Gyógynövény- és Drogismeret

Átírás

1 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: december január 29.

2 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

3 2015/2016 tanév Pótgyakorlat időpontja: 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.

4 - Évfolyam zh Figyelem buktató jellegű!!!!! - Tanulmányi verseny: és november 30. az előadás idejében Figyelem buktató jellegű!!!!! Eredményhirdetés: december 7. Étrendkiegészítők előadás - Dr. Balázs Andrea

5 4. ANYAGTÖRZS TERPENOIDOK BIOSZINTÉZISE * ILLÓOLAJOK A NÖVÉNYVILÁGBAN ÉS GYÓGYÁSZATI JELENTŐSÉGÜK Dr. Blázovics Anna D.Sc. egyetemi tanár

6 Az illóolajok akár több száz komponenst is tartalmazhatnak Fő hatóanyagai: monoterpének, szeszkviterpének, fenil-propán származékok

7 Néhány illóolajat tartalmazó növény, melyet már az ókori Egyiptomban is ismertek Az első illatszerek az istenek tiszteletére meggyújtott füstölők voltak. Ebers-papirusz ( ) 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.

8 Egészségmegőzési és szépészeti célra alkalmazták az illatos növényeket. Zsírokkal, olajokkal vonták ki az illatanyagokat (kvázi enfleurage elődje). Halottaikat gyantákkal, balzsamokkal mumifikálták.

9 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. Kr.e Hippokratész Teofrasztosz írta meg az első komoly tanulmányt az illatokról Historia Plantanum címen. Kr.e. 78- Dioszkoridész görög orvos Kr.e 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.

10 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

11

12 Avicenna fő műve a Kánon (al-kánún fí Tíb = Az orvoslás törvénye) őt könyvből áll, és 800 gyógyászati anyagot ismertet. Avicenna Született 980-ban Afsanában /Buhara/ Üzbegisztán/ Meghalt 1037-ben Hamadánban/Irán/ Az araboknak köszönhető a vízgőz-desztillációs eljárás kidolgozása. Avicenna, világhírű arab orvos tökéletesítette a hűtőcső feltalálásával a desztillációt, és elsőként állított elő lepárlással rózsaolajat. 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

13 Róma A luxuscikkek importja és pazarlása jellemző volt a római kultúrára. A rómaiak jelentős fürdőkultúrával rendelkeztek.

14 Mária Magdolna illóolajjal keni meg Krisztus lábát Pieter Pouwel Rubens 1618 (189x285) Hermitage

15 Hildegard von Bingen ( ) 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.

16 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.

17 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)

18 Marco Polo, Velence (Wikipedia)

19 Izabella királyné II. Fülöp spanyol király Később a reneszánsz kezdetén sem volt megfelelő a higiénia: Spanyol Izabella királyné ( ) II. Fülöp spanyol király lánya ( ) 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.

20 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.

21 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.

22 Vízgőz-desztilláció készülékei a múltban

23 Vízgőz-desztilláció

24

25 AZ ANYAGCSERE UTAK KEZDETI SZAKASZA AZ ÖSSZES ÉLŐLÉNYBEN: UNIVERZÁLIS Szacharid-út kezdeti részén a a fő szénhidrátok képződnek Öt anyagtörzs 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.

26 Öt anyagtörzs

27 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 ( ) már ben felismerte, hogy a limonén és a kámfor egyaránt 2 db ötszénatomos részre bontható (az ötszénatomos rész izoprén). (hőbontás)

28 WALLACH (1887) 2 db 5 szénatomos rész! o izoprén limonén (aszimmetriacentrumot tartalmaz) kámfor A természetes eredetű szénvegyületek egyik jelentős csoportját az izoprénvázas vegyületek képezik. Optikailag aktív vegyületek o C-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.

29

30 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.

31

32 Az izoprén, ill. izopentán egységek további kondenzációja vezet az alifás és ciklikus terpenoidokhoz. n = 6 izopentán szkvalén n = 8 izopentán karotinoidok tetraterpén-váz n > politerpén először az izopentenil-pirofoszfátot találták meg (IPP) Rádioaktív 14 C 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

33 Terpenoidok bioszintézise

34 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 C 5 H 8 * koenzim Q politerpének n x C 5 H 8 (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

35 Szénhidrogének Aciklusos monoterpének o-cimén mircén Alkoholok CH OH 2 OH CH OH 2 CH OH 2 nerol geraniol linalool citronellol Aldehidek CHO CHO CHO Citrál transz cisz citronellál

36 Monociklusos monoterpének Szénhidrogének α-terpinen limonen α-fellandren β-fellandren Alkoholok OH OH OH Ketonok mentol α-terpineol terpineol-4 O O O Oxidok menton piperiton karvon O O O O O mentofurán 1,4-cineol 1,8-cineol aszkaridol

37 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

38 Biciklikus monoterpének Szénhidrogének Karán-típus Tuján-típus Pinén-típus Kámfán-típus Alkoholok 3 -karén szabinen α-pinen β-pinen OH OH CH OH 2 OH szabinol tujol mirtenol borneol Ketonok Fenchán-típus

39 Aromás monoterpének HO HCO 3 OH OCH 3 OH OCH 3 timol timolmetiléter timohidrokinon timohidrokinondimetiléter O O H O O O O H OH OCH 3 timokinon 3,6-dihidroxitimokinon karvakrol karvakrol-metil-éter OCH 3 OCH 3 OH CHO OH 2-metil, 5-izoprenilanizol kamenol izopropil-szalicilaldehid

40 Szeszkviterpének szerkezeti csoportosítása A típus biszabolán (B típus) D típus kariofillán C típus guaján azulenogén lakton nem azulenogén lakton germakrán lakton eudezmán lakton elemán Monociklusos Biciklusos Triciklusos CH alkohol aldehid keton éter észter sav

41 Aromás illó vegyületek bioszintézis útjai 1/ COOH fahéjsav fenil-propán származék 2/ aromatizálódás OH OH mentol timol

42 Fenilpropán származékok C 6 C 3 C 6 C 1 C 6 C 0 NH COOH NH OH 2 3 ox. ox. COOH COOH fenilalanin fahé jsav benzoesav fenol cikl. red. red. CHO O O CHO kumarin fahéjaldehid benzaldehid red. red. lignin polimer. CH OH fahéjalkohol 2 CH 2 benzilalkohol OH red. fenilpropán izomerek dimer. lignán

43 Jellemtő fenilpropán illókomponensek

44 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.

45 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.

46 Illóolajok szerepe a növények életében Beporzás, megtermékenyítés elősegítése Védelem ragadozók (rovar, gomba) ellen Biológiai üzenetközvetítő

47 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.

48 Iridoidok Az iridoidok olyan monoterpének, amelyek szintén két molekula dimetilallil-pirofoszfát molekulából épülnek fel, de a reakció úgy folyik le, hogy egy 5- ös 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 1 mol glükóz glikozidikusan kötődik. 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.

49 Illóolajnak köszönhető pl. Az illóolajok jellemzői - 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.

50 Tulajdonságaik: Az illóolajok jellemzői 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

51 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 )

52 Somogyi László:Aktív anyagok szerepe rozmaring ízesítés napraforgó olajban Ph.D. tézisek, Budapest, 2008

53 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

54 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

55 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).

56 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 ( komponenst azonosítanak).

57 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.

58 színtestek zárványaiként Előfordulásuk sárgarépa raktározó gyökere alapszöveti parenchima karotinoidok paprika termésfal 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) Bognár János növénytani fotoblogja

59 Lamiaceae család mirigyszőrei: egy/többsejtű nyél, többsejtű fej muskotályzsálya internet

60 Lamiaceae család mirigyszőre jellemző 8 sejtű fejjel moldvai sárkányfű internet

61 Felszakadt kutikulájú Lamiaceae mirigyszőr Oregano internet

62 Asteraceae család illóolajat kiválasztó emeletes mirigyszőrei rovarporvirág internet

63 Apiaceae, Myrtaceae család skizogén illóolajjáratai szegfűszeg internet

64 Rutaceae család lizigén illóolajjáratai citrom internet

65 Zingiberaceae család jellemző olajtartó sejtjei gyömbér internet

66 Rózsaszirom gyűjtése

67 Aromaprofil változás a koncentráció és az áztatási idő függvényében Somogyi László:Aktív anyagok szerepe rozmaring ízesítés napraforgó olajban Ph.D. tézisek, Budapest, 2008

68 Illóolajok összetételét befolyásoló egyéb tényezők Technológiai extrakció szárítás tárolás hamisítás összetétel illat hatás

69 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 o C 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.

70 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)

71 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.

72 Illóolajok kinyerése víz-desztillációval

73

74 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 (H 2 O, 100 o C): hidrolízis, izomerizáció, racemizáció - nem kívánt szerkezeti változások észterek hidrolízise: - előnyös szerkezeti változások: matricin-kamazulén átalakulás terpén-glikozidok hidrolízise (Thymus, Oregano)

75 Növény neve A kohobációs víz illóolaj-tartalma (g/m 3 ) Borsosmenta Édeskömény Kamilla Koriander Levendula 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.

76 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 m 3 szakaszos üzemű lepárló üst) A növény neve Gőzsebesség (kg/óra) Idő (perc) Angelika gyökér nyers Angelika gyökér szárított Borsmenta nyers Borsmenta fonnyasztott Borsmenta szárított Édeskömény Kamilla szárított Muskotályzsálya

77

78 Szuperkritikus extrakció (SFE) Extrakció: fluid állapotú gázokkal (CO 2 ) 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

79 Moldvai sárkányfű és levendula vízgőzdesztillációval (SD) és szuperkritikus (SFE) extracióval nyert illóolajai SD-oil SFE-oil geraniol geranyl acetate geranyl acetate 1.eukaliptol 2. nerol geraniol 3. nerál 4. gerániol 5. gerániál 6. nerilacetát 7. geranilacetát SD, SFE Lavandula angustifolia Mill. francia típusú illóolaj SFE L.intermedia Emeric. angol típusú illóolaj SD (L.angustifolia X L.latifolia ) (SD- steam destillation, SFE - supercritical fluid extraction) OAC OH linalilacetát linalool

80

81

82 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)

83 Víz-, víz és gőz-, és gőzdesztilláció Az illóolaj komponensek forrpontja légköri nyomáson: monoterpén szénhidrogének: C monoterpén alkoholok: C szeszkviterpén szénhidrogének: 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

84 Vízgőz-desztilláció

85

86 Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása

87 Hidrodiffúzió / perkoláció

88

89 Oldószeres extrakció A szilárd folyadék extrakció fő műveleti lépései Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása

90 Ipari előkészítés berendezései: Szárítás, víztartalom beállítás Tisztítás (fém, kő, por stb.) Hajalás (napraforgó, szója, diók stb.) Aprítás, lapkázás Hőkezelés

91 Kihengerlés Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása

92 Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása Lapkázás

93 Az ábrák származási helye: Simándi Béla: Növényi hatóanyagok kinyerése és elválasztása Csigaprés

94

95 Oldószeres extrakciós üzem vázlata

96 Oldószeres extrakciós üzem

97 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)

98 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)

99 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

100 Psidium guajava L. gyümölcs illókomponenseinek százalékos előfordulása vízgőzdesztilláció (SD) és gőztéranalízis (SPME) esetén Komponensek SD (steam destillation) % SPME (szilárd fázisú mikroextrakció) hexanál (Z)-3-hexanál (E)-2-hexanál (Z)-3-hexenil-acetát % γ-butirolakton β-kariofillén α-humulén nerolidol

101 Ph.Hg.VIII. Illóolajos drogok (30) Illóolajok (20) Angelicae radix Anisi fructus Anisi aetheroleum Anisi stellati fructus Aurantii amari flos Aurantii amari flos aetheroleum Aurantii amari epicarpium et mesocarpium Aurantii dulcis aetheroleum Carvi fructus Caryophylli flos Caryophylli floris aetheroleum Chamomillae romanae flos Cinnamomi cassiae aetheroleum Cinnamomi cortex Cinnamomi zeylanici corticis aetheroleum Cinnamomi zeylanici folii Citronellae aetheroleum Coriandri fructus Curcumae xanthorrhizae rhizoma Eucalypti folium Eucalypti aetheroleum Filipendulae ulmariae herba Foeniculi amari fructus Foeniculi amari fructus aetheroleum Foeniculi dulcis fructus Tinctura (Ph.Hg.VIII.) ESCOP ESCOP European Scientific Cooperative on Phytotherapy

102 Illóolajos drogok (30) Illóolajok (20) Juniperi pseudo-fructus Juniperi aetheroleum Lavandulae flos Levistici radix Lavandulae aetheroleum 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 Serpylli herba Salviae sclareae aetheroleum Thymi herba Thymi aetheroleum Valerianae radix Zingiberis rhizoma Tinctura (Ph.Hg.VIII.) ESCOP ESCOP European Scientific Cooperative on Phytotherapy

103 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.

104 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).

105 Illóolajok felszívódása és kiválasztása Felszívódás: Kiválasztás: száj- és légúti nyálkahártya bőr bőr tüdő gyomor vese

106 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.

107 Linda B. BuckRichard Axel 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 Nobel-díj

108 szaglóideg: kizárólag érzőrostokat tartalmaz, a szaglólebeny a homloklebeny hátulsó része

109 Az ember felegyenesedésével jelentősen veszített a szagérzékeléséből MMHE_19_221_03_eps.gif 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. 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.

110 Illóolajok alkalmazási módjai terápiás élelmiszeripar parfüméria belsőleg: cseppek (cukor, méz, alkohol) belégzés (aromaterápia) inhalálás (aromaterápia) külsőleg: ecsetelés (oldat) borogatás (oldat) bekenés (kenőcs, balzsam, gél) bedörzsölés (kenőcs, balzsam, gél) fürdő (balneoterápia)

111 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

112

113

114

115 Illóolajok és illóolaj komponensek nem kívánt hatásai Toxikus hatás idegrendszeri tujon orvosi zsályaolaj zavarok, tujon fehérürömfűolaj szívritmuszavar tujon varádicsfűolaj tujon borókabogyóolaj pinokámfon izsópolaj abortív apiol petrezselyemolaj hallucinogén miriszticin petrezselyemolaj miriszticin szerecsendióolaj karcinogén azaron kálmosolaj hepatotoxikus pinének terpentinolaj Vincent van Gogh Önarckép (absinth)

116 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) 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.) szasszafrász babérfa (Sassafras albidum) szürke cipruska (Santolina chamaecyparissus) torma (Armoracia rusticana) tuja (Thuja sp.) turbolya (Anthriscus cereifolium)

117 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)

118 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)

119 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)

120 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.

121 Illóolajok nem kívánt hatásai Allergiás reakciók bőrtünetek oedema

122

123 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!