Lipidi vegetali, composizione e proprietà

Con il termine lipidi (dal greco “lipos”= grasso) si intende un gruppo eterogeneo di sostanze caratterizzate da spiccata idrofobia, scarsa polarità e bassa volatilità.

I lipidi vegetali si ricavano generalmente dai semi e dalla polpa dei frutti oleosi mediante tecniche estrattive che comprendono metodi meccanici (spremitura, pressatura a freddo) e chimici (estrazione con solventi); essi sono costituiti da una miscela di:

  • esteri triglicerici: esteri della glicerina (alcool a 3 atomi di carbonio con tre gruppi OH) con tre acidi grassi (acidi carbossilici caratterizzati da una lunga catena di carbonio)
  • acidi grassi liberi
  • fosfolipidi: gliceridi che presentano una esterificazione con acido fosforico; sono i principali costituenti delle membrane cellulari
  • frazione insaponificabile: considerata la parte più nobile dei lipidi vegetali, è costituita da una miscela di clorofilla, carotenoidi (come α, β, ϒ-carotene, licopene), xantofille (luteina), tocoferoli (come la vitamine E), idrocarburi ramificati (come lo squalene e il karitene), alcoli triterpenici, steroli e fitosteroli (come colesterolo, eritrodiolo e β-sistosterolo)

Gli acidi grassi sono presenti nei lipidi vegetali nella forma libera solamente in tracce, mentre si trovano prevalentemente nella forma esterificata con il glicerolo nei trigliceridi, o con alcoli a lunga catena contenenti un solo gruppo ossidrilico (alcoli grassi) nelle cere.

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Le cere (esteri non glicerici) sono in genere lineari, mentre oli e burri (esteri triglicerici) sono ramificati e costituiti da un numero variabile di atomi di carbonio e di doppi legami.

In base alla presenza o meno di doppi legami nella catena alifatica gli acidi grassi si classificano in :

  • saturi: senza doppi legami
  • insaturi: con uno o più doppi legami

Gli acidi grassi insaturi possono essere a loro volta suddivisi in:

  • monoinsaturi: un solo doppio legame
  • polinsaturi: due o più doppi legami

Presenza e numero dei doppi legami influiscono sulle caratteristiche dei trigliceridi: data infatti la differente energia nei legami, la temperatura di fusione degli acidi grassi insaturi è inferiore rispetto a quella del corrispondente saturo per cui a temperatura ambiente i trigliceridi composti prevalentemente da acidi grassi saturi sono solidi (burri), mentre quelli composti prevalentemente da acidi grassi insaturi sono liquidi (oli). Gli oli composti prevalentemente da acidi grassi monoinsaturi possono solidificare alle basse temperature (come ad esempio l’olio d’oliva), mentre quelli a prevalenza polinsaturi sono sempre liquidi (come l’olio di lino). Inoltre gli oli con un certo grado di insaturazione, risultano più fluidi e penetranti, meno untuosi e con un tocco più leggero.

STATO FISICO DEI TRIGLICERIDI A TEMPERATURA AMBIENTE BURRI (acidi grassi predominanti saturi): SOLIDI a temperatura ambientele catene si estendono a zig zag e sono tenute insieme da interazioni di Van der Walls
OLI (acidi grassi predominanti insaturi): LIQUIDI a temperatura ambientela configurazione dei doppi legami è sempre CIS per cui le catene insature divergono, impedendo alle molecole di compattarsi saldamente; questo determina il basso punto di fusione e lo stato liquido a temperatura ambiente a prevalenza monoinsaturi: liquidi a temperatura ambiente ma tendenti a solidificare alle basse temperature
a prevalenza polinsaturi: sempre liquidi

Principali acidi grassi presenti in oli e burri vegetali:

I principali acidi grassi che compongono gli oli e i burri vegetali sono solitamente catene di carbonio lunghe dai 12 ai 20 atomi e sono identificati da due numeri che indicano il numero di atomi di carbonio e il numero di doppi legami separati da due punti.

acidi grassi saturi   acidi grassi insaturi serie omega
C8:0 acido caprilico   C16:1 acido palmitoleico  
C10:0 acido caprico   C18:1 acido oleico omega 9
C12:0 acido laurico   C18:2 acido linoleico (CLA) omega 6
C14:0 acido miristico   C18:3 acido gamma linolenico (GLA) omega 6
C16:0 acido palmitico   C18:3 acido alfa linolenico (ALA) omega 3
C18:0 acido stearico   C20:4 acido arachidonico (AA) omega 6

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Fanno parte dei polinsaturi gli acidi grassi essenziali (AGE) così detti perché il nostro organismo non è in grado di sintetizzarli ma deve assumerli con la dieta; comprendono due famiglie con due precursori: l’acido linoleico è il precursore della serie omega 6 (ω6), mentre l’acido alfa linolenico della serie omega 3 (ω3). La distinzione tra omega 3 e omega 6 si riferisce alla posizione del primo doppio legame a partire dal carbonio del gruppo metilico terminale, detto appunto carbonio omega (l’omega è l’ultima lettera del’alfabeto greco): negli omega-6 è tra il sesto ed il settimo atomo di carbonio; negli omega-3, invece, tra il terzo ed il quarto carbonio (sempre a partire dall’estremità metilica).

lipidi vegetali imagine 3Oltre alla composizione chimica, è possibile fare riferimento ad ulteriori dati analitici che, seppur indicativi e variabili, caratterizzano i lipidi vegetali:

  1. Indice di saponificazione (mgKOH/g): quantità di idrossido di potassio (KOH) espressa in milligrammi, richiesta per saponificare un grammo di lipide e neutralizzare gli acidi grassi liberati dalla saponificazione; da un’indicazione del peso molecolare medio, ossia la lunghezza media delle catene degli acidi grassi presenti: quanto più è elevato il valore dell’indice di saponificazione tanto maggiore è la quantità di acidi grassi presenti. Il peso molecolare da anche un’indicazione della polarità del lipide: più corta è la catena degli acidi grassi  maggiore sarà la capacità del lipide di solvatare le molecole polari. 

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  1. Indice di acidità (mg KOH/g): indica la percentuale di acidi grassi liberi contenuta nel lipidein esame, ovvero i mg di KOH necessari a neutralizzare gli acidi liberi presenti in 1 g di lipide; un numero elevato di acidità indica un elevato grado di degradazione.
L’indice di acidità misura il così detto irrancidimento idrolitico: avviene nel frutto ad opera di enzimi (lipasi) che determinano un aumento dell’acidità libera
  1. Indice di iodio (g/100g): quantità di iodio espressa in grammi che può essere fissata, in opportune condizioni, da 100g di sostanza grassa; questo valore è particolarmente importante per gli oli e indica la quantità di doppi legami presenti negli acidi grassi; più elevato è tale valore, maggiore sarà il livello di insaturazione e la tendenza all’ossidazione e all’irrancidimento. Inoltre maggiore è il numero di  di doppi legami, più la molecola è ripiegata su se stessa (quindi spazialmente più corta) e maggiore sarà la polarità del lipide.
  1. Indice di perossidi: si esprime in milliequivalenti di ossigeno attivo per Kg di sostanza grassa ed indica il quantitativo di perossidi (prodotti dell’ autossidazione primaria) presenti nel lipide, che ossidano lo ioduro di potassio. Questo valore fornisce pertanto informazioni sullo stato di conservazione del lipide.
L’indice di perossidi misura il così detto irrancidimento ossidativo: processo di degradazione che avviene nei lipidi ad opera di specifici enzimi (lipossidasi) per azione dell’ossigeno sugli acidi grassi insaturi e che è favorito da fattori esterni quali luce, calore e presenza di metalli. I perossidi sono i prodotti primari dell’ossidazione; aldeidi, chetoni, alcoli sono i prodotti secondari e conferiscono all’olio l’ odore acre e acido tipico dell’irrancidimento.
  1. Frazione insaponificabile: consiste nella porzione estratta con solvente dopo il processo di saponificazione (in quanto non reagisce con l’idrossido di potassio, da qui il termine “insaponificabile”) e rappresenta tutto ciò che in un lipide vegetale non ha natura triglicerica. La frazione insaponificabile contribuisce a conferire al preparato cosmetico proprietà emollienti, seborestitutive, fotoprotettive, cicatrizzanti, decongestionanti, lenitive e riepitelizzanti. Oltre ad avere una certa importanza cosmetica, la frazione in saponificabile contribuisce alla stabilità dei trigliceridi. Generalmente rappresenta circa l’1-2% del totale, la sua composizione varia a seconda del lipide vegetale e comprende:
  • idrocarburi ramificati, come lo squalene (precursore dei fitosteroli e degli alcoli triterpenici e componente del sebo umano) nell’olio di oliva e il karitene nel burro di karitè)
  • alcoli triterpenici: stimolano la produzione di collagene e svolgono un’azione antiossidante; gli oli e i burri con più alta disponibilità di alcoli triterpenici sono olio di Avocado, di Riso, di Oliva e burro di Karitè.
  • fitosteroli: vengono definiti biomimetici perché quando vengono applicati sulla pelle agiscono in modo del tutto simile al colesterolo (a cui somigliano a livello strutturale) contribuendo a fortificare la funzione barriera della cute, a ridurre la perdita di acqua trans epidermica e a fornire protezione alla pelle contro le aggressione ambientali. Sono anche ottimi agenti lenitivi e antinfiammatori grazie alla capacità di stabilizzare le membrane cellulari e di inibire le molecole coinvolte nei processi infiammatori (come i leucotrieni); sono presenti in una specifica quantità e composizione per ogni specie vegetale (nell’olio d’oliva ad esempio prevale il β-sitosterolo).
  • tocoferoli : sono composti che prevengono le reazioni di ossidazione a carico degli acidi grassi e quindi contribuiscono alla stabilità dell’olio nel tempo, ritardandone l’irrancidimento; la protezione dall’ossidazione esercitata dai tocoferoli è dovuta al fatto che questi composti sono facilmente ossidabili per cui catturano i radicali liberi nella fase di propagazione dell’ autossidazione primaria (ossidazione dei composti insaturi), bloccando la produzione a catena di ulteriori radicali.
    I tocoferoli si trovano nell’ olio nella forma alfa, beta e gamma: alfa-tocoferolo (anche noto come vitamina E) è la forma maggiormente presente, rappresentando circa il 90 % del totale dei tocoferoli.
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  • pigmenti: sono composti da clorofille e carotenoidi. I caroteni sono circa ottanta ed hanno colorazione giallo-arancione-rosso. Il più importante di essi è il β-carotene, precursore della vitamina A. I caroteni, così come i tocoferoli, agiscono direttamente sulle molecole di ossigeno, estremamente reattive in presenza di radiazioni solari, riportandole allo stato di quiete e quindi disattivando la produzione a catena di radicali (azione antiossidante).

La clorofilla è una miscela di due sostanze: la clorofilla A di colore verde-blu e la clorofilla B di colore verde-giallo. Le clorofille in presenza di luce si degradano e hanno effetto dannoso sugli acidi grassi perché portano le molecole di ossigeno allo stato di massima reattività scatenandone fenomeni ossidativi; in assenza di luce invece tale azione è inibita e le clorofilla si comportano da antiossidanti in sinergia con le altre sostanze polifenoliche (per questo gli oli vanno conservati in contenitori scuri).

Principali azioni dei lipidi vegetali sulla pelle

  1. Emollienza: può essere definita come la somma della spandibilità e della lubrificazione, ed è responsabile dell’elasticità e della morbidezza cutanea:
  • la spandibilità (o potere di diffusione) consiste nella tendenza di un lipide a diffondersi sulla pelle; il numero di iodio da un’indicazione del potere di diffusione di un lipide in quanto direttamente proporzionale al livello di insaturazione (e quindi alla presenza di un maggior numero di doppi legami) che rendono il lipide più fluido.
  • lubrificazione: la sostanza grassa si colloca fra le lamelle cornee dell’epidermide diminuendo l’attrito interno e permettendo loro di scivolare agevolmente le une sulle altre; la pelle risulta più flessibile, levigata e meno soggetta a screpolarsi; il potere lubrificante dipende dalla viscosità, per cui diminuisce con l’aumentare della percentuale di acidi grassi saturi (le cere, solide a temperatura ambiente, hanno un potere lubrificante molto basso).
  1. Occlusività: riguarda la capacità dei lipidi vegetali di ricostituire il film idrolipidico della pelle interferendo, ritardandola, con la naturale perdita di acqua trans epidermica (TEWL=Trans Epidermal Water Loss) per evaporazione, aumentando di conseguenza la quantità di acqua contenuta nello strato corneo. Questo valore non si riferisce all’occlusione dei dotti come avviene per la comedogenicità; l’occlusione del TEWL costituisce il principale agente di idratazione! Il potere occlusivo è un valore caratteristico per ogni lipide: massimo per gli idrocarburi lineari di derivazione petrolifera, elevato nei burri e nelle cere vegetali per la presenza di una quota considerevole di acidi grassi saturi, da medio alto (oliva, mandorle, macadamia) a medio (girasole) negli oli vegetali in base alla presenza di monoinsaturi e medio basso nei polinsaturi (come l’olio di rosa mosqueta, lino, vinaccioli, e squalano) che, per la presenza di doppi legami nella loro struttura molecolare, assumono una forma ramificata che lascia sulla pelle un film più poroso e meno occlusivo.
  2. Comedogenicità: è legata alla capacità di alcuni grassi non solo di otturare il follicolo sebaceo ma anche di alterare il processo di cheratinizzazione che consiste nel naturale processo di desquamazione dello strato corneo con conseguente rinnovo della pelle; la cheratina si accumula nel follicolo rendendosi visibile come comedone o punto nero. In generale utilizzare un olio puro su pelli predisposte può risultare comedogenico; tuttavia le innumerevoli ricerche effettuate per valutare il potere comedogenico dei vari lipidi (vegetali e non) hanno fornito dati controversi e non lineari; per quanto riguarda il cosmetico finito, la presenza di un ingrediente potenzialmente comedogenico non rende il cosmetico stesso comedogenico; in tal senso sarà la formulazione nel suo complesso, il tipo e la percentuale dei grassi contenuti a determinare la tipologia di prodotto oltre a fattori individuali legati al tipo di pelle su cui viene applicato.

 

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