Riassunto analitico
I processi di estrazione delle piante medicinali e in particolare l’estrazione dalle piante aromatiche di oli essenziali portano alla creazione di tonnellate di sottoprodotti, costituiti da biomassa fibrosa e da idrolati, con relativi problemi di smaltimento e recupero; è quindi urgente per rendere sostenibile l'intero processo, altamente energivoro, valorizzare tutti i derivati. Tali sottoprodotti costituiscono materiale prezioso per diversi usi come biosorbenti, biocarburanti, materiale per la produzione di biogas ecc. e in relazione alla composizione chimica, possono essere potenziali fonti per il recupero di composti fenolici bioattivi utilizzabili nei settori farmaceutico, cosmetico e alimentare.
Scopo della presente tesi è il recupero di tali attivi dalle biomasse mediante solventi a basso impatto ambientale e con elevate capacità estrattive. A confronto dei classici solventi o miscele di essi (preferenzialmente a base idroalcolica) sono state studiate e messe a punto miscele eutettiche di composti di origine naturale, atossiche ed efficienti alle basse temperature, denominate NADES (Natural Deep Eutectic Solvents). I campioni presi in considerazione per lo studio sono piante facenti parte della famiglia delle Lamiaceae, ovvero Lavandula angustifolia, Lavandula x intermedia, Salvia officinalis, Salvia sclarea e Salvia rosmarinus, e della famiglia delle Asteraceae, ovvero Echinacea purpurea, Helichrysum italicum, Artemisia dracunculus e Melissa officinalis. La separazione dei principi attivi è stata condotta mediante utilizzo di ultrasuoni e gli estratti ottenuti sono stati caratterizzati attraverso tecniche analitiche avanzate (GC, HPLC-DAD e HPLC-MS) in grado di fornire tutte le informazioni utili all’identificazione chimica delle molecole presenti, e quindi a prevedere le potenzialità di utilizzo anche di tipo funzionale. Le soluzioni estrattive ottenute, essendo a base organica, sono state successivamente testate per quanto riguarda la loro stabilità nel tempo e conservazione microbiologica. Inoltre, sono state effettuate prove per recuperare il solvente e rendere l’intero processo sostenibile.
Dai dati ottenuti si evince che gli estratti a base di solventi eutettici hanno una concentrazione maggiore di attivi rispetto ai solventi tradizionali e presentano una buona conservabilità nel tempo.
|
Abstract
The extraction processes of medicinal plants, especially the extraction of essential oils from aromatic plants, generates significant quantities of by-products, consisting of fibrous biomass and hydrolate, with associated issues of waste management and recovery. Therefore, it is urgent to make the entire energy-intensive process sustainable by exploiting all derivatives. These by-products are valuable materials that can be used in the production processes of various substances such as biosorbents, biofuels, biogas production material, etc., and depending on their chemical composition, they can potentially be used for the recovery of bioactive phenolic compounds for pharmaceutical, cosmetic, and food industries use.
The aim of this thesis is the recovery of active substances from biomasses using low environmental impact solvents with high extraction capacities. As an alternative to traditional solvents or mixtures (usually hydroalcoholic-based), eutectic mixtures of natural, non-toxic and low-temperature efficient compounds, known as NADES (Natural Deep Eutectic Solvents), have been studied and developed. The samples considered for the study are plants belonging to the Lamiaceae family, namely Lavandula angustifolia, Lavandula x intermedia, Salvia officinalis, Salvia sclarea, and Salvia rosmarinus, and the Asteraceae family, namely Echinacea purpurea, Helichrysum italicum, Artemisia dracunculus, and Melissa officinalis.
The separation of active substances was carried out using ultrasound, and the obtained extracts were chemically characterized through advanced analytical techniques (GC, HPLC-DAD and HPLC-MS) able to provide all relevant information for the chemical identification of the present molecules, thus predicting their potential functional use. Since the obtained extraction solutions were organic-based, they were subsequently tested for their stability over time and microbiological preservation. Furthermore, experiments were conducted to recover the solvent and make the entire process sustainable. From the data obtained, it is evident that extracts using eutectic solvents have a higher concentration of active substances compared to traditional solvents, and exhibit good long-term stability.
|
