Cresce l’utilizzo delle piante officinali e dei loro oli essenziali in campo farmacologico, cosmetico e alimentare grazie all’interesse sempre maggiore che registrano tra i consumatori italiani.
Un interesse che si è accresciuto durante il periodo della pandemia, in quanto alcuni oli essenziali come eucalipto, limone, chiodi di garofano e melaleuca (tea tree), hanno anche proprietà antibatteriche e antivirali.
Il progetto InSole
In Italia, secondo fonti di Coldiretti, si produce solo il 30% del fabbisogno nazionale di piante officinali. Il restante 70% dipende dalle importazioni dall'estero, in particolare dalla Cina.
È da queste considerazioni che ha preso il via qualche anno fa il progetto InSole, finanziato con le risorse del Psr Sicilia 2014/2022. Il progetto ha l'obiettivo di promuovere la diversificazione colturale e la creazione di nuove filiere a elevato valore aggiunto attraverso la coltivazione di specie officinali con metodi sostenibili e per ottimizzare la produzione quanti-qualitativa di oli essenziali.
Stress idrico controllato per produrre più oli essenziali
Puntare su questo settore significa poter valorizzare numerose essenze balsamiche spontanee e quindi la biodiversità autoctona, di cui la Sicilia è ricchissima.
Tra le piante protagoniste del progetto InSole quelle di rosmarino e lavanda, piante officinali appartenenti alla famiglia botanica delle Lamiaceae, che per loro fama sono delle specie molto rustiche dotate di particolari capacità di adattamento ai diversi ambienti e stress fisiologici.
«Ciò che accomuna tutte le piante officinali è la loro spiccata capacità di produrre principi attivi derivanti dall'attività del metabolismo secondario, quindi in accordo con la teoria dello stress: applicando uno stress fisiologico a una pianta, questa risponde attivando delle difese di tipo chimico producendo metaboliti secondari – spiega Valentina Formica, borsista della Scuola Superiore Sant’Anna – . Nel nostro caso, si applica uno stress idrico tre settimane prima del periodo balsamico (massima concentrazione di principi attivi). La loro reazione, affermando quanto citato dalla teoria dello stress, è stata una produzione più elevata di oli essenziali (ml/g). Tale effetto è più evidente in piante più mature con un'età di due anni».
«Dal punto di vista agronomico – aggiunge l’esperta –, le piante tendono a produrre meno biomassa fresca (g/pianta) nonostante ci sia risparmio sull'input idrico, da qui è evidente come la filiera ha un valore economico potenziale non indifferente perché risparmiando sull'acqua, nonostante le piante si sviluppino meno, si ha una maggiore produzione di olio essenziale che è il prodotto utile d'interesse. Quindi l'efficienza del processo produttivo aumenta risparmiando sulle risorse».
Un reattore chimico per estrarre gli oli
InSole ha sviluppato in questi anni presso l’azienda capofila Florguarino di Scicli, nel ragusano, un prototipo di reattore chimico per l’estrazione di oli essenziali assistita da microonde con l’inserimento di antenna assiale.
L’uso di questa innovativa tecnologia, con limitato impatto ambientale, permette di ottimizzare la qualità degli oli essenziali e minimizzare l’uso di energia.
«Il prototipo a microonde sfrutta l'interazione tra energia elettromagnetica e materia per promuovere un riscaldamento accelerato di molecole polari, come lo sono alcune di quelle contenute negli oli essenziali e nell'acqua di vegetazione presenti nella matrice vegetale delle erbe aromatiche – dichiara Josè Gonzalez Rivera del Cnr-Ino –. Il processo di estrazione avviene senza l'uso di solventi, con applicazione diretta delle microonde all'interno della biomassa mediante l'inserimento di alcune antenne coassiali.
La tecnologia coassiale è un approccio innovativo all'uso delle microonde, nato e sviluppato all'Istituto Nazionale di Ottica del CNR di Pisa, che presenta grandi vantaggi in confronto ad altre metodologie».
Il prototipo
L'estrazione assistita a microonde è già nota da alcuni anni nel campo della chimica verde, con risultati promettenti sia in termini di risparmio energetico che di tempo necessario per l'estrazione e, quindi, di costo finale del prodotto estratto.
I vantaggi dell'uso delle microonde per l'estrazione degli oli essenziali erano stati finora dimostrati solamente in laboratorio. Il prototipo sviluppato con il progetto InSole dimostra invece come, con uno scale-up relativamente semplice, sia possibile estendere questi vantaggi anche a livello di impianto industriale pilota.
«L'attuale prototipo ha una capacità di lavorazione di 65 litri con un contenuto di biomassa fresca dell'ordine di 5-6 kg e un tempo di estrazione che va da 30 a 60 min – precisa il ricercatore del Cnr –. Mediante l'uso di tre generatori a microonde, con la capacità di 1 kW ciascuno, è possibile modulare l'energia emessa e così accorciare il tempo di estrazione e massimizzare la resa di olio recuperato.
Per garantire il recupero totale dell'olio essenziale estratto, il prototipo è stato integrato con una corrente di vapore che viene creata all'interno dello stesso dispositivo.
Naturalmente, è stata posta la massima attenzione alla sicurezza implementando nel prototipo diversi sistemi di controllo atti a garantire l'assenza di fughe di microonde e ad assicurare l'operatività del sistema senza rischi tanto per l'operatore che per il dispositivo».
Più benessere con gli oli essenziali
Sono interessanti le caratteristiche degli oli essenziali ottenuti da piante aromatiche ed endemiche siciliane estratti mediante il prototipo per estrazione assistita a microonde.
Da quanto emerge da uno studio fatto da Celia Duce, professore associato del dipartimento di Chimica dell’Università di Pisa, pare che da queste piante sia possibile estrarre molecole quali geraniolo, timolo, mirtenale, pinene, borneolo con attività antifungina, antivirale, antibatterica, antitumorale, antiossidante e antinfiammatoria.
La resa e la composizione degli oli essenziali dipendono da molti fattori quali specie botanica, età della pianta, periodo di raccolta, modalità di coltivazione e terreno. Si tratta di variabili che vanno controllate attentamente per avere un olio con determinata composizione che si mantenga da lotto a lotto. Infine, i risultati preliminari ottenuti sembrano indicare che non sia necessaria una innaffiatura frequente per ottenere oli con resa maggiore.
