Chimica delle piante e tecniche di estrazione

La branca della chimica che studia i composti chimici presenti nelle piante (metaboliti secondari).

Composti chimici prodotti dalle piante, non essenziali per la vita della pianta stessa, ma spesso con proprietà medicinali o altre utili all'uomo.

Un tipo di metabolita secondario con proprietà chimiche simili a quelle di una base (alcali).

Frequentemente isolati in piccole quantità, richiedendo grandi quantità di pianta di partenza e tecniche avanzate di estrazione.

Tecnica di separazione dei composti chimici in un estratto complesso, fondamentale per identificare i metaboliti secondari nelle piante.

Conoscere la struttura chimica di un metabolita secondario è fondamentale per comprenderne le sue proprietà e possibili usi.

Il metodo era descrittivo, basato sull'estrazione e isolamento di composti dalle piante, non sempre associati a una conoscenza della loro struttura.

Per comprendere la struttura dei metaboliti secondari, si è resa necessaria la conoscenza delle tecniche e delle strumentazioni analitiche per determinare le strutture chimiche.

Tecnica per separare composti in un estratto usando solventi e colonne.

Identificare le proprietà chimiche di un composto.

La quantità necessaria di sostanza per iniziare un processo.

Metodo di purificazione che sfrutta la diversa solubilità dei composti.

Tecnica avanzata per separare e identificare i composti in un campione.

Strumenti e tecniche utilizzate per determinare la composizione di un campione.

Metodi e strategie di analisi per comprendere il campione in esame

Meno materiale di partenza necessario per analisi approfondite rispetto al passato

Ipotesi che descrivono il possibile percorso biosintetico di un precursore verso un prodotto finale.

Processo biochimico che descrive la trasformazione di un precursore in un prodotto finale, spiegando i passaggi e i fattori coinvolti.

Sintesi chimiche che imitano in laboratorio i processi biosintetici che avvengono nelle piante.

Molecole che contengono isotopi radioattivi o stabili per tracciare un percorso metabolico o la localizzazione di un composto.

Tecnica per localizzare un enzima specifico all'interno di una cellula utilizzando anticorpi marcati.

Enzimi che catalizzano le reazioni che producono metaboliti secondari, spesso presenti in basse concentrazioni.

Il metabolismo primario è essenziale per la vita della pianta, mentre il metabolismo secondario produce composti non essenziali ma utili per interazioni con l'ambiente.

Quando il prodotto di una reazione enzimatica inibisce l'enzima stesso, regolando la sua attività.

Separare e purificare una singola molecola di interesse da un campione complesso, legandola a un ligando specifico attaccato alla fase stazionaria.

Molecola che si lega specificamente alla sostanza da purificare, di solito un anticorpo che riconosce un particolare antigene.

Due tipi: cromatografia su strato sottile (TLC) e cromatografia su carta (PC).

Il campione viene depositato su una piastra con uno strato sottile di fase stazionaria. Il solvente sale per capillarità e separa i componenti del campione in base alla loro affinità per la fase stazionaria.

I componenti del campione vengono separati sulla piastra in base alla loro affinità per la fase stazionaria, con i composti più affini che rimangono più in basso.

La produzione di composti di difesa da parte di una pianta in risposta ad un attacco, biotico o abiotico.

Composti preformati che hanno funzioni strutturali e metaboliche nella difesa contro i patogeni.

Composti inducibili prodotti in maggiore quantità quando la pianta è attaccata.

I metaboliti secondari sono prodotti a basso volume e ad alto valore, mentre i metaboliti primari sono prodotti ad alto volume e a basso valore.

I metaboliti secondari vengono suddivisi in due classi: con azoto e senza azoto.

I fenoli sono i composti principalmente rappresentati nelle piante utilizzate nell'integrazione alimentare e negli alimenti.

Le molecole dei fenoli sono molto diverse tra loro, sia per struttura che per attività.

L'estrazione di composti chimici da piante fresche è importante per preservare la loro integrità e la concentrazione dei metaboliti desiderati. Ad esempio, gli oli essenziali sono molto delicati e la loro qualità può diminuire rapidamente dopo la raccolta.

L'essiccazione è spesso necessaria per preservare il materiale vegetale e facilitare l'estrazione dei composti. Tuttavia, l'essiccazione può alterare la struttura e la composizione chimica del materiale vegetale, quindi è importante scegliere il metodo di essiccazione appropriato per ogni pianta.

Quando si sminuzza il materiale vegetale per l'estrazione, bisogna fare attenzione al pH. La rottura delle cellule può liberare acidi organici che possono abbassare il pH dell'estratto.

Esistono diverse tecniche di estrazione utilizzate per ottenere composti chimici dalle piante. Tra queste, si trovano la spremitura, la centrifugazione e l'en eurage.

L'en eurage è una tecnica di estrazione che utilizza un grasso animale per assorbire gli oli essenziali. Questa tecnica è specifica per alcune piante come le specie floreali.