ΦΥΤΙΚΕΣ ΥΛΕΣ

Η χλωρίδα παρέχει σημαντικές κατηγορίες και είδη, εξαιρετικά αξιοποιήσιμα, είτε άμεσα, με τη μορφή προϊόντων, είτε έμμεσα, με τη μορφή χημικών ενώσεων, πολύτιμων για την παραγωγή άλλων προϊόντων. Η παρουσίαση ορισμένων από τα σημαντικότερα είδη συμβάλλει στην ανάδειξη της σημασίας τους και επαναφέρει στο προσκήνιο ξεχασμένες δυνατότητες αξιοποίησής τους. Ενδεικτικές κατηγορίες αυτών των υλών είναι:

Φυτικές ρητίνες

Ο ορισμός της ονομασίας «ρητίνη» δεν είναι σαφής. Ονομάζονται έτσι φυσικές οργανικές ύλες, που προέρχονται από τον πολυμερισμό των πολυσακχαριτών, όπως το άμυλο και η κυτταρίνη. Αποτελούνται από μακρομόρια, είναι δηλαδή φυτικά πολυμερή. Είναι ύλες στερεές ή υγρές, κολλώδεις, μη κρυσταλλικές, διαφανείς ή θολές, συνήθως χρώματος κίτρινου – καφέ. Διαλύονται σε οργανικά διαλυτικά (έλαια, αλκοόλες, βενζίνη), όχι όμως στο νερό.

Οι φυτικές ρητίνες διακρίνονται σε:

• Πρόσφατες, ρητίνες των ζωντανών δέντρων, όπως  τερπεντίνες, κολοφώνιο, σανδαράχη, βάλσαμα, μαστίχη. Εκκρίνονται από τα φυτά κυρίως για να αναπληρώσουν διακοπές της συνέχειας του φλοιού τους. Περιέχουν σημαντικές ποσότητες αιθέριων ελαίων, αρωματικών πτητικών ενώσεων, που εξατμίζονται κατά τη διαδικασία σκλήρυνσης του νέου φλοιού. Μπορούν να προκαλέσουν αλλεργίες, κατά την επαφή τους με το δέρμα και τα μάτια ή κατά την εισπνοή. Σε μεγάλες ποσότητες προσβάλλουν το κεντρικό νευρικό σύστημα (πονοκέφαλοι, κόπωση, δυσκολία συγκέντρωσης). Προσβάλουν επίσης τους υδρόβιους οργανισμούς.
• Ημιορυκτές, από δέντρα παλαιότερων γεωλογικών περιόδων, όπως το κοπάλ.
• Ορυκτές, απολιθωμένες ρητίνες, όπως το ήλεκτρο (κεχριμπάρι).
•  

Συλλογή ρητίνης

Ημιορυκτές και ορυκτές φυτικές ρητίνες

Οι σημαντικότερες ρητίνες των δέντρων είναι η κυτταρίνη (40 – 50% του ξύλου) και η λιγνίνη (20% του ξύλου). Η κυτταρίνη είναι το πιο διαδεδομένο φυτικό πολυμερές και η πιο συνηθισμένη οργανική χημική ένωση.

Φυτικές ρητίνες

Φυτικά έλαια

Τα φυτικά έλαια διατηρούνται σε θερμοκρασία δωματίου σε υγρή κατάσταση και ονομάζονται λιπαρά έλαια. Είναι πολύ σημαντική πηγή ενέργειας για τους ζωντανούς οργανισμούς. Έχουν επίσης σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή και ευρύτατες εφαρμογές στον κτηριακό τομέα.

Πολλά φυτικά έλαια περιέχουν σημαντικό ποσοστό αιθέριων ελαίων. Τα αιθέρια έλαια διεισδύουν στο αίμα, εξαιτίας της πολύ λεπτής μοριακής τους δομής, διαμέσου του δέρματος, των βλεννογόνων, της αναπνοής και του πεπτικού συστήματος και φτάνουν μέχρι τον εγκέφαλο. Μπορούν να επηρεάσουν τα συναισθήματα, το νευρικό, το ορμονικό και το ανοσοποιητικό σύστημα. Η  αρωματοθεραπεία αξιοποιεί αυτή τους την ιδιότητα. Μπορούν όμως να προκαλέσουν και αλλεργίες. Σε μεγάλες ποσότητες προσβάλλουν το κεντρικό νευρικό σύστημα (πονοκέφαλοι, κόπωση, δυσκολία συγκέντρωσης). Προσβάλουν επίσης τους υδρόβιους οργανισμούς.

Φυτικά έλαια

Φυτικές κόλλες

Οι κόλλες είναι υλικά που παρεμβάλλονται μεταξύ δύο επιφανειών και τις συνδέουν αναπτύσσοντας δυνάμεις πρόσφυσης και συνοχής.

Η αρχαιότερη κόλλα, που παρασκευάστηκε από τους ανθρώπους, ήδη πριν από 220.000 χρόνια (Νεάντερνταλ) και εξακολουθεί να παρασκευάζεται, είναι φυτική πίσσα, από τη ξηρή, αεροστεγή απόσταξη του φλοιού της σημύδας.

Ως συγκολλητικά υλικά χρησιμοποιούνται και οι φυτικές ρητίνες καθώς και ορισμένα φυτικά έλαια.Η έρευνα για την παραγωγή φυτικών συγκολλητικών υλικών αναπτύσσεται, ιδιαίτερα στον τομέα της παρασκευής καθαρών προϊόντων ξύλου.

Φυτικές κόλλες

Φυτικά γαλακτώματα

Τα γαλακτώματα είναι ρευστές ύλες, που αποτελούνται από δύο ομοιογενώς αναμεμιγμένα υλικά, χωρίς η ανάμιξή τους να είναι εμφανής (όπως το γάλα).

Τα γαλακτώματα είναι ασταθή συστήματα με ορισμένο χρόνο ζωής, μετά από τον οποίο αποσυντίθενται στα συστατικά τους. Για τη σταθεροποίησή τους είναι αναγκαία η προσθήκη γαλακτοποιητών.

Το φυσικό καουτσούκ είναι το σημαντικότερο φυτικό γαλάκτωμα (λατέξ), προέρχεται από το καουτσουκόδεντρο και είναι γνωστό από το 1600 π. Χ.. Η γουταπέρκα είναι επίσης ένας τύπος φυτικού καουτσούκ, με διαφορετικές ιδιότητες.

Η έλλειψη πηγών φυτικού καουτσούκ στη διάρκεια των δύο παγκόσμιων πολέμων, ιδιαίτερα το δεύτερο, οδήγησε, πρώτα στη Γερμανία, στην παραγωγή συνθετικού καουτσούκ  στυρόλιου – βουταδιένιου. Ακολούθησαν τα πολυμερή ακριλονιτρίλιου – βουταδιένιου , πολυχλωροβουταδιένιου, πολυισοπρένιου, χλωροπρένιου  κ.ά.

Τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των συνθετικών καουτσούκ είναι αντίστοιχα με αυτά του φυτικού. Διαφέρουν οι ιδιότητες τους, που αφορούν την υγεία και το περιβάλλον. Το φυτικό καουτσούκ είναι ακίνδυνο ενώ τα συνθετικά μπορεί να είναι επικίνδυνα στην παραγωγή και τη χρήση τους, ιδιαίτερα όταν τα πολυμερή τους είναι ασταθή.

Φυτικά γαλακτώματα

Φυτικοί εστέρες

Οι εστέρες είναι ύλες που προέρχονται από την αντίδραση οξέων με αλκοόλες, με διάσπαση του νερού.

Διαλύονται δύσκολα στο νερό, και έχουν μικρότερο ειδικό βάρος από αυτό. Χρησιμεύουν ως αρωματικές ύλες ως διαλυτικά και ως στιλβωτικά. Έχουν επίσης θεραπευτικές ιδιότητες, παυσίπονες, αντιφλεγμονώδεις και αντιπυρετικές. Όμως οι ατμοί τους έχουν ναρκωτική δράση και σε μεγάλη συγκέντρωση, ερεθίζουν το αναπνευστικό σύστημα.

Οι εστέρες της φορβόλης, που περιέχονται στο χυμό του ευφόρβιου (γαλατσίδας) θεραπεύουν πληγές, όμως, σε μεγάλες ποσότητες, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρά δερματικά εγκαύματα, γαστρεντερίτιδα και καρκίνο.

Φυτικοί εστέρες

Φυτικά πληρωτικά – διογκωτικά

Πληρωτικά ή διογκωτικά είναι τα υλικά που προστίθενται στα διάφορα μείγματα για να αυξήσουν τον όγκο τους, χωρίς συνήθως να τροποποιούν τις βασικές τους ιδιότητες. Χρησιμοποιούνται στην παραγωγή χαρτιού, συνθετικών υλικών, ελαστομερών, χρωμάτων και βερνικιών, συγκολλητικών και στεγανωτικών υλικών, ακόμη και στη βιομηχανία τροφίμων.

Φυτικά πληρωτικά – διογκωτικά

Φυτικές χρωστικές

Χρωστικές ουσίες φυτικής προέλευσης χρησιμοποιήθηκαν για χιλιάδες χρόνια, σε βαφές υφασμάτων, νημάτων, δερμάτων, αντικειμένων, κατασκευών, καθώς και στην τυπογραφία και τις καλές τέχνες, ιδιαίτερα τη ζωγραφική και την κεραμική. Η παρασκευή χρωμάτων εξειδικευμένη τέχνη με τρείς κυρίως κλάδους: Την ανακάλυψη πηγών και συνταγών χρωστικών, τη διαδικασία παρασκευής τους και τη σταθεροποίηση των χρωμάτων.

Το φάσμα των πηγών και συνταγών διευρύνονταν διαρκώς με την αξιοποίηση και το συνδυασμό τοπικών φυτών και με την εφευρετικότητα του κάθε νοικοκυριού, εργαστήριου και τόπου. Η παρασκευή χρωμάτων και η βαφική ήταν όμως δύσκολη δουλειά, που απαιτούσε γνώση, ακρίβεια, κόπο και ταυτόχρονα προκαλούσε ρύπανση και συχνά δυσάρεστες οσμές.

Η παραγωγή συνθετικών χρωμάτων και βαφών άρχισε στα μέσα του 19^ου αιώνα. Στη διάρκεια του 20^ου αιώνα οι φυσικές χρωστικές εγκαταλείφθηκαν εντελώς. Οι χιλιάδες συνθετικές χρωστικές έχουν πολύ καλύτερες αντοχές και χαμηλότερο κόστος. Παράγονται όμως, σχεδόν όλες, από προϊόντα του πετρελαίου και έχουν πολύ υψηλό κόστος για το περιβάλλον και την υγεία. Ορισμένες παράγουν εξαιρετικά τοξικά υποπροϊόντα (όπως π.χ. ανιλίνες ή νιτροβενζόλιο) ή απόβλητα (όπως θειικό οξύ ή ενώσεις υδραργύρου).

Πάνω από το 50% των συνθετικών χρωστικών είναι αζωχρωστικές (Γνωμοδότηση 52000AC0597 της Οικονομικής και Κοινωνικής Επιτροπής της ΕΕ, για τη χρήση επικίνδυνων ουσιών και παρασκευασμάτων). Οι υπόλοιπες είναι πολυκυκλικές συνθετικές ενώσεις.

Φυτικές χρωστικές, που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα

Άνθη κρόκου

Αιματόξυλο

Άνθη κουρκουμά

Ως σταθεροποιητές των χρωστικών (προστύμματα) μπορούν να χρησιμοποιηθούν:

• Παραδοσιακά: στύψη,  ποτάσα, τρυγία, αλάτι, ξύδι, στάχτη ξύλων, καπνιά τζακιού, ούρα προβάτων και αγελάδων, ασβεστόνερο, άσπρουγας, μαλλόρουπος (το απόπλυμα από το πλύσιμο του μαλλιού των προβάτων), ξινισμένο γάλα, αποπλύματα της σκάφης του ζυμωτού, πίτουρα, όξινοι χυμοί φρούτων, αγουρίδες, ρίζες λάπαθου, καρποί και μέρη φυτών που περιέχουν τανίνες όπως ρόδι, βάτος, βελανίδια κα., που είναι ακίνδυνα υλικά.
• Από τα μέσα του 18ου αιώνα και μετά:  θειικό οξύ, χλωριούχο ασβέστιο, ενώσεις χρωμίου, οξείδιο του μαγγανίου, νίτρο, αρσενικό, αμμωνιακά άλατα, θειικά άλατα, θειικός χαλκός, που είναι επικίνδυνα υλικά και ορισμένα από αυτά εξαιρετικά τοξικά.

Φυτικές αλκοόλες

Η αιθανόλη (αιθυλική αλκοόλη) είναι η πιο διαδεδομένη φυτική αλκοόλη, το οινόπνευμα. Είναι συστατικό όλων των αλκοολούχων ποτών (κρασί, τσίπουρο, μπύρα, λικέρ κ.ά.). Είναι διαφανής σε θερμοκρασία δωματίου, ελαφρά εύφλεκτη, με ιδιάζουσα οσμή και γεύση.

Η γλυκερίνη προέρχεται από την υδρόλυση τριγλυκεριδίων (λίπη).

Η ζύμωση της ζάχαρης, καθώς και η απόσταξη των χυμών διαφόρων καρπών για την παραγωγή  αιθανόλης, είναι από τις παλαιότερα γνωστές βιοχημικές διαδικασίες.

Στις αρχές του 19^ου αιώνα παρασκευάστηκε για πρώτη φορά συνθετική αιθυλική αλκοόλη από αιθένιο.

Οι συνθετικές αλκοόλες παράγονται με καταλυτική οξείδωση αλκενίων (αιθένιο > αιθενόλη, προπένιο > 1-προπεν-2-όλη) ή υδρόλυση αλκανίων  (αιθάνιο > αιθανόλη, μεθάνιο > μεθανόλη = ξυλόπνευμα, προπάνιο > προπανόλη), των βασικών υδρογονανθράκων του πετρελαίου. Αποτελούν τη βάση παραγωγής αλδεΰδων και κετόνων.

Φυτικές αλκοόλες

Φυτικά οξέα

Τα οξέα είναι, από χημική άποψη, ενώσεις μορίων που μπορούν να μεταβιβάσουν πρωτόνια ή ιόντα σε μόρια άλλων  χημικών ενώσεων, είναι δηλαδή πρωτονιοδότες. Μεταβιβάζουν, σε υδατικά διαλύματα, πρωτόνια στο νερό, μειώνοντας την οξύτητά τους. Αντιδρούν με τις βάσεις (πρωτονιοδέκτες) σχηματίζοντας νερό και άλατα. Οι βάσεις ουδετεροποιούν τον όξινο χαρακτήρα τους.

Τα οξέα μπορούν να έχουν στερεά, υγρή και αέρια μορφή. Έχουν έντονα ξυνή γεύση και ερεθιστική δράση. Χωρίζονται σε οργανικά και ανόργανα. Η χημική βιομηχανία παράγει σήμερα πολύ μεγάλο φάσμα οργανικών και ανόργανων οξέων.

Το ξύδι είναι το πρώτο γνωστό στον άνθρωπο οξύ. Είναι διάλυμα περίπου 5 % οξικού οξέως σε νερό.

Οι χυμοί των φρούτων  περιέχουν μεγάλες ποσότητες φυτικών οξέων.

Φυτικά οξέα

Φυτικά λιπαρά οξέα

Τα φυτικά λιπαρά οξέα προέρχονται από την υδρόλυση των φυτικών ελαίων και λιπών. Διακρίνονται σε κορεσμένα και ακόρεστα. Η κατανάλωση ακόρεστων λιπαρών οξέων, κυρίως από φυτικά έλαια, είναι ευεργετική για την υγεία. Τα ω-3 (α-λινολενικό οξύ) και ω-6 (λινελαϊκό οξύ) ονομάζονται απαραίτητα λιπαρά οξέα, που πρέπει να λαμβάνονται με τη διατροφή.

Η βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων των φυτών γίνεται στους χλωροπλάστες των φύλλων και στα προπλαστίδια των ριζών και των σπόρων.

Φυτικά λιπαρά οξέα

Καρποί σόγιας (σογιέλαιο)
(του Benjamin Klack  / pixelio.de)