Поняття ефірних масел
Ефірні масла являють собою суміші запашних речовин, що відносяться до різних класів органічних сполук, переважно до терпеноїдам, рідше ароматичним або алифатическим з'єднанням.
Назва обумовлено фізичними властивостями: це маслянисті рідини, які при нанесенні на папір залишають масну пляму, вони летучи (пляма з паперу з часом зникає без залишку).
Термін "ефірні масла" з'явився в середині XVIII століття. Він явно неточний, але зберігся до теперішнього часу в багатьох країнах.
Ефірні масла - це завжди суміші речовин. Виділено понад 1000 компонентів ефірних масел. Це різні типи вуглеводнів, в тому числі спирти, кетони, кислоти, складні ефіри, лактони.
Класифікація ефірних масел
Ефірні масла класифікують за основними, цінним, головним компонентам. Ці компоненти визначають фармакологічний ефект і часто є носіями запаху масла.
Компонентний склад ефірних масел
Ефірні масла складаються з хімічних груп і окремих хімічних елементів. Первинні елементи, відповідальні за функцію ефірного масла, - вуглець, водень, кисень. Кисень - головний елемент ефірного масла.
Компоненти ефірних масел представлені різними сполуками, які можна розташувати в наступному порядку по їх бактерицидної активності: феноли, альдегіди, спирти, ефіри, кислоти.
Найбільш біологічно активні компоненти ефірних масел - спирти, альдегіди, кетони, феноли; найменш активні - вуглеводні. Для квіткових рослин характерний синтез кисневмісних похідних монотерпенов, спиртів, кетонів, складних ефірів, оксидів, що володіють високою біологічною активністю.
Кислоти, спирти, альдегіди та ін. Є вихідними продуктами освіти ряду біологічно активних речовин або проміжних продуктів на шляху їх синтезу.
Характерні компоненти ефірних масел - терпеноїди.
Деякі з них здійснюють окислювально-відновні процеси, регулюють активність генів рослин, беруть участь у фотохімічних реакціях, поглинаючи світлову енергію, яка йде на біосинтез компонентів ефірних масел. Терпеноїди мають хроматоформной системою, можуть поглинати променисту енергію і брати участь у фотохімічних реакціях. У зв'язку з цим висловлюється припущення, що рослини за рахунок світлової енергії активують атмосферний кисень. Такі терпеноїди, як
линалоол, гераніол, фарнезол
будучи пов'язаними з іншими хімічними структурами, входять в різні біокаталітичні системи. Деякі терпеноїди є попередниками феромонів.
Вуглецеві ланцюга гераниола, ліналоола, нералідола і фарнезола є ключовими проміжними продуктами на шляху біосинтезу таких біологічно активних речовин, як стероїдні гормони, ферменти, антиоксиданти, вітаміни D, Е, К, жовчні кислоти.
Азулен - компонент ефірних масел: м'ятного, евкаліптової, ромашки і ін. Це речовини синього, фіолетового, рідше зеленого кольору. В оліях вони знаходяться у вигляді проазуленов або азуленогенов; мають протиалергічну, антіфлогіческім, бактеріостатичну, протизапальну дію, здатні підвищувати лейкоцитоз, уповільнюють згортання крові. Азуленовий з'єднання беруть участь у фотохімічних реакціях. Крім того, вони мають жарознижувальну, протиспастичних, протипухлинну активність.
Окремі компоненти ЕМ (Енола) входять до складу биокаталитических систем, здійснюючи окислювально-відновні процеси.
Такі сполуки як:
тимол, евгенол, анетол
та ін. мають схожість структур з відомими активаторами біоенергії. Біосинтез компонентів ефірних масел супроводжується витратою великої кількості хімічної енергії на кожну молекулу.
Синтез компонентів ефірної олії з вихідних напівпродуктів контролюється ферментами, спрямованість освіти яких запрограмована в молекулярній структурі ДНК.
Таким чином, компоненти ефірної олії є або вихідними продуктами освіти багатьох біологічно активних речовин, або проміжними продуктами на шляху їх біосинтезу.
Залежно від компонентного складу ефірних масел Р.М.Гаттерфоссе розділив їх на 7 груп: ЕМ, що містять специфічні терпенові спирти і відповідні ефіри (1-я група), специфічні альдегіди (2-я), специфічні кетони (3-я), специфічні лактони (4-я), специфічні феноли (5-я), специфічні оксиди (6-я) і ЕМ, що містять специфічні терпени (7-я група).
Отже, кожен вид ЕМ має свій, характерний тільки для нього компонентний склад. Він дуже складний і постійно збільшується в зв'язку з удосконаленням методів дослідження. Так, в ефірному маслі герані визначено близько 300 компонентів, в ефірних маслах троянди, бергамоту, лимона, мандарина, апельсина - близько 500 компонентів в кожному. Деякі ефірні масла містять до 800 компонентів, при цьому зазвичай переважає один з них. На частку багатьох компонентів доводиться одна десята, сота і навіть тисячна відсотка, але деякі з них грають певну роль у формуванні запаху і біологічної активності.
Фізичні та хімічні властивості
Ефірні масла - це безбарвні або пофарбовані рідини. Наприклад: ефірне масло аїру болотного жовтувате, ромашки та деревію - синє, чебрецю - червоне, кориці - коричневе.
Запах і смак ефірних масел специфічний.
Більшість ефірних масел легше води і лише деякі них має щільність більше одиниці (масло гвоздики і кориці).
Ефірні масла мало або практично нерозчинні в воді. При збовтуванні з водою утворюють емульсії, надають воді запах і смак. Ефірні масла розчиняються в жирних (соняшникова і ін.) І мінеральних (вазелінове) маслах, спирті, ефірі та інших органічних розчинниках.
Температура кипіння ефірних масел зазвичай коливається від 140 ° С до 26о ° С, причому фракція монотерпенов кипить при 150-190 ° С, фракція сеськвітерпенов - при 230-300 ° С.
Ефірні масла оптично активні.
Реакція масел нейтральна або кисле.
Ефірні масла перегоняются з водяною парою, причому монотерпени перегоняются добре, сесквітерпени - важче.
При охолодженні ефірних масел деякі компоненти викристалізовуються (анетол, ментол, тимол, камфора). Тверду частину ефірного масла називають стеароптен, рідку частину - елеоптен.
Компоненти ефірних масел легко вступають в реакції окислення, ізомеризації, полімеризації; по подвійних зв'язках легко гідрогенізіруются, гидратируются, приєднують галогени, кисень, сірку; дають реакції, характерні для їх функціональних груп.
Локалізація ефірних масел в рослинах
Є два основні варіанти локалізації (розподілу) ефірних масел в рослини:
1 - ефірне масло знаходиться в розчиненому або емульгованому стані в протоплазмі або клітинному соку, воно дифузно розсіяно по всіх клітках тканин.
NB! Позірна суперечність: ефірне масло нерастворимо або мало розчинні у воді. У рослинах компоненти ефірної олії утворюють комплексні сполуки з полісахаридами. Комплекси розчинні у воді і відносно стійкі.
2 - ефірне масло відділяється від протоплазми і виділяється у вигляді секрету:
- на епідерміс у вигляді плям,
- в міжклітинний простір,
- в спеціальні видільні освіти.
Поширення ефіроносів в рослинному світі
Рослини, що містять ефірні масла (ефіроноси), широко представлені в світовій флорі. Особливо багаті ефірними маслами рослини тропіків і сухих субтропіків. 44% від числа рослин-ефіроносів доводиться на ці зони.
У розподілі рослин простежується тенденція:
з просуванням на південь збільшується число ефіроносів;
на півдні в рослинах-ефіроносів більше накопичується ефірного масла.
Це пояснюється тим, що висока сонячна радіація і сухість повітря зменшують тиск в межклетниках тканин ефіроносів, кисень повітря з працею проникає в тканини, знижується білковий обмін, вуглеводний синтез і збільшується синтез терпенів.
Рослини тропіків і субтропіків на території Росії в дикому вигляді не ростуть і не можуть культивуватися в відкритому грунті (лимон, апельсин, мандарин, камфорний лавр). Їх культивують в країнах ближнього зарубіжжя: Середньої Азії, в Грузії, Азербайджані. Виняток становлять евкаліпти - їх вирощують на Чорноморському узбережжі Краснодарського краю.
У медичній практиці використовують рослини Середземномор'я (аніс, коріандр, фенхель, чебрець, шавлія). Їх культивують в Краснодарському краї Росії і в країнах ближнього зарубіжжя: Молдавії, Україні, в тому числі в Криму. Рослини сімейства селерових культивують і в центральних чорноземних областях Росії (Воронезької, Білгородської).
Ефіроноси зустрічаються в помірному кліматі: в зонах лісової, лісостепової, степової. На півночі їх менше, ніж на півдні. У тундрової зоні з ефіроносів зростає лише багно болотний, а в лісостеповій - материнка, чебрець, оман, аїр, гмін, хміль і багато інших.
Методи виділення (отримання) ефірних масел з рослинної сировини
Ефірні масла можуть бути використані як самостійні лікарські засоби. Для цього їх виділяють з рослинної сировини. Цю операцію зазвичай називають "отриманням" ефірних масел, тобто отримують як самостійний продукт.
Метод отримання ефірного масла залежить від кількості, складу, властивостей ефірного масла і від морфолого-анатоніческіх особливостей сировини.
1. Якщо міститься порівняно багато ефірного масла в сировину і масло термостабільне, то використовують метод гідродістілляціі. розрізняють:
а) метод перегонки з водою;
б) метод перегонки з водяною парою;
в) метод перегонки з водяною парою при підвищеному тиску;
г) метод перегонки з водяною парою при зниженому тиску.
Апаратура використовується періодичного або безперервної дії.
2. Якщо компоненти ефірної олії термолабільни і піддаються деструкції при гідродістілляціі, то використовують метод екстрагування. розрізняють:
а) екстракція низкокипящим розчинниками (етиловий ефір, хлористий метил, петролейний ефір, ацетон і ін.);
б) екстракція зрідженим газом (пропан, бутан, вуглекислота);
в) екстракція жирами:
- мацерація квіткового сировини жирним маслом з нагріванням і без нього;
- анфлераж - виділяється ефірне масло з свіжозібраного сировини (переважно з квіток) поглинається сорбентами (тверді високоякісні жири або активоване вугілля).
З 1 т пелюсток троянди отримують методом анфлеражу 700 г ефірної олії.
3. Якщо ефірну олію знаходиться в великих кількостях в великих умістищах (наприклад, в околоплоднике цитрусових), то використовують метод пресування або вичавлювання, тобто механічний спосіб.
Отримані сирі ефірні масла можуть піддаватися різним технологічним переробкам. Для поліпшення якості ефірної олії проводять його очищення, видаляючи з нього деякі небажані з'єднання. Ця очищення проводиться перегонкою масла при зниженому тиску і називається вакуум-ректифікацією. У разі видалення моно- і / або сесквітерпенових вуглеводнів такий процес може називатися «детерпенізації». Іноді відганяють легколетучие компоненти (жирні альдегіди, сульфіди), що володіють неприємним запахом. Варіантом ректифікації може бути повторна перегонка ефірного масла з водяною парою. З промислових ефірних масел ректифікації обов'язково піддаються евкаліптова і м'ятна ефірні масла. Ряд ефірних масел (іланг-іланг) піддають вакуумній ректифікації для отримання 5-6 фракцій різного хімічного складу, які використовують у виробах різної якості.
Крім того, м'ятна олія невисокої якості піддають виморожування для отримання збагаченого ментолу, який йде для ароматизації медичних препаратів і технічних виробів.
Технологічні відходи і їх суміші застосовуються як дешеві замінники ефірних масел або просто як дешеві ароматичні композиції.
Найбільш часто лікарські засоби на основі ефірно-олійної сировини використовують для лікування захворювань шлунково-кишкового тракту, печінки, верхніх дихальних шляхів і серцево-судинної системи.
Фармакологічна дія залежить:
- від складу ефірної олії;
- від супутніх йому біологічно активних речовин (флавоноїдів, тритерпенових кислот, дубильних речовин, полісахаридів і ін.);
- від місця введення ефірного масла (шкіра, слизові, відповідний орган);
- від місця виведення ефірного масла (кишечник, нирки, печінку, верхні дихальні шляхи).
Наприклад: наявність фенольних сполук у складі ефірних масел визначає, як правило, антисептичну дію. Супутні речовини - флавоноїди сприяють спазмолітичній дії, а дубильні речовини - в'язкому, антисептичному, протизапальну.
При зовнішньому застосуванні окремі компоненти ефірних масел подразнюють шкіру і слизові. Використовують у вигляді мазі, лінімент, спиртових розчинів, а при хворобах носа і горла - у вигляді інгаляцій.
Дія основних і другорядних компонентів ЕМ визначається в сумації або потенціювання ефекту, тобто спільна дія компонентів значно більшими і сильнішими, ніж дія кожного з них окремо.
Так, ментол при нанесенні на слизові оболонки або втиранні в шкіру подразнює нервові закінчення, викликає відчуття холоду і поколювання. Це відволікаючий засіб при невралгіях ( "меновазин") і мігрені ( "ментоловий олівець"). Роздратування холодових рецепторів призводить до звуження поверхневих кровоносних судин (в разі нежитю зменшуються виділення з носа - "бороментол") і до рефлекторному розширенню судин внутрішніх органів, в тому числі коронарних (полегшуються болю при стенокардії - препарат "валідол").
При прийомі всередину ефірні масла всмоктуються в шлунково-кишковому тракті і потім виділяються через бронхи, нирки, печінку, дратуючи їх. наприклад:
Ментол, подразнюючи рецептори слизової шлунка і кишечника, викликає посилення перистальтики.
Терпінеол з ефірного масла ялівцю дратує нирки, підсилює фільтрацію в ниркових клубочках, гальмує зворотну резорбцію іонів Na і Сl в звивистих канальцях нирок, отже, має сечогінну дію.
Анетол з ефірного масла анісу і фенхелю виділяється через бронхи, сприяє посиленню секреції слизових оболонок трахеї, гортані, бронхів, розпушення запальних нальотів, розрідженню мокротиння, підвищення активності миготливого епітелію дихальних шляхів, отже, прискорює евакуацію мокротиння і, крім того, рефлекторно збуджує дихання ( "грудної еліксир", "нашатирно-анісові краплі").
Ефірні масла і їх компоненти легко проходять через епітелій капілярів, вони вільно долають плаценту, найнадійніший біологічний бар'єр.
За допомогою транспортних молекул-носіїв, які знаходяться в біологічних мембранах, молекули ароматичних речовин проникають через клітинні мембрани і взаємодіють з рецепторами внутрішньоклітинних біологічних комплексів: ДНК, РНК, генів. Вони взаємодіють з ферментної, ендокринної, імунної та іншими системами.
Ефірні масла гиперемиро слизові оболонки і підвищують секреторну функцію бронхів (при інгаляціях і при прийомі всередину) лише в малих дозах. У великих концентраціях ефірні масла викликають згущення секрету, внаслідок чого виникає сухість і першіння в горлі. Тому передозування недопустима.
Можливі й інші небажані ефекти і побічні дії. наприклад:
При передозуванні лікарських засобів чебрецю і чебрецю розвивається нудота. Протипоказані препарати при вагітності, декомпенсації серцевої діяльності, хворобах печінки і нирок.
Використання ментолу, для лікування дітей раннього віку - до року - протипоказано, тому що можливі рефлекторне пригнічення і зупинка дихання.
Великі дози ефірного масла ромашки аптечної викликають головний біль і загальну слабкість.
Передозування препаратами валеріани викликає сонливість, почуття пригніченості, гноблення, зниження працездатності; тривале застосування призводить до розладу роботи шлунково-кишкового тракту.
Ефірні масла і ефірно-олійна сировина використовують в ліках не тільки як лікарські засоби, а й як коригуючі речовини: для поліпшення і зміни смаку і запаху (наприклад: ментол). Евгенол - компонент ефірних масел базиліка евгенольний, гвоздичної - є стимулятором розмноження клітин, тимол - компонент ефірних масел монарди, ажгона - має дуже високу бактерицидну активність широкого спектра дії. На його основі створено живильне середовище для диференціації мікробів.
При ароматерапії ефірні масла необхідно використовувати в тому компонентний склад, в якому вони були отримані з рослин, оскільки кожен компонент ефірної олії грає свою певну роль, а весь компонентний склад в цілому створює гармонію запахів і визначає його цілющі властивості, гармонію тіла і душі, здоров'я .