Kateřina Svobodová: Fascinující svět aromatických rostlin I. (Amazing Aromatic Plants)

Přestože by se mohla věnovat své zahrádce, rodině a odpočinku, souhlasila s tím, že pro nás napíše seriál věnovaný aromaterapii a bude se tak podílet na vzdělávání široké veřejnosti v oblasti aromaterapie. Poznatky ze své letité praxe vědecké pracovnice specializované na aromatické rostliny vetkala spolu se svým mužem do těchto řádků… Ve své praxi působila převážně v Glasgow University, publikovala v odborných časopisech, přednášela na mezinárodních konferencích… A svou kariéru zvládla i se dvěma dětmi a navzdory jazykové bariéře.

Kateřina Svobodová Brooker spolu se svým mužem Johnem Brooker pro vás připravili 15dílný seriál z tajuplného a fascinujícího světa aromatických rostlin. Začtěte se do 1. dílu u šálku odpoledního čaje, ať si ho náležitě vychutnáte. (For english version scroll down)

Úvod do éterických olejů – díl I.

Dějiny éterických olejů

Aromatické látky pocházející z rostlinných a zvířecích zdrojů byly známé ve staré Číně, Indii a Egyptě tisíce let před nástupem křesťanství. Féničané přiváželi na Západ kadidlo z Arábie, z Číny kafr a z Indie skořici. Řekové a Římané parfémovali své víno růží a fialkou a připravovali velké množství aromatických léků. Ale teprve až poté, co velcí arabští vědci ve středověku popsali proces destilace, mohli lidé na Západě začít esenciální oleje (EO) používat systematicky. Benátské obchodní lodě přivážely do svých paláců všechny možné druhy koření z Asie a Indie: pepř, skořici, kafr, muškátový oříšek, hřebíček a mnoho rozličných pryskyřic.

Původ a využití éterických olejů

Podle zákona jsou EO definovány jako těkavé oleje získané destilací z jakékoliv části rostliny nebo stromu: z listů, květů, semen, plodů, stonků, kůry, kořenů, mechů či lišejníků. Některé EO a jejich deriváty jsou také získány živočišného původu: ambra, pižmo, cibet a kastor. V současné době se EO používají v mnoha průmyslových odvětvích. V parfumerii se používají různé tradiční recepty, např. eau de cologne, které obsahují bergamot, pomeranč, citron, rozmarýn, levanduli, neroli a růži.

Mezi největší odvětví využívající EO patří kosmetika a výroba toaletních potřeb. Suroviny nakupují agenti z celého světa a značné zásoby velmi drahých a běžnějších olejů jsou drženy různými společnostmi a prodávány pro maloobchod. Úspěšná parfemace kosmetiky je výsledkem intenzivního specializovaného výzkumu, protože parfémy musí být uznány za bezpečné pro lidské zdraví. Nabídka kosmetiky se neustále rozšiřuje a s ní i náročnost a pravidla bezpečnosti její přípravy.

Farmaceutické výrobky také obsahují mnoho EO, ať už coby účinnou látku nebo jako prostředek k překrytí nepříjemných pachů či chutí. Mnoho druhů rostlin obsahujících EO je testováno jako možné zdroje nových léků, a to jak v lidské medicíně, tak pro veterinární použití. Jiné komodity, které obsahují EO, jsou například různé čaje, mnoho výrobků v potravinářském a nápojovém průmyslu, tabák na žvýkání a kouření, laky a leštidla, deodoranty, insekticidy a pesticidy.

Počet druhů rostlin, které produkují EO, je obtížné přesně odhadnout, ale jedná se přibližně o 500 druhů, včetně jednoletých, dvouletých, celoročních a trvalých bylin, stálezelených a opadavých keřů a stromů z mnoha různých zeměpisných lokalit. K zavedení správného systematického popisu stávajících i nových druhů rostlin využíváme anatomii, embryologii, palynologii, chemii, morfologii i DNA analýzy.

Vzdělávejte se v aromaterapii s námi! Seriál pro vás publikujeme zcela zdarma díky laskavé podpoře firmy Saloos.

Přirozená funkce éterických olejů v rostlinách

Produkce EO v rostlinách se považuje za adaptační strategii rostliny: mezi jejich funkce patří ochrana před býložravými zvířaty a hmyzem, interakce s mikroorganismy během růstu rostlin a při rozkladových procesech, antiperspirační působení, vliv na hořlavé ekosystémy ve středozemním a australském porostu, opylování (hmyzem, netopýry, ptáky a savci), prevence buněčného poškození při vysokých teplotách a UV záření.

Fyzická přítomnost trichomů může odradit býložravce, napomáhat opylovačům a má vliv na teplotu listů, ztrátu vody, skladování a vylučování soli.

Biosyntéza éterických olejů

Sekreční struktury šalvěje (secretory structures of sage)

Esenciální oleje v rostlinách vznikají ve zvláštních sekrečních strukturách, které jsou rozděleny do dvou hlavních skupin: ty, které se vyskytují na povrchu rostliny a vylučují látky přímo na vnější straně (exogenní sekrece), a ty uvnitř rostliny, které vylučují látky do specializovaných mezibuněčných prostorů (endogenní sekrece).

Velikost, tvar a počet sekrečních buněk se liší druh od druhu. Například v Rosa sp. to je 0,075 % (v/w), v Accacia 0,084 % (v/w) a v jasmínu 0,02 až 0,05 % (v/w). Jiné rostlinné druhy produkují mnohem vyšší množství EO; tymián může obsahovat 2–4 % (v/w), speciální typ oregana 6-8 % (v/w) a hřebíček 12 % (v/w). (Pozn. redakce v/w = volume/weight, objem získaného EO na váhu destilované hmoty)

Esenciální oleje jsou složité směsi, které obsahují 60 až 500 chemických složek. Existuje několik způsobů extrakce éterického oleje ze suroviny: destilace, extrakce CO2 (nebo jinými plyny), extrakce rozpouštědlem, enfleurage, macerace nebo exprese (forma přímého fyzického stlačení).

Biosyntéza éterických olejů je stejně komplexní a zahrnuje dvě hlavní biosyntetické cesty: cestu mevalonové kyseliny a cestu deoxyxylulose fosfátu. Enzymy nezbytné pro biosyntézu byly izolovány, mnoho genů spojených s jednotlivými kroky bylo objasněno a syntetická výroba jednotlivých složek je dnes běžnou průmyslovou praxí.

© Kateřina Svobodová, Kouzlo vůní

Přečtěte si další část seriálu

Kateřina Svobodová Brooker (BSc Hons, PhD)

Kateřina Svobodová – Brooker & John Brooker

Po emigraci do Britanie pracovala na katedře botaniky Glasgow University a udělala doktorát na Farmaceutické Fakultě se specializací na rostlinnou biochemii a využití přírodních produktů. Jako jedna z prvních byla zodpovědná za výzkum aromatických rostlin z hlediska botaniky, fyziologie, biochemie a biotechnologie, zkoumat aromatické rostliny byl její sen, za kterým si šla celou svoji kariéru.

Publikovala v odborných časopisech (přes 100 odborných a popularních článků) a měla přes 70 odborných přispěvků na mezinarodních konferencích – v Evropě, Israeli, Japonsku, Koreji, Brazilii a USA. Pracovala jako editorka pro CAB Abstracts on Aromatic and Medicinal Plants (Commonwealth Agriculture Bureau) a též jako poradce ve výboru BHTA (British Herb Trade Association).

Aktuálně žije po většinu roku v ČR a aktivně zde vyučuje při Asociaci českých aromaterapeutů. Je vdaná a má 2 syny, kteří žijí v zahraničí. Při psaní seriálu jí vypomáhá i její manžel John Brooker.

 

Autorkou článku je Kateřina Svobodová, předmluva: Michaela Lusílija Makulová, korektury: Soňa Nováková, foto: Wikimedia Commons (titulní foto), archiv Kateřiny Svobodové.

Partnerem seriálu pro rok 2018 je firma Saloos. Díky této laskavé podpoře vám seriál přinášíme zcela zdarma.

Introduction to essential oils – part I.

History of Essential Oils

Aromatic substances derived from the plant and animal kingdoms were known in ancient China, India and Egypt thousands of years before the Christian era. The Phoenicians shipped to the West odorous gums from Arabia, camphor from China and cinnamon from India. Greeks and Romans perfumed their wines with roses and violets and prepared a large number of aromatic medicines. But it was not until the great Arab scientists of the Middle Ages wrote about distillation that systematic uses of essential oils could begin in the West.  The Venetian merchant fleets brought to their palaces all the spices from Asia and India: pepper, cinnamon, camphor, nutmeg, clove and many tree gums.

Origin and Uses of Essential Oils

By definition, EO are volatile oils derived by distillation from any part of the plant or tree: leaves, flowers, seeds, fruits, stem, bark, roots, mosses, lichens.  Some EO and their derivatives are also obtained from animals: ambergris, musk, civet and castor. Nowadays essential oils (EO) are used widely in many industries. Perfumery has various traditional classic recipes, such as for eau de cologne, that include bergamot, orange, lemon, rosemary, lavender, neroli and rose.  Cosmetics and toiletries form the largest sector that uses EO. Raw material is purchased by agents from all over the world and substantial stocks both of very expensive and more common oils are held by various companies and resold for retail. Successful perfuming of cosmetics is the result of intensive and specialized research, because the perfumes have to be classified as safe for human use. The list of cosmetics grows and so does the complexity of their preparations and safety rules.

Pharmaceutical products also contain many EO, either as an active part of the medicinal compounds, or to mask unpleasant odors or tastes. Many EO containing plants are screened as sources of new drugs, both for human and veterinary uses. Other commodities that contain EO are, for example, various teas, many products in the food and drink industries, snuff and smoking tobacco, varnishes and polishes, deodorizing agents, insecticides and pesticides.

The number of plant species that produce EO is difficult to estimate accurately, but it is probably in the region of 500 species, including annual, biennial and perennial herbaceous plants, evergreen and deciduous shrubs and trees from a wide range of habitats and geographical locations. Anatomy, embryology, palynology, chemistry, morphology and DNA fingerprinting all contribute to the complex task of establishing a correct systematic description of both existing and new plant species.

Natural Role of Essential Oils in Plants

The production of EO in plants has been considered to be an adaptive strategy of a plant: protection from herbivorous animals and insects, interaction  with microorganisms during plant growth and in the decomposition processes,  anti-transpirant action, contribution to the flammability in Mediterranean and Australian ecosystems,  healing of plant wounds, the attraction of pollinators and fruit dispersal agents (insects, bats, birds and mammals), prevention of cellular damage at high temperatures and from UV light. The physical presence of trichomes may deter herbivores, guide the path of pollinators and have an effect on leaf temperature, water loss, salt storage and exclusion.

Biosynthesis of Essential Oils

Essential oils are produced in plants in special secretory structures that are divided into two main groups: those that occur on the plant epidermis and secret substances directly to the outside (exogenous secretion) and those within the plant, secreting substances into specialized intercellular spaces (endogenous secretion). Size, shape and distribution of the cells are characteristic of a given species. The amount of EO in these structures differs widely, for example in the Rosa sp. it is 0.075% (v/w), in Acacia 0.084 % (v/w) and in jasmine  0.02 – 0.05% (v/w). Other plant species produce much higher amounts of EO; thyme can produce between 2-4% (v/w), a special oregano type 6-8% (v/w), and clove 12 % (v/w).

Essential oils are complex mixtures, comprising anything from 60 – 500 chemical constituents and there are several methods of extraction of EO from raw material, including distillation, CO2 (or other gases) extraction, solvent extraction, enfleurage, maceration or expression (a form of direct physical squeezing).  Their biosynthesis is equally complex, involving two major biosynthetic pathways: the mevalonic acid pathway and the deoxyxylulose phosphate pathway. The enzymes necessary for biosynthesis have been isolated, many genes connected with individual steps have been elucidated and synthetic production of individual constituents is now common industrial practice.

© Kateřina Svobodová, Kouzlo vůní