprezentat în fig. 4.
Fig. 4. Balon dotat cu refrigerent.
În tabelul 5.1 și tabelul 5.2 am prezentat volumul cloroformului consumat și volumul extractului obținut pe durata celor 4 extrageri consecutive din semințele de amarant.
Tabelul 5.1. Volumul cloroformului consumat și volumul extractului obținut în urma extragerii din semințe de A. cruentus.
Confoerm tabelului 5.1. am obținut 1820 ml de extract, acesta a fost supus distilării pentru îndepărtarea solventului, astfel am obținut 38 ml de ulei (34,648 g). Valoarea obținută corespunde cu literatura studiată [63], conținutul de ulei din semințele de amarant fiind de 7 %.
Tabelul 5.2. Volumul cloroformului consumat și volumul extractului obținut în urma extragerii din semințe de A. caudatus.
Conform tabelului 5.2. am obținut 1790 ml de extract, acesta a fost supus distilării pentru îndepărtarea solventului, astfel am obținut 36 ml de ulei (32,814 g). Valoarea obținută corespunde cu literatura studiată [63], conținutul de ulei din semințele de amarant fiind de 6 %.
Examinarea fizico-chimică a uleiului obținut
Culoarea uleiului de A. caudatus este verde întunecată, culoare ce se diferă de cea a semințelor, iar culoarea de A. cruentus este cafenie și seamănă cu culoarea semințelor, miros tenace. Gustul este special, plăcut, puternic și distinct.
În tabelul 6 am prezentat valorile experimentale si cele teoretice ale indicilor de aciditate, de peroxid și de iod. Conform tabelului valorile experimentale se încadrează în limitele admise [66].
Tabelul 6. Valorile experimentale și teoretice ale indicilor de calitate ale uleiului de A. cruentus și de A. caudatus.
Saponificarea uleiulul de Amarant
Teoretic uleiul de amarant conține între 8-10 % scualen. La cele 5 g de ulei de A. cruentus cantitatea teoretică a fracției scualenice va fi de aproximativ 250 mg. După saponificare partea nesaponificabilă a constituit 130 ml. Masa de săpun obținută este de 1,63 g. Iar la cele 8,6 g de ulei de A. caudatus cantitatea teoretică a fracției scualenice va fi de aproximativ 430 mg. După saponificare partea nesaponificabilă a constituit 220 ml. Masa de săpun obținută este de 1,93 g.
Extragerea scualenului din partea nesaponificată
Distilarea fracției nesaponificate s-a efectuat la un rotor-distilator performant de tip Heidolph, de la Institutul de Chimie (Anexa 3). Aproximativ 2/3 din amestec constituie etanolul și hexanul. După distilare a rămas un reziduu sec, uleios ce demonstrează prezența altor substanțe rămase de la saponificare, săruri anorganice, terpenoizi sau acizi grași. Placa cromatografică (Fig. 5.) demonstrează prezența acizilor grași, care nu se deplasează pe placă, spre deosebire de scualen.
Fig. 5. Cromatografia în strat subțire a fracției organice.
Separarea și identificarea scualenului
Cu ajutorul cromatografiei pe coloană (Fig. 6.) s-a separat scualenul de acizii grași. În calitate de solvent s-a utilizat eterul de petrol. La imersare plăcii cromatografice (Fig. 7.) în solvent, scualenul a apărut de culoarea maro.
Fig. 6. Coloana cromatografică.
Fig. 7. Cromatografia în strat subțire a fracției scualenice după separarea pe coloană.
În rezultat s-a obținut fracția scualenică din uleiul de A.cruentus cu masa de 250 mg, și o altă fracție scualenică din uleiul A.caudatus cu masa de 430 mg. În total masa scualenului reprezintă 680 mg sau 0,680 g.
Studierea fracției scualenice cu ajutorul spectroscopiei RMN-H1
Demonstrarea definitivă a faptului obținerii scualenului s-a realizat cu spectroscopia RMN- H1.
Fig. 8. Spectrul RMN- H1 al fracției scualenice.
În spectrul respectiv au apărut semnalele corespunzătoare structurii scualenului. Primul semnal este un singlet care apare la δ=1,63 ppm, el este caracteristic pentru 18H și conține 6 grupe –CH3, aceste grupe sunt prezente la atomii de carbon: C(2); C(6); C(10); C(15); C(19); C(23). Următorul semnal de asemenea este un singlet situat la δ=1,70 ppm, acestuia îi corespund 6H caracteristice pentru 2 grupe de – CH3. Aceste grupe sunt situate la atomii de carbon: C(1); C(24). Semnalul situat la δ=2.03 ppm este un multiplet, căruia îi revine 20H corespunzători pentru 10 grupe de –CH2, acestea corespund atomilor de carbon: C(4); C(5); C(8); C(9); C(12); C(13); C(16); C(17); C(20); C(21). Următorul semnal situat la δ=5,15 ppm este un multiplet, are în componența sa 6H, care corespund pentru 6 grupe de –CH. Aceste grupe sunt prezente la atomii de carbon: C(3); C(7); C(11); C(14), C(18); C(22).
Concluzii:
Scualenul este un compus natural caracteristic atît organimelor vegetale cît și animale, inclsiv organismului uman, acesta este un triterpenoid aciclic cu 6 legături duble, fapt care îi conferă o activitate și un rol destul de important în procesele biochimice din organismele vii.
Datorită aplicațiilor sale largi în industria alimentară, cosmetică și farmaceutică, cercetările scualenului ca posibil principiu activ a produselor corespunzătoare și identificarea de noi surse de obținere a acestora continuă și chiar i-au amploare mai mare.
Au fost cercetate în calitate de sursă de ulei vegetal cu conținut de scualen și scualen individual, semințele a două soiuri de amarant (Amaranthus cruentus și Amaranthus caudatus ): materii prime în care s-a constatat conținutul de ulei de 6% pentru A. cruentus și 8% pentru A. caudatus.
A fost elaborată o schemă modificată de obținere a uleiului de amarant și a scualenului individual, care constă în următoarele: substituirea eterului dietilic cu cloroform, substituirea extragerii cu aparatul soxhlet cu extragerea la baia de apă și răcirea prin reflux, apoi izolarea scualenului pe coloană cromatografică.
S-a constatat conținutul de 4-5% de scualen în semințele de A. cruentus de 1 an și de 1-2% în uleiul aceleiași specii de amarant de 2 ani.
Recomandări:
Semințele soiurilor de amarant din Republica Moldova sunt materii prime satisfăcătoare pentru obținerea uleiului și scualenului.
În scopul obținerii scualenului din ulei, acesta trebuie supus saponificării imediat după obținerea sa.
Bibliografie:
Nistreanu A. Farmacognozie. Chișinău. Tipografia Centrală, 2001. 147-149 p.
Becker R. A Compositional Study of Amaranth Grain. In: J. Food Sci., vol. 46, nr. 4, 1981. 1175- 1180 p.
Tjan T.S. Squalene. The miraculous essential omega 2 oil. Secrets from the sea, Natural Sources for Health, Science for Life, 2001.
Segura-Nieto M., Barba de la Rosa A.P. O Biochemistry of Amaranth Proteins. Chap. 5 In: Amaranth, Biology, Chemistry and Technology. Ed. O. Paredes-L´opez. 1994, CRC, Press, Inc. Boca Rat´on, Florida 33931.
Bressani R. Composition and Nutritional Properties of Amaranth. Chap. 10. In: Amaranth, Biology, Chemistry and Technology. Ed. O, Paredes-L´opez. 1994, CRC Press Inc., Boca Rat´on, Forida 33931.
Tsujimoto M. About kuroko-zame shark oil, Journal of the Society of Chemical Industry, vol. 9, no. 104, 1906. 953–958 p.
Tsujimoto M. A Highly unsaturated hydrocarbon in shark liver oil, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 8, no. 10, 1916. 889–896 p.
Heilbron M.I., Kamm E.D., Owens W.M. CCXIII.—the unsaponifiable matter from the oils of elasmobranch fish. Part I. A contribution to the study of the constitution of squalene (spinacene), Journal of the Chemical Society, vol. 129, 1926. 1630–1644 p.
Heilbron I.M., Hilditch T.P., Kamm E.D. The unsaponifiable matter from the oils of Elasmobranch fish. Part II. The hydrogenation of squalene in the presence of nickel, Journal of the Chemical Society, vol. 129, 1926. 3131–3136 p.
Harvey J., Heilbron I.M., Kamm E.D. CCCCXXI.—the unsaponifiable matter from the oils of Elasmobranch fish. Part III. Tetracyclosqualene and the production of a new naphthalene hydrocarbon, Journal of the Chemical Society (Resumed), vol. 129, 1926. 3136–3140 p.
Karrer P., Helfenstein A. Synthese des Squalens, Helvetica Chimica Acta, vol. 14, no. 1, 1931. 78–85 p.
Gopakumar K. Therapeutic applications of squalene—a review, Fishery Technology, vol. 49, no. 1, 2012. 1–9 p.
Tsujimoto M. Scualene: a highly unsaturated hydrocarbon in shark liver oil, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 12, no. 1, 1920. 63–73 p.
Remme J.F., Larsen W.E., Stoknes I.S. Bioactive lipids in deep-sea sharks, Report A0510 Project: Search for Bioactive Lipids in Internal Organs From Deep-Sea Sharks, More Research, ˚ Alesund, Norway, 2005.
Smith K.R., Thiboutot D.M. Thematic reviewseries: skin Lipids. Sebaceous gland lipids: friend or foe?, Journal of Lipid Research, vol. 49, no. 2, 2008. 271–281 p.
Picardo M., Ottaviani M., Camera E. Sebaceous gland lipids, Dermato-Endocrinology, vol. 1, no. 2, 2009. 68–71 p.
Tsimidou M. Squalene and tocopherols in olive oil: importance and methods of analysis, in Olives and Olive Oil in Health and Disease Prevention, V. R. Preedy and R.R.Watson, Ed. Academic Press, Elsevier, London, UK, 2010. 561–567 p.
Liu G.C., Ahrens J., Schreibman P.H., Crouse J.R. Measurement of squalene in human tissues and plasma: validation and application, Journal of Lipid Research, vol. 17, no. 1, 1976. 38–45 p.
Turchini G.M., Tocher D.R. Fish Oil Replacement and Alternative Lipid Sources in Aquaculture Feeds, CRC Press, Boca Raton, Fla, USA, 2010.
Thorbjarnarson T., Drummond J.C. Occurrence of an unsaturated hydrocarbon in olive oil, The Analyst, vol. 60, no. 706, 1935. 23–29 p.
Frega N., Bocci F., Lercker G. Direct gas chromatographic analysis of the unsaponifiable fraction of different oils with a polar capillary column, Journal of the American Oil Chemists’ Society, vol. 69, no. 5, 1992. 447–450 p.
Naziri E., Mantzouridou F., Tsimidou M.Z. Squalene resources and uses point to the potential of biotechnology, Lipid Technology, vol. 23, no. 12, 2011. 270–273 p.
Grigoriadou D., Androulaki A., Psomiadou E., Tsimidou M.Z. Solid phase extraction in the analysis of squalene and tocopherols in olive oil, Food Chemistry, vol. 105, no. 2, 2007. 675–680 p.
Leґon-Camacho M., Garcґıa-Gonzґalez D.L., Aparicio R. A detailed and comprehensive study of amaranth (Amaranthus cruentus L.) oil fatty profile, European Food Research and Technology, vol. 213, no. 4-5, 2001. 349–355 p.
Corke H. Oil and Squalene in Amaranthus Grain and Leaf, Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 51, no. 27, 2003. 7913–7920 p.
Mlakar S.G., Turinek M., Jakop M. Grain amaranth as an alternative and perspective crop in temperate climate, Journal for Geography, vol. 5, no. 1, 2010. 135–145 p.
Sauer J.D. Amaranthaceae-Amaranth family. In Historical Geography of Crop Plants: a Select Roster; CRC Press: Boca Raton, FL, 1993. 9-14 p.
Hauptli H. Agronomic Potential and Breeding Strategy for Grain Amarantus. Rodale Press. july 29, 1997. 71p.
MacMaster M., Baird P., Holzapfel M. Preparation of Starch from Amaranthus cruentus Seed. Econ. Bot. 9:300, 1955.
Bressani R. Composition and Nutritional Properties of Amaranth. Chap. 10. In: Amaranth, Biology, Chemistry and Technology. Ed. O, Paredes-L´opez. 1994, CRC Press Inc., Boca Rat´on, Forida 33931.
Becker R., Wheeler E.L., Lorenz K. A compositional study of Amaranth Grain. J Food Sci, 1981. 1175–1180 p.
Bressani R., Gonzalez J.M., Zuniga J. Yield and selected chemical composition and nutritional value of 14 selections of amaranth grain representing four species. J Sci Food Agric, 1987. 347–356 p.
Becker R. Preparation, composition and nutritional implications of amaranth seed oil. Cereal Foods World, 1989. 950–953 p.
Ayorinde F.O., Ologund M.O., Nana E.Y. Determination of fatty acid composition of amaranthus species. J Am Oil Chem Sci, 1989. 1812–1816 p.
Bertoni M.H., Gomez R.G., Caltaneo P., Covas G. Estudios sobre semillas de especies americanas de amarantus. I. Aceite de A. caudatus, A. cruentus y A. mantegazzianus. An Asoc Quim Argent, 1989. 391–397 p.
Picardo M., Ottaviani M., Camera E. Sebaceous gland lipids, Dermato-Endocrinology, vol. 1, no. 2, 2009. 68–71 p.
Ofitserov E.N. Amaranth: Perspective raw material for food processing and pharmaceutical industry, Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications, vol. 2, no. 5, 2001. 1–4 p.
Manan J., Kulkarni S., Bisht H. J Food Sci Technol India, 1998. 160-163 p.
Saronji G., Nirmalamma N., Anurag C. J Food Sci Technol India, 1996. 345-347 p.
Tosi E, Ciappini M., Masciarelli R. Alimentaria, 1996. 49-51 p.
Rayas-Duarte P., Mock C., Satterlee L. Cereal Chem, 1996. 381-387 p.
Lyon C., Becker R. J Am Oil Chem Soc, 1987. 223-236 p.
Sun H., Wisenborn D., Totenson J. J Am Oil Chem Soc, 1997. 413-418 p.
Reddy L. H., P. Couvreur. Squalene: a natural triterpene for use in disease management and therapy, Advanced Drug Delivery Reviews, vol. 61, no. 15, 2009. 1412–1426 p.
Chan P., Tomlinson B. Effectiveness and safety of low-dose pravastatin and squalene, alone and in combination, in elderly patients with hypercholesterolemia, The Journal of Clinical Pharmacology, vol. 36,no. 5, 1996. 422–427 p.
Martirosyan D.M., Miroshnichenko L.A., Kulakova S.N. Amaranth oil application for coronary heart disease and hypertension, Lipids in Health and Disease, vol. 6, article 1, 2007.
Shin D. H., Heo H.J, Lee Y.L. Amaranth squalene reduces serumand liver lipid levels in rats fed a cholesterol diet, British Journal of Biomedical Science, vol. 61, no. 1, 2004. 11–14 p.
Huang Z., Lin Y., Fang J. Biological and pharmacological activities of squalene and related compounds: Potential uses in cosmetic dermatology, Molecules, vol. 14, no. 1, 2009. 540–554 p.
Budin J., Breene W., Putnam D. Some compositional properties of seeds and oils of eight Amaranthus species. J. Am. Oil Chem. Soc, 1996. 475-481 p.
Sun H. Bench-scale processing of amaranth seed for oil. J. Am. Oil Chem. Soc, 1995. 1551-1555 p.
Kohno Y., Egawa Y., Itoh S. Kinetic study of quenching reaction of singlet oxygen and scavenging reaction of free radical by squalene in n-butanol, Biochimica et Biophysica Acta: Lipids and Lipid Metabolism, vol. 1256, no. 1, 1995. 52–56 p.
Smith T. Squalene: potential chemopreventive agent. Exp. Opin. Invest. Drugs, 2000. 1841-1848 p.
Rao C., Newmark H. Chemopreventive effect of squalene on colon cancer. Carcinogenesis, 1998. 287-290 p.
Khor H., Chieng D. Lipidaemic effect of tacotrienols, tocopherols and squalene: studies in the hamster. Asia Pac. J. Clin. Nutr, 1997. 36-40 p
Ogawa Y., Doi H. The use of squalene, squalane or mixtures thereof for preparing a cooling composition for the local treatment of burns, EP 0457193, 1996.
Kim Y.J., Kim T.W., Kwon I.C., The effects of serum on the stability and the transfection activity of the cationic lipid emulsion with various oils, International Journal of Pharmaceutics, vol. 252, no. 1-2, 2003. 241–252 p.
Fox C.B. Squalene emulsions for parenteral vaccine and drug delivery, Molecules, vol. 14, no. 9, 2009. 3286–3312 p.
WHO, Global Advisory Committee Report on Vaccine Safety, 2008, http://www.who.int/vaccine safety/topics/adjuvants/squalene/questions and answers/en/. 22.04.15
Das B., Yeger H., Baruchel H. In vitro cytoprotective activity of squalene on a bone marrow versus neuroblastomamodel of cisplatin-induced toxicity: implications in cancer chemotherapy, European Journal of Cancer, vol. 39, no. 17, 2003. 2556–2565 p.
Yamaguchi T., Nakagawa M., Hidaka K. Potentiation by squalene of antitumor effect of 3-[(4-amino-2-methyl-5- pyrimidinyl)methyl]-1-(2-chloroethyl)-nitrosourea in amurine tumor system, Japanese Journal of Cancer Research, vol. 76, no. 10, 1985. 1021–1026 p.
Lehman J. Case history of grain amaranth as an alternative crop. Cereal Foods World, 1996. 399-411 p.
Sun H., Wiesenborn D., Tostenson K. Fractionation of squalene from amaranth seed oil. J. Am. Oil Chem. Soc, 1997. 413-418 p.
Патент РФ N○ 20148441 “ Антиоксидантное, капилляропротекторно противовоспалительное и антигистаминное средство” Соколов С.Я., Тюкавкина Н.А., Колхир В.К. // БИ. 1994. N○ 12.
Farmacopeea Europeană. Ediția a 5-a. Consiliul Europei, Strasbourg, 2005. 216 p.
Ivancic A. Chimie parfumerică și cosmetică. Ghid de lucrări practice. CEP USM. Chișinău, 2015. 37-45 p.
Anexe:
Anexa 1. Amaranthus caudatus.
Anexa 2. Amaranthus cruentus.
Anexa 3. Distilatorul rotativ de tip Heidolph.
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: Obtinerea Si Utilizarea Farmaco Cosmetica a Triterpenoidului Aciclic Scualenul (ID: 122634)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.