Gli oli essenziali (OE) sono miscele chimiche complesse che industrialmente sono principalmente prodotti mediante le tecniche di idrodistillazione (ID) e corrente di vapore (CV). Negli ultimi anni sono notevolmente aumentati gli studi sugli OE a qualsiasi livello sia nel caso di tecniche estrattive innovative, nella loro analisi chimica e soprattuto nel loro potenziale uso terapeutico.
Tuttavia ancora sono poche le informazioni sul meccanismi di azione degli OE. In questo progetto saranno raccolte diverse informazioni di carattere chimico e biologico di varia natura da un numero elevato di oli essenziali sia ottenuti da piante fresche o essiccate che OE commerciali. Il progetto prevede quindi l'utilizzo di tecniche di intelligenza artificiale o machine learning per elaborare modelli QCAR (quantitaive composition-activity relationships) indirizzati all'identificazione dei componenti chimici maggiormente responsabili degli effetti biologici registrati e anche di quei composti che hanno un effetto anti-sinergico. Come fine ultimo saranno quindi prodotti, analizzati e testati diversi OE sui quali modelli matematici saranno sviluppati al fine di ottenere informazioni per aumentare l'attività biologica e diminuirne la tossicità. Il progetto si basa sulla decennale esperienza del gruppo proponente in tutte le fasi che saranno oggetto dello studio stesso. Infine il progetto è caratterizzato nel suo insieme da un alto livello di interdisciplinarità in cui botanici, chimici analitici, chimici farmaceutici, microbiologi, biochimici e farmacologi saranno coinvolti in un comune interesse.
Gli oli essenziali (OE) sono miscele chimiche complesse che industrialmente sono principalmente prodotti mediante le tecniche di idrodistillazione (ID) e corrente di vapore (CV), tecniche che si differenziano nel fatto che la matrice sia immersa o meno nell'acqua che viene sottoposta a distillazione. Differentemente, in ambito accademico tra le tecniche estrattive per lo studio degli OE, oltre le citate ID e CV, possiamo elencare la ID assistita da ultrasuoni (IDU), la ID assistita da microonde, l'estrazione con fluidi supercritici. A prescindere dalla tecnica utilizzata ancora non esiste una linea guida sulla produzione degli oli essenziali che normalmente con ID e CV sono riportati essere estratti nell'arco di tempo da 1 a 4 ore.
In questa ricerca si propone di ottimizzare la resa di produzione degli oli essenziali sia quantitativamente che qualitativamente effettuando estrazioni sia a tempi diversi che mediante estrazioni frazionate. Ogni campione di olio essenziale sarà monitorato chimicamente mediante GC/MS e biologicamente costituendo così una base di dati peculiare. Lo studio combinato di diverse tecniche e delle estrazioni a tempi diversi e frazionate daranno luogo a numerosi campioni di OE che costituiscono la base e la novità di questa ricerca permettendo di sviluppare delle linee guida sull'estrazione di OE sia di carattere generale che particolari sia per famiglie di piante che per singole piante. Al contempo la disponibilità di numerosi campioni di OE caratterizzati perla loro composizione chimica consentirà di sviluppare delle tecniche di interscambio tra diversi OE caratterizzati da chemiotipi sovrapponibili. Infine la caratterizzazione degli OE con diversi sistemi biologici/chimici (virus, funghi, batteri enzimi, proprietà antiossidanti, genotossicità, ecc) accoppiata alla loro composizione chimica porrà le basi per lo sviluppo iniziale di un database interno che mediante tecniche di machine learning permetterà di individuare i componenti più importanti di ogni OE quasi ad identificare il profilo minimo essenziale per una data attività biologica/chimica.
Questo quadro potrebbe rappresentare un notevole avanzamento delle conoscenze sugli OE permettendo di classificarli in modo dettagliato e rispondere alle necessità di identificare per ogni OE il principale uso terapeutico, non solo in base alla provenienza, come normalmente viene fatto, ma in base a dati sperimentalmente validati.
Tale livello di conoscenza potrebbe rappresentare in un tempo relativamente breve un nuovo strumento per razionalizzare la produzione di miscele di oli essenziali ed inoltre soddisfare le sempre più crescenti richieste dal mondo commerciale per nuovi prodotti di origine naturale. Infine la caratterizzazione chimica, biologica e tossicologica degli OE bene si adatterebbe alle problematiche di dover trovare continuamente composti o miscele alternative a composti che continuamente vengono dichiarati fuorilegge da organismi come il REACH.