Gyógynövény- és Drogismeret Oktatási felelős:
Dr. Böszörményi Andrea
Gyakorlati asszisztens:
Kátai László
Más csoportba való átjelentkezést írásban kell leadni a gyakorlaton vagy a portán.
Vizsgaidőszak: 2015. december 14.- 2016. január 29.
Farmakognózia Intézet Oktatási Tájékoztató Követelményeink az Oktatási Tájékoztatóban az Intézet honlapján olvashatók. A meghirdetett diplomadolgozat témák az Oktatási Tájékoztatóban szintén megtekinthetők. Jelentkezés módja: írásban, a rendelkezésre bocsátott űrlapon. Kérjük a gyakorlatokon átadni a gyakorlatvezetőknek (ajánlott a témavezetővel való előzetes egyeztetés). A kérvény tartalmazza a hallgató adatait (név, csoport, lakóhely, telefonszám, születési adatok, anyja neve), a választott téma címét és a témavezető nevét, valamint a jelentkezés napját (legkésőbb: október 15.). A jelentkezési lapot a titkárságon kell leadni. Konzultáció: 3 alkalommal
2015/2016 tanév Pótgyakorlat időpontja: - 2015. december.4. péntek 14:30 (Keserűanyagok, illóolajok, szívre ható glikozidok, szaponinok alkaloidok I., II., III.) - Szabadon választható kötelező tárgyakra, speciál kollégiumokra, rektori pályamunkára, tudományos diákköri munkára várjuk az érdeklődő hallgatókat. Jelentkezés írásban a titkárságon.
- Évfolyam zh Figyelem buktató jellegű!!!!! és - Tanulmányi verseny: 2015. november 30. az előadás idejében Figyelem buktató jellegű!!!!! Eredményhirdetés: 2015. december 7. Étrendkiegészítők előadás - Dr. Balázs Andrea
4. ANYAGTÖRZS TERPENOIDOK BIOSZINTÉZISE * ILLÓOLAJOK A NÖVÉNYVILÁGBAN ÉS GYÓGYÁSZATI JELENTŐSÉGÜK
Dr. Blázovics Anna D.Sc. egyetemi tanár
Az illóolajok akár tartalmazhatnak
több
száz
komponenst
Fő hatóanyagai: monoterpének, szeszkviterpének, fenil-propán származékok
is
Néhány illóolajat tartalmazó növény, melyet már az ókori Egyiptomban is ismertek
Az első illatszerek az istenek tiszteletére meggyújtott füstölők voltak. Egyiptom ma is az illóolajok fontos termelő és előállító helye. Legfontosabb illóolajaik: rózsa, jázmin, neroli, ibolya, geránium, petitgrain (keserű narancs levele), bazsalikom, majoránna, ánizs, petrezselyemmag. Ebers-papirusz (857-862 )
Egészségmegőzési és szépészeti célra alkalmazták az illatos növényeket. Zsírokkal, olajokkal vonták ki az illatanyagokat (kvázi enfleurage elődje). Halottaikat gyantákkal, balzsamokkal mumifikálták.
Az illatokkal történő gyógyítás tudományát a görögök az egyiptomiaktól vették át. Hippokratész, a diagnózis-prognózis megalapozója több mint 400 féle növényi drogot használt a gyógyításhoz.
Teofrasztosz írta meg az első komoly tanulmányt az illatokról Historia Plantanum címen. Kr.e. 460-377. Hippokratész
Kr.e. 371-286. Teofrasztosz Ereziosz
Dioszkoridész Kr.e. I. sz-i görög orvos írta a több mint 600 növény pontos leírását tartalmazó Materia Medica-t, amely 1500 évig jelentette a gyógynövényekről szerzett ismeretek forrásmunkáját. Kr.e. 78- Dioszkoridész görög orvos
A Közel-Keleten az arabok és perzsák fejlett orvosi ismeretekkel rendelkeztek Fürdőkultúrájuk híres volt.
Az arab fürdő 1194-ben épült (ma már nem működik), a készítők mór, és római stíluselemeket próbáltak belevinni, hogy a korábbi muszlim fürdőket imitálják. A fürdőben számos terem található (pl. hideg szoba, meleg szoba, öltöző) mindegyiknek külön funkciója volt. (Girona, Spanyolország)
Rudas Gyógyfürdő Budapest
Avicenna fő műve a Kánon (al-Kánún fí Tíb = Az orvoslás törvénye) őt könyvből áll, és 800 gyógyászati anyagot ismertet.
Avicenna
Az araboknak köszönhető a vízgőz-desztillációs eljárás kidolgozása. Avicenna, világhírű arab orvos tökéletesítette a hűtőcső feltalálásával a desztillációt, és elsőként állított elő lepárlással rózsaolajat.
Született 980-ban Afsanában /Buhara/ Üzbegisztán/ Meghalt 1037-ben Hamadánban/Irán/
„Khorezmben a sejk a lelkére kötötte egy tüdőbajos asszonynak, hogy semmiféle orvosságot ne igyék mézágyon tartott édes rózsavízen kívül, némi idő elteltével ez az asszony meggyógyult, miután megivott száz man rózsavizet.„
Kánon
Róma A luxuscikkek importja és pazarlása jellemző volt a római kultúrára. A rómaiak jelentős fürdőkultúrával rendelkeztek.
Mária Magdolna illóolajjal keni meg Krisztus lábát
Pieter Pouwel Rubens 1618 (189x285) Hermitage
Hildegard von Bingen (1098-1179) Wikipedia Európában, a középkorban Hildegard von Bingen disibodenbergi apátnő volt híres gyógynövényismeretéről, aki a „Sci vias”, „Causae et curae” és a „Physica” könyvekben foglalkozott a betegségekkel és azok gyógymódjával. A keresztény dogmák szélsőséges torzítása a tisztálkodási kultúra teljes hanyatlását és ezzel együtt a súlyos járványok kialakulását eredményezte.
A kereszténység és a puritanizmus tiltotta az illatszerhasználatot, ennek ellenére a kolostorokban virágzott az aromaterápia.
A „Sötét középkor” Nagy járványok idején az ártó miazmák ellen illóolajtartalmú növényi részek égetésével, füstöléssel fertőtlenítettek. Az egyházon kívüli gyógynövényekkel foglalkozó embereket gyakran boszorkányoknak minősítették, és az Inkvizició kegyetlen kivégzési módokat alkalmazott ellenük.
A nagy földrajzi felfedezések következtében Európába áramlottak a fűszerek és luxuscikkek. Észak-Itália fontos szerepet játszott az illatszer és kozmetikai cikkek kultúrájának elterjesztésében és fejlesztésében. Marco Polo karavánja Ázsiában (Wikipedia)
Marco Polo, Velence (Wikipedia)
Izabella királyné
II. Fülöp spanyol király
Később a reneszánsz kezdetén sem volt megfelelő a higiénia: Spanyol Izabella királyné (1566-1633) II. Fülöp spanyol király lánya (1601-1604) addig nem váltott fehérneműt, amíg férje Katolikus Ferdinánd el nem foglalta Ostende-t (Flandria). Később róla nevezték el az Izabella fehérnek mondott sárgásbarnás árnyalatú fehér tónust.
Indiában és Kínában az illóolajokat vallási szertartások alkalmával, valamint a tisztálkodás és szépítkezés fontos kellékeként használták. Hasonlóan a gyógynövényekhez az adagolás az előíratok összeállításánál rendkívül fontos volt. A legtöbb gyógyszernek a szokásos adagolása 1-3 qian (azaz 3-10 gramm). A gyökerekből, gyümölcsökből, valamint a dús és nehéz növényekből nagyobb dózis volt szükséges, míg a A virágokból, levelekből és illóolaj-tartalmú növényekből általában viszonylag kis dózist írtak elő.
http://richpoi.com/cikkek/izvilag/masala-ahihetetlen-india-legismertebb-teaja.html
A gyógyszerek alkalmazásánál figyelembe kellett venni a szervezet Qi állapotát. Ettől függött, hogy a betegség kezelésére milyen gyógyszereket és milyen dózisban kell adni. Ettől függött, hogy a beteg képes-e a gyógyszert elfogadni, illetve az képes-e felszívódni.
Vízgőz-desztilláció készülékei a múltban
Vízgőz-desztilláció
AZ ANYAGCSERE UTAK KEZDETI SZAKASZA AZ ÖSSZES ÉLŐLÉNYBEN: UNIVERZÁLIS Öt anyagtörzs Szacharid-út kezdeti részén a a fő szénhidrátok képződnek Fenoloid-út első szakaszához kapcsolódik a proteinogén (aromás) aminosavak képződése (fenilalanin, tirozin, triptofán) Poliketid-úthoz a zsírsavciklus Terpenoidok Pl. a diterpének (fitol) és a karotinoidok univerzálisak a növényekben. Több egységből felépülő képviselőik lipidszerű tulajdonságot mutatnak. Azotoidok esetében a proteinogén aminosavak képződése az út kezdeti (univerzális) szakasza.
Öt anyagtörzs
TERPENOIDOK a növényvilágban Terpének bioszintézise 1.
Formálisan a terpének az 5 szénatomot tartalmazó izoprén vázból származtathatók.
2.
Bioszintézist nehezen tudták tisztázni, mert csak a „biológiai izoprént” – az izopentenil pirofoszfátot (IPP) találták meg.
3.
A terpenoidok egyszerűbb képviselőit már a XX. századot megelőzően ismerték. Hamarosan rájöttek arra is, hogy szerkezetükben közös elemek vannak (Ruzicska).
Wallach (1847-1931) már 1887ben felismerte, hogy a limonén és a kámfor egyaránt 2 db ötszénatomos részre bontható (az ötszénatomos rész izoprén). (hőbontás)
WALLACH (1887) 2 db 5 szénatomos rész !
o izoprén
limonén
kámfor
(aszimmetriacentrumot tartalmaz)
• A természetes eredetű szénvegyületek egyik jelentős csoportját az izoprénvázas vegyületek képezik. Optikailag aktív vegyületek • 280-300 oC-on két molekula izoprén dimerizálódik és limonén keletkezik. • A (+)- limonén a narancs és a citromhéjában, a (–)-limonén a fodormenta és fenyőtobozolajban található. A racem limonén a kámforolajban van jelen.
Ha két aktivált ecetsav acetil-CoA kondenzációja aceto-acil-CoA-vá megtörtént, és a terminális kondenzáció folytatódhat, akkor egyenes szénláncú zsírsavak keletkeznek. Ha a terminális kondenzáció nem folytatódik, az aceto-acil-CoA karbonilcsoportjára kondenzálódik a másik acetil-CoA (aldol kondenzáció), akkor elágazó szénlánc alakul ki. A keletkező béta–OH-béta-metil-glutaril–CoA-ból enzimatikus redukció útján képződik a mevalonsav, az izopentenil-pirofoszfát, az izoprén egység közvetlen prekurzora.
Az izoprén, ill. izopentán egységek további kondenzációja vezet az alifás és ciklikus terpenoidokhoz.
n = 6 izopentán
→
szkvalén
n = 8 izopentán
→
karotinoidok tetraterpén-váz
n > 100 000
→
politerpén
először az izopentenil-pirofoszfátot találták meg (IPP) Rádioaktív 14C – vizsgálatokkal igazolták, hogy a béta-metil-glutársav, izovaleriánsav és a mevalonsav vagy ˜ laktonja is be tud épülni a szterinekbe (Ruhland). béta-metilhidroxi-glutaril-CoA (Lyner 1958) →
mevalonsav
Terpenoidok bioszintézise
A terpenoidok csoportosítása szerkezetük szerint Alapváz szerint
Funkciós csoportok alapján
hemiterpén ( IPP) C 5 monoterpének C 10 illóolajok szeszkviterpének C 15 illóolajok diterpének C 20 keserűanyagok, gyanták * E-vitamin, *K-vitamin triterpének C 30 szaponinok, szívre ható glikozidok D-vitamin, koleszterin tertraterpének C 40 karotinoidok ubiquinonok 6-10x C5H8 * koenzim Q politerpének n x C5H8 (n>8) kaucsuk (all-cis–poli-izoprének elegye) gutta (all-transz-poli-izoprén)
szénhidrogének (funkciós csoport nincs) alkoholok aldehidek ketonok éterek észterek savak laktonok laktolok peroxidok
Aciklusos monoterpének Szénhidrogének
o-cimén
mircén
Alkoholok OH
CH OH 2
CH OH 2
CH OH 2
nerol
geraniol
linalool
citronellol
Aldehidek CHO CHO
CHO Citrál
transz
cisz
citronellál
Monociklusos monoterpének Szénhidrogének
α-terpinen
limonen
α-fellandren
β-fellandren
Alkoholok
OH
OH
OH
α-terpineol
mentol
terpineol-4
Ketonok O
O
menton
O
piperiton
karvon
Oxidok O O O
O
O
mentofurán
1,4-cineol
1,8-cineol
aszkaridol
Tulajdonságaik Alifás vagy ciklusos (mono-, di-, és triciklusos) változékony vegyületek (kettős kötések) oxidációra hajlamosak polimerizációs hajlam gyűrűzáródások pl. alifás (monoterpén-aldehid) citronellál → (monociklusos monoterpénalkohol) izopulegol
Biciklikus monoterpének Karán-típus
Tuján-típus
Pinén-típus
Kámfán-típus
Szénhidrogének
∆3-karén
α-pinen
szabinen
β-pinen
Alkoholok OH
OH
CH OH 2
OH
szabinol Ketonok
Fenchán-típus
tujol
mirtenol
borneol
Aromás monoterpének HCO
HO
OH
3
OCH3
timol
OH
timolmetiléter
O
O
timokinon
OH
O
O
OCH3
CHO OH
OCH3
kamenol
karvakrol-metil-éter
karvakrol
3,6-dihidroxitimokinon
2-metil, 5-izoprenilanizol
OCH3
H
H O
timohidrokinondimetiléter
timohidrokinon
O
OCH3
OH
izopropil-szalicilaldehid
Szeszkviterpének szerkezeti csoportosítása A típus
biszabolán
(B típus) D típus
kariofillán
C típus
guaján germakrán
lakton
eudezmán
lakton
elemán
Monociklusos Biciklusos Triciklusos
azulenogén lakton nem azulenogén lakton
CH alkohol aldehid keton éter észter sav
Aromás illó vegyületek bioszintézis útjai 1/
COOH
fahéjsav
fenil-propán származék
2/
aromatizálódás OH
mentol
OH
timol
Fenilpropán származékok C6C3 NH 2
C6C1 ox.
NH3
C6C0 CO OH
COO H
COO H fa hé jsa v
fe nila la nin
be nz oe sa v
fe nol
cikl. re d.
re d.
CHO
O
O
CHO
kum a rin
fa hé ja lde hid
be nz a lde hid
re d.
re d.
CH 2 OH
l ig ni n
polim e r.
CH 2 OH fa hé ja lkohol
re d.
fe nilpropá n iz om e re k dim e r.
ligná n
OH
ox.
be nz ila lkohol
Jellemtő fenilpropán illókomponensek
Néhány, izoprén egységekből felépülő, terpénrészt tartalmazó* élettanilag fontos vegyület Másodlagos növényi anyagok, az 5 szénatomos izoprénből származtathatók
A terpének és a zsíranyagcsere vegyületei közös eredetűek.
Illóolajok definíciója (Ph.Hg.VII.) Az illóolajok illatos növényi részekből vagy váladékokból (pl. balzsamokból) vízgőzdesztillálással, egyes esetekben oldószeres kivonással vagy sajtolással nyert kellemes szagú (illatos), folyékony, ritkábban szilárd, illékony anyagok (anyagkeverékek, sokkomponensű elegyek). Fizikai, kémiai jellemzőik Színtelen vagy színes (sárga-zöld-kék), könnyen folyó vagy sűrűbb, illatos, olajszerű anyagok. Többnyire könnyebbek a víznél. Levegő, fény és hő hatására általában sötétebbre színeződnek, sűrűn folyóvá vállnak, kémiai összetételük is megváltozik. Mint apoláris jellegű, viszonylag alacsony molekulatömegű, változatos szerkezetű illékony vegyületek elegye, összetételük vizsgálatára a gázkromatográfia különösen alkalmas módszer.
Illóolajok szerepe a növények életében •
Beporzás, megtermékenyítés elősegítése
•
Védelem „ragadozók” (rovar, gomba) ellen
•
„Biológiai üzenetközvetítő”
Illóolajok (mono- és szeszkviterpének) a növényvilágban A monoterpének a növényvilágban főleg vagy illóolajok komponenseiként, vagy iridoidokként (ritkán egyéb glikozidokként) fordulnak elő. Kémiai szempontból alkán alkén ill. ezek különböző oxidáltsági fokú származékai. Az illóolajok monoterpének vagy szeszkviterpének elegyei, többségük folyékony halmazállapotú, ritkán glikozidos formában is előfordulnak. Az illóolajok akár több száz komponensből is állhatnak. Több illóolaj fenolos jellegű (nem terpén) vegyületeket is tartalmazhat.
Iridoidok Az iridoidok olyan monoterpének, amelyek szintén két molekula dimetilallil-pirofoszfát molekulából épülnek fel, de a reakció úgy folyik le, hogy egy 5ös és egy oxigén heteroatomot tartalmazó hatos gyűrűből, vagy két oxigén heteroatomot tartalmazó 6-os gyűrűből álló vegyület keletkezik. Ez utóbbiak a szekoiridoidok. E vegyületek 90%-ához glikozidikusan kötődik.
1
mol
glükóz
Gyakori, hogy az iridoid-glükozid terpén részének egy szabad hidroxiljához egy újabb cukormolekula kapcsolódik. Savmolekulák is kapcsolódhatnak egyrészt az iridoid hidroxilra, de a glükóz egy hidroxiljához is.
Az illóolajok jellemzői Illóolajnak köszönhető pl. - a gyöngyvirág – kellemes illata, vagy - a foltos bürök – poloskaszaga, vagy
- némely gomba bűzös, rothadó szaga erdei szömörcsög
Raflézia
Magasabb rendű növényeknél egyre több növénycsaládban és fajban fordul elő. Vannak ún. illóolajos növénycsaládok, melyeknek legfőbb fajában nagy mennyiségű illóolaj található. Alacsonyabb rendű növényekben is találunk illóolajakat: - zuzmókban - gombákban.
Az illóolajok jellemzői Tulajdonságaik: színtelenek, sárgásak erős, jellegzetes illatúak könnyen párolognak vízgőzzel átdesztillálnak (florenci palack) fény és levegő hatására oxidálódnak (gyantásodnak) általában szerves oldószerekben oldódnak (hexán, benzol, dietiléter, kloroform, alkoholok)
Összetételük: a genetikai adottságoktól és a környezeti hatásoktól függ
Illóolajok mennyiségét és összetételét befolyásoló tényezők a növényben Környezeti tényezők földrajzi hely talajösszetétel tengerszint feletti magasság relatív nedvesség hőmérsékleti viszonyok napfényes órák száma széljárás
Vegetációs periódus vegetatív és generatív fejlődés szakaszai
Növényi részek föld alatti rész (rizoma, gyöktörzs, radix ) föld feletti (levél, szár, virág, virágrész )
Somogyi László:Aktív anyagok szerepe rozmaring ízesítés napraforgó olajban Ph.D. tézisek, Budapest, 2008
A rozmaring aromája, illetve zamata a döntően kámforos-gyantás alapkarakterrel rendelkezik, amely az egyes kemotípusok, illetve fajták szerint kisebb-nagyobb mértékben módosul.
A nem illó vegyületek közül a fenolos diterpének (karnozol, karnozolsav, rozmanol, izorozmanol stb.) színtelen, szagtalan, íz nélküli vegyületek, így nem játszanak szerepet a növény fűszeres hatásában.
A cserzőanyagok és keserűanyagok csoportjába tartozó vegyületek sem illékonyak. Zamathatásuk azonban nem hanyagolható el. Érzékszervileg nyers, robosztus, összehúzó hatást eredményeznek. Főleg a növény szárában, kisebb részben a levél parenchima szöveteiben fordulnak elő. Somogyi László:Aktív anyagok szerepe rozmaring ízesítés napraforgó olajban Ph.D. tézisek, Budapest, 2008
Illóolajok képződése a növényekben A növényi sejtek citoplazmájában elhelyezkedő plasztiszokban termelődnek, és speciális kiválasztó térben gyűlnek össze, melyek jellemzők az illóolajokban gazdag növénycsaládokra. Lamiaceae Asteraceae Apiaceae Myrtaceae Zingiberaceae Rutaceae Lauraceae
Illóolajok (mono- és szeszkviterpének) a növényvilágban Különböző szervekben találhatók, sőt egy növény különböző szerveiben, különböző összetételű illóolaj van. pl. valeriana - izovaleriánsav szabadul fel a bornilészterből (büdös gyökér) - virág kellemes illatú (szegfű) Vannak növények, ahol a gyanta feloldódik az illóolajban és folyékony balzsam keletkezik (főleg trópusi növényekben). Sajátságos kiválasztó-szövetekben halmozódik fel. -Citromfélék – skizolízigén járatok -Ajakosak – többsejtű nyél és fejű mirigyszőr -Asteraceae (kamilla) – mirigyszőr (proazulén)
A mirigyszőrök fejének sejtjei választják ki az illóolajat, és a kutikula alá préselik. (Száraz időben – a nagy belső nyomás következtében könnyen felrepedhetnek, az illat szétterjed).
Illóolajok (mono- és szeszkviterpének) a növényvilágban Elektronmikroszkóposan a finomszerkezeti vonatkozásokat is feltárták (pl. Mentha) az elektrondenz illóolajtest kialakulása. Valeriana esetében nincs speciális kiválasztórendszer: kéregolaj–intraplazmatikus vakuolumban képződik a kaliptraolajtest – a plazmában iniciálódik Sárkány szerint: - az endoplazmatikus retikulum és diktioszómák (Golgi) közreműködését feltételezhetjük az illóolaj-kiválasztásban.
Új analitikai módszerekkel – egyre több fajban – egyre több illóolajat sikerült kimutatni. Kapilláris GC-MS (50-100 komponenst azonosítanak).
Illóolajok (mono- és szeszkviterpének) a növényvilágban Polikemizmus kialakulása – pl. Menta fajok Ezek kemovarietások, vagy kemokonvarietásoknak tekinthetők. Egyedfejlődés során is változik az illóolaj mennyiségi és minőségi összetétele. A legtöbb általában a virágzás előtt. Ellentétes átalakulás: pl. menton-mentol képződés. Corianderben is nagy minőségi változás megy végbe az egyedfejlődés alatt alkotórészek aránya megváltozik (ez nem mindig egymásba történő átalakulás eredménye). Egy egyeden belül is változik – pl. levélszintekben különböző (pl. Mentha esetében legidősebb és legfiatalabb / kevesebb) Napszakonként is változik sok növénynél, pl. rózsaszirom gyűjtése (bulgárok) hajnalban.
Előfordulásuk színtestek zárványaiként sárgarépa raktározó gyökere alapszöveti parenchima karotinoidok paprika termésfal Bognár János növénytani fotoblogja
idioblastokban mirigyszőrökben esetenként kéregszövetben
váladéktartó járatokban (illóolajok, gyanták, balzsamok) tejnedvtartó sejtekben, csövekben, tejedényekben (kaucsuk) pl.: levél (menta, zsálya, eukaliptusz, rozmaring) kéreg (fahéj) farész (szantálfa) gyökér, rhizoma (kurkuma, gyömbér, kálmos) termés (ánizs, kömény, édeskömény) mag (szerecsendió)
Lamiaceae család mirigyszőrei: egy/többsejtű nyél, többsejtű fej muskotályzsálya
internet
Lamiaceae család mirigyszőre jellemző 8 sejtű fejjel
moldvai sárkányfű
internet
Felszakadt kutikulájú Lamiaceae mirigyszőr Oregano
internet
Asteraceae család illóolajat kiválasztó emeletes mirigyszőrei
rovarporvirág
internet
Apiaceae, Myrtaceae család skizogén illóolajjáratai
szegfűszeg internet
Rutaceae család lizigén illóolajjáratai
citrom
internet
Zingiberaceae család jellemző olajtartó sejtjei
gyömbér
internet
Rózsaszirom gyűjtése
Aromaprofil változás a koncentráció és az áztatási idő függvényében
Somogyi László:Aktív anyagok szerepe rozmaring ízesítés napraforgó olajban Ph.D. tézisek, Budapest, 2008
Illóolajok összetételét befolyásoló egyéb tényezők Technológiai extrakció szárítás tárolás hamisítás
összetétel illat hatás
Illóolajok kinyerésének módozatai •
•
•
•
Extrahálás Történhet illékony vagy nem illó oldószerrel, alacsonyabb vagy magasabb hőmérsékleten. Akkor alkalmazzák, ha az illóolajok kinyerése vízgőzdesztillációval nem oldható meg. Leggyakoribb oldószerek: petroléter, szén-tetraklorid, aceton, metilalkohol, etilalkohol. A kivonás lehet szakaszos vagy folyamatos üzemű. Sajtolás A citrusfélék olaja 100 oC körüli hőmérsékleten bomlik, ezért vízgőzdesztillációval nem nyerhető ki. Az illóolajat a terméshéj sajtolásával, vagy pépesítés utáni centrifugálásával vonják ki. Pomádés eljárás A virágszirmokat 1-2 mm vastagon sertészsírral takarják le, majd a kivont illóolajat alkohollal választják le a zsiradékból. Pl. liliom, ibolya, narancsvirág és jázmin esetén alkalmazzák.
Vízgőz-desztilláció Segédfázis alkalmazása (fajsúly szerint) -Ph-Hg. A legelterjedtebb eljárás. Iparban gőzt vezetnek át a drogon.
Illóolajok kinyerésének módozatai Víz, víz és gőz-, és gőzdesztilláció Hidrodiffúzió / perkoláció (kioldás) Sajtolás (hidegen sajtolás, centrifugálás) Oldószeres extrakció: Folyadék / folyadék extrakció Szilárd / folyadék extrakció: - Konkrét előállítása (apoláris oldószeres extrakció) - Abszolút előállítása (konkrét etanolos kivonata) - Enfleurage (szirmok állati zsírhoz történő hozzáadása, majd extrakció)
Illóolaj extrakciót laboratóriumi méretben a VIII. Magyar gyógyszerkönyv (Hungarian Pharmacopoeia Ed. VIII.) előírásai alapján végeznek. A legelterjedtebb illóolaj kinyerési módszer a vízgőz-desztilláció, melynél a tisztán kinyert illóolaj térfogata is meghatározható. A vízgőz-desztilláció fizikai-kémiai alapja a Dalton-törvény, vagyis, hogy a gőzfázisban a komponensek parciális nyomásai additívak: a vízgőz és az illóolajok folyadék fázisban nem elegyednek, így tenziójuk összege hamarabb éri el az atmoszférikus nyomást, azaz alacsonyabb hőmérsékleten forr, mint a komponensek külön-külön.
Illóolajok kinyerése víz-desztillációval
A vízgőzdesztilláció illóolaj összetételt befolyásoló hatása Kohobációs víz:
a vízgőzdesztilláció során az elfolyó víz oldott vagy finoman diszpergált állapotban illóolajat tartalmaz. Mennyisége a technológiai paraméterektől és a növénytől függ. Pl.: desztillálás sebessége, párlat hőmérséklete, elválasztóedény nagysága, stb. Kohobációs víz beoldja az alacsony szénatomszámú aldehideket és alkoholokat (pl. fenil-etil-alkohol) Szerkezeti változások (H2O, 100oC): hidrolízis, izomerizáció, - nem kívánt szerkezeti változások észterek hidrolízise:
racemizáció
- előnyös szerkezeti változások: matricin-kamazulén átalakulás terpén-glikozidok hidrolízise (Thymus, Oregano)
Növény neve
A kohobációs víz illóolaj-tartalma (g/m3)
Borsosmenta
400-500
Édeskömény
150-200
Kamilla
100-120
Koriander
600-650
Levendula
150-200
A kohobációs vízben összegyűlő illóolaj összetétele eltér az eredeti illóolajtól: - a víz főleg oxigéntartalmú vegyületeket old, ezért a kohabációs illóolaj fajsúlya nagyobb - a nagy észterszámú olajok (pl. levendula, muskotályzsálya) észtertartalma a kohobációs vízben lévő illóolajban mindig kisebb.
Több illóolajat kell a felhasználás előtt finomítani, ill. újbóli desztillálással tisztítani. Az elő és utópárlatok leválasztásával az illóolaj minősége lényegesen javítható.
Gőzsebesség és lepárlási idő összefüggései (4 m3 szakaszos üzemű lepárló üst) A növény neve
Gőzsebesség (kg/óra)
Idő
(perc)
Angelika gyökér nyers
100-150
300-500
Angelika gyökér szárított
100-150
400-700
Borsmenta nyers
200-250
120-150
Borsmenta fonnyasztott
200-250
90-120
Borsmenta szárított
150-200
90-120
Édeskömény
100-200
250-400
Kamilla szárított
100-150
300-600
Muskotályzsálya
350-400
40-60
Szuperkritikus extrakció (SFE) Extrakció: fluid állapotú gázokkal (CO2 ) Előnyei: - Illóolaj összetevőkben nem okoz szerkezeti változást - Frakcionálásra alkalmas (illóolaj-zsírosolaj szétválasztás ) - Kivonatok oldószer nyomokat nem tartalmaznak kivonatok gyógyászati és étkezési célokra alkalmazhatók : (pl. paprika-, gyömbér-, zellerkivonatok) - Nem kívánt vegyületek szelektíven eltávolíthatók (koffein, nikotin ) Hátránya: - Speciális készülék, üzemeltetési költségek
Moldvai sárkányfű és levendula vízgőzdesztillációval (SD) és szuperkritikus (SFE) extracióval nyert illóolajai SD-oil
SFE-oil 1.eukaliptol
geraniol
geranyl acetate
geranyl acetate
2. nerol 3. nerál
geraniol
4. gerániol 5. gerániál 6. nerilacetát 7. geranilacetát
Lavandula angustifolia Mill.
SD, SFE
OAC
francia típusú illóolaj linalilacetát
SFE L.intermedia Emeric.
SD
angol típusú illóolaj
(L.angustifolia X L.latifolia ) (SD- steam destillation, SFE - supercritical fluid extraction)
OH
linalool
Szilárd fázisú mikroextrakciós gőztéranalízis (HS-SPME-GC, HS-SPME-GC-MS) Előnye: - illóvegyületekre szelektív - szerkezeti változást nem okoz - alkalmas a kohobációs vízben „eltűnő” gyümölcs aromaanyagok vizsgálatára és a gyümölcsérés folyamatának követésére
Hátránya: - csak analítikai célra alkalmas - az összetételt befolyásolja az illókomponensek közötti illékonyság különbség (SPME: szilárd fázisú mikroextrakció)
Víz-, víz és gőz-, és gőzdesztilláció
Az illóolaj komponensek forrpontja légköri nyomáson: monoterpén szénhidrogének: 160-180°C monoterpén alkoholok: 200-230°C szeszkviterpén szénhidrogének: 260-290°C
Számított vízgőz-szükséglet: monoterpén szénhidrogének 0,6 kg/kg oxigéntartalmú monoterpének 8 kg/kg szeszkviterpének 18 kg/kg A gyakorlatban több gőz kell: nem egyensúlyi állapotban illóolaj zsírokban van oldva illóolaj a sejteken belül van
Vízgőz-desztilláció
Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása
Hidrodiffúzió / perkoláció
Oldószeres extrakció A szilárd – folyadék extrakció fő műveleti lépései
Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása
Ipari előkészítés berendezései: Szárítás, víztartalom beállítás Tisztítás (fém, kő, por stb.) Hajalás (napraforgó, szója, diók stb.) Aprítás, lapkázás Hőkezelés
Kihengerlés
Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása
Lapkázás
Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása
Csigaprés
Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása
Oldószeres extrakciós üzem vázlata
Oldószeres extrakciós üzem
Illóolaj tartalmú drogok (Ph.Hg.VIII.) (32db) Absinthii herba – min. 2.0 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Angelicae radix – min. 2.0 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Anisi fructus – min. 20 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Anisi stellati fructus – min 70 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Aurantii amari epicarpium et mesocarpium – min. 20 ml/kg (vízgőzdesztilláció) Carvi fructus – min. 30 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Caryophylli flos – min. 150 ml/kg ilóolaj (vízgőzdesztilláció) Chamomillae romanae flos – min7.0 ml/kg illóolaj (vízgőzdeszt.) Cinnamoni cortex – min. 12 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Coriandri fructus – min. 3.0 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Curcumae xanthorrizae rhizoma – min.50ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Eucalypti folium – min. 20 ml/kg illóolaj egész drogra, min.15 ml/kg illóolaj vágott drogra (vízgőzdesztilláció) Filipendulae ulmariae herba –min. 1 ml/kg vízgőz-illékony anyag (vízgőzdesztilláció) Foeniculi amari fructus – min. 40 ml/kg illóolaj (vízgőzdeszt.), min 60.0% anetol, min 15.0% fenkon (GC) Foeniculi dulcis fructus – min. 20ml/kg illóolaj (vízgőzdeszt.), min.80.0% anetol (GC) Iuniperi pseudo-fructus – min.10ml/kg illóolaj (vízgőzdeszt.) Lavandulae flos – min. 13 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció, GC)
Illóolaj tartalmú drogok (Ph.Hg.VIII.) (32db)
(folytatás)
Levistici radix – min. 4.0 ml/kg illóolaj egész drogra, min. 3.0 ml/kg illóolaj vágott drogra (vízgőzdesztilláció) Mastix – min. 10ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Matricariae flos – min. 4 ml/kg kék illóolaj (vízgőzdesztilláció) Menthae piperitae folium – min. 9 ml/kg illóolaj (vízgőzdeszt.) Millefolii herba – min. 2 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Myrrha Origani herba – min. 25 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció), min 1.5% karvakrol és timol (GC) Rosmarini folium – min. 12 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Salviae officinalis folium – min.15 ml/kg illóolaj egész drogra, min.10 ml/kg illóolaj vágott drogra (vízgőzdesztilláció) Salviae tinctura – min. 0.1% illóolaj (vízgőzdesztilláció leszálló hűtővel, gravimetria) Salviae trilobae folium – min. 18 ml/kg illóolaj egész drogra, min.12 ml/kg illóolaj vágott drogra (vízgőzdesztilláció) Serpylli herba – min. 3.0 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció) Thymi herba – min. 12 ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció), min. 40% timol és karvakrol (GC) Valerianae radix – min. 5 ml/kg illóolaj egész drogra (vízgőzdesztilláció), min. 3 ml/kg illóolaj vágott drogra (GC) Zingiberis rhizoma – min.15ml/kg illóolaj (vízgőzdesztilláció)
Illóolaj tartalmú folyékony kivonat (Ph.Hg.VIII.) Matricariae extractum fluidum – min. 0.30% kék illóolaj (vízgőz) Illóolaj tartalmú tinktúrák (Ph.Hg.VIII.) (3db) Aurantii amari epicarpii et mesocarpii tinctura Cinnamoni corticis tinctura Myrrhae tinctura
Psidium guajava L. gyümölcs illókomponenseinek százalékos előfordulása vízgőzdesztilláció (SD) és gőztéranalízis (SPME) esetén Komponensek
SD (steam destillation) %
SPME (szilárd fázisú mikroextrakció) %
hexanál
0.1
65.9
(Z)-3-hexanál
-
2.0
(E)-2-hexanál
0.1
7.4
(Z)-3-hexenil-acetát
0.5
1.3
-
7.6
β-kariofillén
24.6
0.7
α-humulén
3.2
-
nerolidol
18.0
-
γ-butirolakton
Ph.Hg.VIII. Illóolajos drogok (30) Angelicae radix Anisi fructus Anisi stellati fructus Aurantii amari flos Aurantii amari epicarpium et mesocarpium
Illóolajok (20) Anisi aetheroleum Aurantii amari flos aetheroleum Aurantii dulcis aetheroleum
Carvi fructus Caryophylli flos Chamomillae romanae flos Cinnamomi cortex
Coriandri fructus Curcumae xanthorrhizae rhizoma Eucalypti folium Filipendulae ulmariae herba Foeniculi amari fructus
Caryophylli floris aetheroleum Cinnamomi cassiae aetheroleum Cinnamomi zeylanici corticis aetheroleum Cinnamomi zeylanici folii Citronellae aetheroleum Eucalypti aetheroleum Foeniculi amari fructus aetheroleum
Foeniculi dulcis fructus ESCOP European Scientific Cooperative on Phytotherapy
Tinctura (Ph.Hg.VIII.) ESCOP
Illóolajos drogok (30)
Illóolajok (20)
Juniperi pseudo-fructus
Juniperi aetheroleum
Lavandulae flos
Lavandulae aetheroleum
Levistici radix Limonis aetheroleum Matricariae flos
Matricariae aetheroleum
Melissae folium Melaleucae aetheroleum Menthae arvensis aetheroleum partim mentholi privum Menthae piperitae folium
Menthae piperitae aetheroleum
Millefolii herba Origani herba Rosmarini folium
Rosmarini aetheroleum
Salviae officinalis folium Salviae trilobae folium Salviae sclareae aetheroleum Serpylli herba Thymi herba
Thymi aetheroleum
Valerianae radix Zingiberis rhizoma
ESCOP European Scientific Cooperative on Phytotherapy
Tinctura (Ph.Hg.VIII.) ESCOP
Kiemelkedik a fellandrén 77350±10 µmol/l, az anetol 50850±40 µmol/l a limonén 44572±5 µmol/l redukálólépessége, míg a mentol 186±23 µmol/l és a menton 188±10 µmol/l FRAP értékei kicsik.
Az illóolajok FRAP értékei általában nagyobbak a főkomponensek FRAP értékeinél, amelyek az illóolajok egyéb komponenseiből következhetnek. Az illóolajok és az illóolaj-komponensek redukálóképessége a koncentrációval változik. A redukálóképesség értékének meghatározásával a módszer alkalmat nyújt az illóolajok hatásosságának becslésére. Kiemelkedő redukálóképességgel rendelkezik: a boróka (239890±10 µmol/l),
a cickafark (162450±16 µmol/l) és
a kamilla (161230±7 µmol/l) illóolaja.
A koriander és az eukaliptusz illóolajának meglepően kicsi a redukálóképessége (3989±1 µmol/l, ill. 9970±1 µmol/l).
Illóolajok felszívódása és kiválasztása Felszívódás:
Kiválasztás:
száj- és légúti nyálkahártya
bőr
gyomor
bőr
tüdő
vese
Richard Axel
Linda B. Buck
Richard Axel (Howard Hughes Medical Institute, Columbia University, Hammer Health Sciences Center, New York, USA) és Linda Buck (Fred Hutchinson Cancer Research Center Seattle, USA) 1991-ben közösen tették közzé azt az alapvető tanulmányt, amelyben a szaglásban szerepet játszó receptorokhoz (érzékelő molekulákhoz) kapcsolódó mintegy ezer gént írtak le. E meglepően nagy géncsalád összes génünknek körülbelül 3%-át teszi ki. Kutatásaik során kiderült, hogy ugyanennyi típusú szaglóreceptor létezik, amelyek a szaglásban szerepet játszó sejteken (receptorsejteken) foglalnak helyet. Minden sejt csak egyféle receptort hordoz, és mindegyik receptortípus csak kevés különböző (szerkezetileg hasonló) illatanyag érzékelésére képes. A szaglást biztosító sejtek éppen ezért erősen specializálódtak ("szakosodtak") néhány illatanyagra.
Linda B. BuckRichard Axel 2004. Nobel-díj
A szaglás során az illatanyag-molekulák a receptorsejteken lévő receptormolekulákhoz kapcsolódnak, amelyek ennek hatására aktiválódnak (ingerületbe jönnek), az ingerületet pedig - ami egy elektromos jel - hosszú nyúlványaikkal az ún. szaglóhagyma területére továbbítják, ahol újabb sejtek veszik át tőlük. Az átkapcsolás az ún. glomerolusok területén történik, amelyek apró, gomolyag alakú képződmények. Az ingerület innen a magasabb idegközpontok, az agy megfelelő területei felé továbbítódik, ahol a különböző receptortípusokból származó információk kombinálódnak, és egy mintázat jön létre. E mintázat beépül a memóriába, és később képesek vagyunk előhívni. Ennek segítségével képesek vagyunk elkerülni a veszélyes helyzeteket.
szaglóideg: kizárólag érzőrostokat tartalmaz, a szaglólebeny a homloklebeny hátulsó része
Az ember felegyenesedésével jelentősen veszített a szagérzékeléséből MMHE_19_221_03_eps.gif
A szagnyomkövetésre kitenyésztett ebek orrában 300-szor annyi szagérzékelő sejt található, mint az emberében. A patkányok szervezetében háromszor annyi szagérzékelő proteinreceptort kódoló gén van, mint az emberekben. A kutyák és a patkányok orra jobban alkalmazkodott a szagok érzékeléséhez, mint az embereké: hosszabb, nagyobb a szaglófelülete, jobban tisztítja, melegíti és nedvesíti a belélegzett levegőt. A légvétel üteme is eltérő. A szagmolekulák a receptorokhoz kötődnek. A szaglósejtek aktiválódnak és elektromos jeleket küldenek A jelek (ingerületek) a glomerolusokban átkapcsolódnak. Az ingerületek az agy magasabb régióiba továbbítódnak.
Illóolajok alkalmazási módjai terápiás
belsőleg: cseppek (cukor, méz, alkohol)
élelmiszeripar
belégzés (aromaterápia)
parfüméria
inhalálás (aromaterápia) külsőleg: ecsetelés (oldat) borogatás (oldat) bekenés
(kenőcs, balzsam, gél)
bedörzsölés (kenőcs, balzsam, gél) fürdő
(balneoterápia)
Illóolajok hatása (Prof. Dr. Heinz Schilcher, 2003) • • • • • • • • •
Expektoráns (pl. édeskömény, ánizs) Étvágygerjesztő, koleretikus, karminatív (pl. ánizs, kurkuma, édeskömény, borsos menta levele) Spazmolitikus (pl. kamilla virágzat, cickafarkfű) Gyulladásgátló (pl. kamilla, narancshéj) Antiszeptikus (pl. eukaliptusz, zsálya, kakukkfű, fahéj) Diuretikus (pl. boróka, petrezselyem gyökér és termés ) Nyugtató (pl. macskagyökér, komlótoboz, orbáncfű, citromfű) Szív- és keringésserkentő (pl. rozmaringlevél) Negatív hatás: toxikus, allergén
Illóolajok és illóolaj komponensek nem kívánt hatásai
Toxikus hatás idegrendszeri zavarok, szívritmuszavar
abortív hallucinogén karcinogén hepatotoxikus
tujon tujon tujon tujon pinokámfon apiol miriszticin miriszticin azaron pinének
orvosi zsályaolaj fehérürömfűolaj varádicsfűolaj borókabogyóolaj izsópolaj petrezselyemolaj petrezselyemolaj szerecsendióolaj kálmosolaj terpentinolaj
Vincent van Gogh Önarckép (absinth)
Az alábbi illatos növények alkalmazása toxikus tulajdonságuk miatt nem támogatható: boldó (Peumus boldus) díszcsorba (Carpephorus odoratissimus) fehér üröm (Artemisia absinthium) fekete mustár (Brassica nigra) fekete üröm (Artemisia vulgaris)
szasszafrász babérfa (Sassafras albidum) szürke cipruska (Santolina chamaecyparissus) torma (Armoracia rusticana) tuja (Thuja sp.) turbolya (Anthriscus cereifolium)
gilisztaűző varádics (Tanacetum vulgare) illatos ruta (Agathosma betulina) indiai törpebogáncs (Saussurea costus) jaborandi (Pilocarpus jaborandi) kálmos (Acorus calamus) keserű mandula (Prunus dulcis var. amara) mirhafű (Chenopodium ambrosoides var. anthelminticum) nehézszagú boróka (Juniperus sabina) orvosi zsálya (Salvia officinalis) rekettye (Genista sp.)
Kockázattal alkalmazható illatos növények (dózis/idő): amerikai télizöld (Gaultheria procumbens) ánizs (Pimpinella anisum) árnika (Arnica montana) bazsalikom (Ocimum basalicum) büdöske (Tagetes minuta) ceyloni fahéj (Cinnamonum zeylanicum) csillagánizs (Illicium verum) erdei pereszlény (Calamintha officinalis) kaszkarilla (Croton eleuteria) kassziafahéj (Cinnamonum cassia) kurkuma (Curcuma longa) petrezselyem (Petroselium sativum) szegfűbors (Pimenta dioica) szerecsendió (Myristica fragrans) tárkony (Artemisia dracunculus) vadzeller (Tachyspermum coptimum)
Szenzitizálók: ámbrafa (Liquidambar orientalis) benzoe (Sintax benzoin) citromfű (Melissa officinalis) citronella (Cymbopogon nardus) geránium (Geranium odoratissimus)
Kockázattal alkalmazható illatos növények: Szenzitizálók ilang-ilang(Cananga odorata var.genuina) kamilla (Matricaria recutita) kanaga (Cananga odorata var. macrophylla) közönséges cickafarkfű (Achillea millefolia) kubebabors (Litsea cubeba) örvénygyökér (Inula helenium) perubalzsam (Myroxylon preirae) római kamilla (Anthemis nobilis) terpentin (Pinus sp.) tolubalzsam (Myroxylon balsamum) virginia cédrusfa (Juniperus virginiana)
Kockázattal alkalmazható illatos növények: Fototoxikusak angelika (Angelica archangelica) bergamott (Citrus bergamia) gyömbér (Zingiber officinalis) kerti ruta (Ruta graveolens) lestyán (Levisticum officinalis) ovosi somkóró Melilothus officinalis) római kömény (Cuminum cyminum) tonkabab (Dipteryx odorata)
Figyelem! Csecsemőknek és kisgyermekeknek (4 éves korig) a menta drog vagy az illóolaj nem adható, mert gégegörcsöt okozva, asztmás jellegű légzési zavarokat és kollapszust okozhat, mely esetleg fulladásos halához vezethet.
Illóolajok nem kívánt hatásai Allergiás reakciók
bőrtünetek
oedema
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
