Che cosa hanno in comune la corteccia di betulla e la curcuma dorata? A prima vista quasi nulla. Una viene da un albero che cresce nei boschi europei, l'altra da una pianta tropicale che è parte inseparabile della cultura asiatica. Eppure hanno qualcosa in comune – contengono composti naturali che sono diventati oggetto della ricerca scientifica moderna.
Facciamo conoscenza con l'acido betulinico e la curcumina, due sostanze chimicamente diverse dall'origine notevole.
Acido betulinico: un composto raro nascosto nella betulla
La betulla è uno degli alberi più noti della natura europea. La sua caratteristica corteccia bianca contiene una serie di sostanze naturali, tra le quali anche la betulina e l'acido betulinico.
Dietro quel candore c'è proprio la betulina. È una sostanza cristallina bianca che, secondo la letteratura specialistica, costituisce circa il 10-30 % della sostanza secca della corteccia di betulla – da qui quel colore che tutti associano alla betulla. La betulina fu isolata già nel 1788 e rientra tra i composti vegetali descritti più anticamente in assoluto.
L'acido betulinico appartiene ai triterpenoidi pentaciclici, cioè al gruppo di composti organici presenti in natura nel regno vegetale. Dalla betulina si distingue per un solo cambiamento nella struttura: al margine della molecola, al posto di un gruppo alcolico, ha un gruppo carbossilico. Una differenza minima nella formula, ma una chimica del tutto diversa.
Triterpenoidi di questo tipo si trovano in decine di specie vegetali. Tra queste la betulla è interessante soprattutto per l'alta concentrazione che ne contiene la corteccia e per il fatto che di quella corteccia, nell'industria del legno, ce n'è in abbondanza – altrove la stessa sostanza si ricaverebbe da una fonte molto più povera.
Questa molecola interessa i chimici già da diversi decenni, e proprio per la sua struttura: lo scheletro pentaciclico è rigido e porta gruppi ossigenati a entrambe le estremità, per cui si può modificare in modo mirato. È nata così un'intera serie di derivati descritti – più spesso proprio per modifica di quel gruppo carbossilico, oppure dell'ossidrile all'estremità opposta della molecola.
Perché l'acido betulinico ad alta purezza è così costoso?
Ottenere l'acido betulinico ad alta purezza è un processo tecnologicamente impegnativo. Non basta semplicemente lavorare la corteccia di betulla. È necessario separare il composto desiderato dalle altre sostanze naturali e poi purificarlo ripetutamente.
A questo si aggiunge un'altra cosa. Mentre di betulina nella corteccia ce n'è molta, di acido betulinico in sé ce n'è sensibilmente meno. In pratica, quindi, si isola di solito prima la betulina e solo quella viene poi convertita per via chimica – per ossidazione – in acido betulinico. Ogni passaggio di questo tipo ha un costo e riduce un po' la resa.
I moderni procedimenti di estrazione e purificazione permettono di ottenere acido betulinico con una purezza fino al 98 %. In questo caso si tratta di un composto triterpenoide ad alta purezza, non di un comune estratto vegetale grezzo.
È proprio la complessità dell'isolamento, della purificazione e della verifica analitica che può far salire in modo significativo i costi di produzione. Il prezzo finale dipende dalla tecnologia impiegata, dalla resa e dalla purezza richiesta.
Curcumina: il pigmento dorato con una storia millenaria
La curcuma (Curcuma longa) proviene dalle zone tropicali dell'Asia. Il suo rizoma viene utilizzato da secoli come spezia, come colorante naturale e come elemento di pratiche culturali tradizionali.
È interessante il fatto che in natura la curcuma praticamente non si riproduce per semi – è una pianta sterile e si moltiplica dividendo i rizomi. Ogni pianta nel campo è così, in sostanza, la continuazione di quella precedente. La grandissima parte della produzione mondiale viene dall'India.
Dietro il caratteristico colore dal giallo all'arancione della curcuma c'è un gruppo di pigmenti naturali indicati come curcuminoidi. Il più noto di essi è la curcumina; accanto a lei, nel rizoma, si trovano altri due pigmenti affini. Nel settore alimentare questo gruppo di sostanze è registrato con la sigla E100.
Dal punto di vista chimico si tratta di un polifenolo: due nuclei aromatici collegati da un ponte di sette atomi di carbonio. Quel ponte porta due gruppi chetonici, capaci di saltare nella forma enolica e tornare indietro – ed è proprio da questa mobilità che dipendono il colore e il comportamento di tutta la molecola.
La curcumina è interessante anche per le sue proprietà fisico-chimiche. Per esempio si scioglie molto male in acqua e la sua stabilità dipende dall'ambiente in cui si trova. Cambia inoltre colore secondo l'acidità di ciò che la circonda – in ambiente alcalino passa dal giallo al rosso-bruno, cosa che si può sfruttare anche come semplice indicatore.
Da tutto questo deriva anche il modo in cui la curcumina si tratta in pratica. In ambiente acido è relativamente stabile, in ambiente neutro e alcalino si degrada, e alla luce sbiadisce – per questo come colorante si presta per i grassi, le polveri e le salse acide, non per una soluzione acquosa destinata a restare alla luce.
Che cosa hanno in comune le due sostanze?
Anche se l'acido betulinico e la curcumina provengono da fonti naturali diverse e appartengono a gruppi chimici diversi, li uniscono alcune caratteristiche interessanti:
- Entrambi si sciolgono molto male in acqua – sono lipofili, quindi si lavorano nel grasso, nell'alcol o in forma solida, non in soluzione acquosa.
- Entrambi hanno una struttura ben descritta, ma appartengono a gruppi chimici completamente diversi: l'acido betulinico è un triterpenoide, la curcumina un polifenolo.
- Entrambi si ricavano da una parte della pianta che altrimenti è uno scarto o una spezia – dalla corteccia che resta in una segheria e dal rizoma essiccato.
- In nessuno dei due casi la sostanza si trova da sola nella materia prima: accanto all'acido betulinico, nella corteccia c'è la betulina e altri triterpenoidi, accanto alla curcumina due curcuminoidi affini. Il contenuto si determina perciò per via cromatografica.
- Il loro isolamento e la loro purificazione fino a un'alta purezza richiedono procedimenti tecnologici specifici – e sono questi, in entrambi i casi, la parte costosa.
È interessante come fonti naturali così diverse possano contenere composti chimicamente complessi, che aprono ulteriori domande alla scienza moderna.
Dalle materie prime tradizionali ai laboratori moderni
La storia dell'uso della betulla e della curcuma affonda in un passato remoto. La scienza attuale, però, affronta i loro singoli componenti in modo del tutto diverso dalle culture tradizionali.
Grazie ai metodi analitici moderni, per esempio alla cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC), gli esperti possono identificare e quantificare il contenuto di specifiche sostanze chimiche nei campioni esaminati.
Un ruolo importante lo hanno anche la standardizzazione e il controllo della purezza. Permettono di descrivere con più precisione la composizione dei materiali studiati e di confrontare i risultati delle singole analisi di laboratorio.
È però importante distinguere tra i risultati degli esperimenti di laboratorio, la ricerca su modelli animali e gli studi clinici sull'uomo. Questi livelli di ricerca forniscono tipi di informazione diversi e non si possono scambiare automaticamente tra loro.
Ricerca scientifica e indicazioni sulla salute: due cose diverse
Nonostante l'acido betulinico e la curcumina siano oggetto di ricerca scientifica, per l'acido betulinico in sé e per la curcumina in sé nell'Unione europea non sono approvate indicazioni sulla salute che permettano di dichiarare correntemente loro effetti sulla salute nella comunicazione commerciale sugli integratori alimentari.
È una distinzione importante. Uno studio scientifico pubblicato non significa di per sé che i suoi risultati si possano usare come indicazione sulla salute nella presentazione di un alimento o di un integratore alimentare.
La valutazione delle indicazioni sulla salute nell'UE è soggetta a regole stabilite e vengono esaminate, tra l'altro, la qualità e la sufficienza delle prove scientifiche.
La ricerca scientifica e le indicazioni sulla salute consentite dalla normativa rappresentano quindi due ambiti distinti.
La natura continua a sorprendere
La corteccia di betulla e la curcuma sono bellissimi esempi di quanto sia varia la chimica del mondo naturale.
Anche se l'umanità utilizza le piante da millenni, le moderne tecnologie analitiche ci permettono di conoscerne la composizione sempre più in dettaglio.
In entrambe le sostanze, poi, la cosa più interessante è quella proporzione. La materia prima la natura la dà quasi gratis – come corteccia, che in una segheria resta comunque, e come rizoma, che comunque si essicca per farne spezia. Costoso è solo ciò che viene dopo: separare un composto da decine di altri chimicamente simili, purificarlo e dimostrare con un'analisi che è davvero quello e in quale quantità.