Αιθέριο έλαιο

Αιθέρια έλαια είναι πτητικές ουσίες που απομονώνονται μέσω μιας διεργασίας, όπως η απόσταξη, από ένα αρωματικό φυτό ενός συγκεκριμένου φυτικού είδους. Το αιθέριο έλαιο φέρει, συνήθως, το όνομα του φυτικού είδους από το οποίο έχει προκύψει, π.χ. ριγανέλαιο.

 Γενικά 
Τα αιθέρια έλαια - πτητικά έλαια, έχουν φυτική προέλευση και χαρακτηρίζονται από διακριτική μυρωδιά και κάποιο μέτρο αντίδρασης ως προς την υδρόλυση. Από χημική άποψη είναι κυρίως τερπένια. Κάποια αιθέρια έλαια αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από ένα συστατικό.Gooch, J.W. (2011) ESSENTIAL OILS| In Encyclopedic Dictionary of Polymers (Second Edition) (Editor-in-Chief: Shahidi F., ed) Springer Science+Business Media
Στα αιθέρια έλαια τα κυριότερα συστατικά τους ανήκουν στην κατηγορία των τερπενίων, που συντίθενται συνήθως κατά το βιοσυνθετικό μονοπάτι του μεβαλονικού οξέος ή στην κατηγορία των αρωματικών ενώσεων (του φαινυλοπροπενίου) που παράγονται συνήθως στο βιοσυνθετικό μονοπάτι του σικιμικού οξέος.Grassmann, J. and Elstner, E. F. (2003) ESSENTIAL OILS | properties and uses. In Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition) (Editor-in-Chief: Benjamin Caballero, ed) Oxford: Academic Press.
Τα μέρη του φυτού στα οποία συγκεντρώνονται κατά κύριο λόγο τα αιθέρια έλαια είναι ειδικά κύτταρα, που λειτουργούν ως φυσικοί αποθηκευτικοί χώροι για το φυτό και ονομάζονται ελαιογόνοι αδένες. Οι οικογένειες των φυτών που κυρίως περιέχουν αιθέρια έλαια είναι: Σελινοειδή/Σκιαδοφόρα (Apiaceae/Umbelliferae), Αστεροειδή/Σύνθετα (Asteraceae/Compositae), Λαμιοειδή/Χειλανθή (Lamiaceae/Labiateae), Δαφνοειδή (Lauraceae), Μυρτοειδή (Myrtaceae), Πευκοειδή (Pinaceae) και Ρυτοειδή (Rutaceae).Κοκκίνη, Σ. (2008-2009). Φυτικά Προϊόντα Βιολογικώς Δραστικά. Φαρμακευτικά – Αρωματικά Φυτά. Πανεπιστημιακό Τυπογραφείο. Θεσσαλονίκη.

 Γιατί λέγονται αιθέρια; 

Λέγονται αιθέρια γιατί είναι πτητικά, δηλαδή εξατμίζονται γρήγορα σε αντίθεση με τα συνθετικά αρώματα ή τα φυτικά έλαια.

 Φυσικές ιδιότητες 

Τα αιθέρια έλαια βρίσκονται σε υγρή μορφή, σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, αλλά γίνονται πτητικά σε θερμοκρασίες βρασμού (μεταξύ 50 – 320 ºC). Λόγω της πτητικότητας τους έχουν χαρακτηριστικό άρωμα. Η πλειονότητα των αιθερίων ελαίων είναι σχεδόν άχρωμα και έχουν υψηλό δείκτη διάθλασης, με εξαίρεση το αιθέριο έλαιο της αρτεμισίας. Είναι διαλυτά στους περισσότερους οργανικούς διαλύτες αλλά έχουν πολύ μικρή διαλυτότητα στο νερό. Επίσης έχουν χαμηλότερη πυκνότητα από το νερό γεγονός που επιτρέπει το διαχωρισμό τους κατά την υδροαπόσταξη, με εξαίρεση τα αιθέρια έλαια της κανέλας, του γαρύφαλλου κ.α.

 Χημική ποικιλότητα 
Τα αιθέρια έλαια χαρακτηρίζονται από ευρεία χημική ποικιλότητα. Συγκεκριμένα, περιέχουν πτητικά συστατικά κατά 85-99%, τα οποία είναι ένα μίγμα από τερπενικές, τερπενοειδείς και άλλες αρωματικές και αλειφατικές ενώσεις. Τα τερπένια έχουν ως βάση μία αλυσίδα πενταμερούς άνθρακα (C5), το ισοπρένιο και χωρίζονται σε μονοτερπένια (ΜΤ) (C10) και σεσκιτερπένια (C15).Paul W. Paré and James H. Tumlinson Plant Volatiles as a Defense against Insect Herbivores Plant Physiology 1999 121: 325-332. Τα μονοτερπένια είναι το πιο σύνηθες συστατικό των αιθέριων ελαίων και ορισμένες φορές συνεισφέρουν έως και 90% στη συνολική σύσταση τους. Τα ΜΤ μπορούν να χωριστούν στις υποκατηγορίες ΜΤ υδρογονάνθρακες, MT αλκοόλες, MT κετόνες κ.α. Γνωστά αιθέρια έλαια που ανήκουν στην κατηγορία των ΜΤ υδρογονανθράκων είναι το πινένιο και το λιμονένιο που βρίσκονται σε μεγάλες συγκεντρώσεις στην οικογένεια των κωνοφόρων και στην οικογένεια των εσπεριδοειδών, στις MT αλκοόλες ανήκουν η γερανιόλη, η λιναλόλη και η βορνεόλη, ενώ χαρακτηριστικά παραδείγματα ΜΤ κετονών είναι η καμφορά και η θουγιόνη. Τα σεσκιτερπένια απαντώνται κυρίως στις οικογένειες Zingiberaceae και Asteraceae. Παράδειγμα σεσκιτερπενίου είναι το β - εποξείδιο του καρυοφυλλενίου που βρίσκεται στο αιθέριο έλαιο του γαρύφαλλου και του φασκόμηλου. Υπάρχουν πάνω από 1.000 μονοτερπένια και πιθανόν 3.000 σεσκιτερπένια που έχουν προσδιοριστεί μέχρι στιγμής.. Τέλος, σε μικρότερο ποσοστό στα αιθέρια έλαια συμμετέχουν οι αρωματικές ενώσεις της ομάδας του φαινυλοπροπανίου. Τυπικά μέλη αυτής της ομάδας είναι οι κουμαρίνες στις οποίες ανήκουν οι ενώσεις ανηθόλη ή εστραγκόλ που βρίσκονται στην οικογένεια Apiaceae και Rutaceae'. Άλλες τυπικές αρωματικές είναι η ευγενόλη και η βανιλίνη.

 Παράγοντες που την επηρεάζουν 
Η χημική ταυτότητα των αρωματικών φυτών – αυτοφυών ή καλλιεργούμενων προσδιορίζεται από :
 την ποσότητα του αιθερίου ελαίου που παράγουν (απόδοση σε αιθέριο έλαιο : ml/100gr ξηρού βάρους φυτού)
 από την ποιοτική και ποσοτική σύσταση αιθερίων ελαίων (δηλαδή το είδος των ενώσεων που συνιστούν το αιθέριο έλαιο και την εκατοστιαία συμμετοχή τους)

Και οι δύο παράμετροι ποικίλουν τόσο στα αυτοφυή όσο και στα καλλιεργούμενα αρωματικά φυτά ως προς : 
 τα διαφορετικά τμήματα των φυτών που παράγουν αιθέριο έλαιο. Συνήθως τα άνθη και τα φύλλα παράγουν τις μεγαλύτερες ποσότητες ενώ οι βλαστοί τη μικρότερη
 την εποχή συλλογής (εποχική ποικιλότητα). Όσο αφορά στην ποσότητα, κυρίως συνδέεται με τη φάση ανάπτυξης του φυτού, π.χ. το φασκόμηλο παράγει διπλάσια ποσότητα αιθέριου ελαίου κατά το καλοκαίρι από την άνοιξη που είναι η εποχή ανθοφορίας του. Αλλά και η σύστασή τους διαφοροποιείται κατά τη διάρκεια του έτους
 τη γεωγραφική κλιματική ποικιλότητα. Μεγάλος βαθμός ποικιλότητας έχει καταγραφεί στους αυτοφυείς πληθυσμούς των αρωματικών φυτών ανάλογα με την περιοχή εξάπλωσής τους.Kokkini, S., Karousou, R. and Vokou, D. (1994) Pattern of geographic variation of origanum vulgare trichomes and essential oil content in greece. Biochem. Syst. Ecol., 22, 517-528.

 Βιολογική δραστικότητα 
Σημαντική είναι η βιολογική δράση των αιθέριων ελαίων ως αλληλοπαθητικών δραστικών ουσιών, απωθητικών ή ως προσελκυστικών στην φυτοπαθογόνο/φυτοφάγο αλληλεπίδραση. Παρατηρήθηκε ότι γύρω από αρωματικά φυτά, όπως ένα είδος φασκόμηλου (Ελελίφασκος ο λευκόφυλλος - Salvia  leucophylla Greene) και η Αρτεμισία (Αρτεμισία η καλιφορνική - Artemisia californica Less.) δε φύτρωναν ετήσια φυτά σε διάμετρο 90 cm, ενώ σε απόσταση 2-6m η παρουσία τους ήταν περιορισμένη. Εξαιτίας αυτού του φαινομένου βρέθηκε ότι πτητικά συστατικά (πτητικά τερπένια όπως η κινεόλη, η καμφορά, το πινένιο και η θουγιόνη) που απελευθερώνονται από τα φυτικά είδη δρουν ως αναστολείς της φύτρωσης στο εγγύς περιβάλλον των φυτών. Τα τερπενοειδή εκπέμπονται κατά τη διάρκεια θερμών περιόδων και συμπυκνώνονται στην επιφάνεια του εδάφους γύρω από τα φυτικά είδη.Dudai, N., Poljakoff-Mayber, A., Mayer, A. M., Putievsky, E. and Lerner, H. R. (1999) Essential oils as allelochemicals and their potential use as bioherbicides. J. Chem. Ecol., 25, 1079-1089.

Μία ακόμη δράση που έχει παρατηρηθεί αφορά στην άμυνα και στην επούλωση πληγών σε είδη κωνοφόρων δέντρων. Σε συνδυασμό με τις ρητίνες που εκκρίνουν τα κωνοφόρα σε περίπτωση τραυματισμού, συντελούν στην επούλωση της πληγής και επομένως στην πρόληψη της εισόδου σε παθογόνους παράγοντες.

Επιπλέον πτητικά μονοτερπένια που εκκρίνονται κατά τη διάρκεια φυτοφάγου δραστηριότητας ή δραστηριότητας εντόμων λειτουργούν ως αποτρεπτικά ή αντιβιοτικά για τα φυτά, αλλά επίσης μπορούν να δράσουν και ως οδηγός για θηρευτές (π.χ. παρασιτικές σφήκες).

Φυτά σε ακραία περιβάλλοντα συχνά πρέπει να αντεπεξέλθουν σε ακραίες θερμοκρασίες. Η σύνδεση μεταξύ συγκέντρωσης ισοπρενίου (τερπένιο) και θερμοαντοχής οδήγησε στην εικασία ότι αυτά τα συστατικά αυξάνουν την αντοχή στη θερμότητα αλληλεπιδρώντας με τις μεμβράνες των φυτών. Μία παρόμοια δράση εικάζεται και για τις φυσιολογικές και φαρμακολογικές λειτουργίες στον άνθρωπο. Στη γεωπονική επιστήμη έχουν ήδη πρακτική εφαρμογή ως προαγωγοί της άνθησης, νηματωδοκτόνα κ.α.

Μέσα από τη διαδικασία της φυσικής επιλογής τα φυσικά προϊόντα διαθέτουν μία μοναδική και συντριπτική χημική ποικιλότητα και έχουν εξελιχθεί διαθέτοντας άριστη αλληλεπίδραση με τα βιολογικά μακρομόρια. Χάρη στην ποικιλότητα και την εξειδίκευση τα φυσικά προϊόντα παρουσιάζουν τεράστιες δυνατότητες ως ρυθμιστές μοριακών λειτουργιών, γεγονός που τα καθιστά βασική πηγή για την ανακάλυψη φαρμάκων και την παροχή σχεδιαστικών προτύπων για την κατασκευή συνθετικών μορίων.Hong, J. (2011) Role of natural product diversity in chemical biology. Curr. Opin. Chem. Biol., 15, 350-354. Χαρακτηριστικό παράδειγμα φυτικού είδους που συνέβαλε στην καταπολέμηση της παιδικής λευχαιμίας είναι ο Καθάρανθος ο ροδόχρους -Catharanthus roseus (L.)G. Don. Ενώ όσον αφορά τον τομέα των τροφίμων η χρήση των αιθερίων ελαίων ως συντηρητικών τροφίμων και φυσικών αντιοξειδωτικών ήταν διαδεδομένη παραδοσιακά στην τοπική κουζίνα και αξιοποιείται από τη βιομηχανία τροφίμων σήμερα.Steflitsch, W. and Steflitsch, M. (2008) Clinical aromatherapy. J. Men's Health, 5, 74-85.

 Κύριες θεραπευτικές ιδιότητες των αιθερίων ελαίων Αντισηπτικές, αντιβακτηριακές, αντιικές, αντιμυκητικές Επουλωτικές Αναλγητικές, αντιφλεγμονώδεις, αντιτοξικές, υπεραιμικές Χαλαρωτικές, κατασταλτικές, αντικαταθλιπτικές Σπασμολυτικές, χωνευτικές, διουρητικές Ανοσοδιεγερτικές, ορμονικές Εντομοκτόνες, απωθητικές Αποχρεμπτικές Αποσμητικές
(Steflitsch & Steflitsch, 2008)

 Ταξινόμηση 
Η σύσταση των αιθερίων ελαίων αρωματικών φυτών (χημική ποικιλότητα) σχετίζεται με το περιβάλλον στο οποίο φύονται τα φυτά και συνδέεται συνήθως με κάποιο μορφολογικό χαρακτηριστικό. Είναι δυνατό η ποιοτική και ποσοτική σύσταση του αιθέριου ελαίου ενός φυτικού είδους να είναι τόσο χαρακτηριστική που να χρησιμοποιηθεί για ταξινόμηση τόσο ως προς το είδος όσο και προς το υποείδος.
Χαρακτηριστικό παράδειγμα διάκρισης υποείδους μέσω του αιθερίου ελαίου είναι η περίπτωση της ρίγανης (Origanum vulgare) που χωρίζεται σε τρία υποείδη ssp. hirtum, ssp.vulgare, ssp.viridulum. Εκ των οποίων το πρώτο (Origanum vulgare ssp. hirtum'') είναι γνωστό ως ελληνική ρίγανη και έχει μεγάλη εμπορική αξία λόγω της περιεκτικότητας σε καρβακρόλη (σε ορισμένες περιπτώσεις φτάνει μέχρι το 8%, μεγαλύτερη τιμή που έχει αναφερθεί σε αιθέρια έλαια) που δίνει το χαρακτηριστικό άρωμα.

 Παραλαβή αιθέριων ελαίων 
Ανάλογα με το είδος του φυτικού υλικού, την περιεκτικότητα σε αιθέρια έλαια, τη σύσταση και την οικονομική αξία χρησιμοποιούνται διαφορετικές μέθοδοι παραλαβής αιθέριων ελαίων.

Η πιο διαδεδομένη μέθοδος είναι η απόσταξη η οποία διακρίνεται σε τρεις κύριες κατηγορίες: 
 απόσταξη με νερό (υδροαπόσταξη)
 απόσταξη με νερό και ατμό
 απόσταξη με υδρατμούς (η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται συχνά από τη βιομηχανία)

Όταν η πρώτη ύλη είναι άνθη (γιασεμί, υάκινθος, βιολέτα) συνήθως 
χρησιμοποιείται η τεχνική της εκχύλισης για την παραλαβή των αιθέριων ελαίων ενώ για ξηρούς καρπούς και το φλοιό των εσπεριδοειδών η σύνθλιψη.

Για τον εργαστηριακό έλεγχο της συνολικής περιεκτικότητας αιθέριων ελαίων σε μικρές ποσότητες αρωματικών φυτών χρησιμοποιείται υάλινη συσκευή τύπου Clevenger.

 Εμπορική αξία 
Η τελευταία καταγραφή, εν έτει 2008, κάνει λόγο για 2000 φυτικά είδη τα οποία παράγουν αιθέρια έλαια. Παρ'όλη τη χημική και βιολογική ποικιλότητα το 80% της παγκόσμιας αγοράς των αιθέριων ελαίων καταλαμβάνουν 10 καλλιέργειες αρωματικών φυτών και το υπόλοιπο 20% καταλαμβάνουν 150 καλλιέργειες αρωματικών φυτών. Ενώ οι κύριοι παραγωγοί είναι η Βραζιλία, η Κίνα, η Ινδία, το Μεξικό, η Γουατεμάλα και Ινδονησία, οι βασικοί καταναλωτές είναι οι ΗΠΑ, η δυτική Ευρώπη και η Ιαπωνία. Η προβλεπόμενη ετήσια αύξηση της αγοράς των αιθέριων ελαίων καθώς και οι μεγάλες ποσότητες που παράγονται από περιορισμένο αριθμό φυτών, αποδεικνύουν την οικονομική δυνατότητα των αρωματικών φυτών ως ανερχόμενες καλλιέργειες.

Παραπομπές

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

Τι είναι τα αιθέρια έλαια; Οφέλη και πως τα χρησιμοποιούμε