Piante aromatiche per la conservazione dei Beni Culturali

di Franco Palla
  • 22 December 2021

La famiglia delle Lamiaceae, cui appartengono piante aromatiche presenti in numerosi ecosistemi naturali, comprende oltre duecento generi e diverse migliaia di specie, molte delle quali possiedono molecole bioattive nelle loro parti aeree, soprattutto foglie e fiori, utilizzate da decenni in campo alimentare, cosmetico, farmaceutico e medico. In particolare, oli essenziali ed estratti idroalcolici sono ampiamente utilizzati per la loro spiccata azione antibatterica, antimicotica, antiossidante, antivirale, grazie alla presenza di complesse miscele di composti alifatici, aromatici e terpenici, che svolgono un importante ruolo nell'interazione pianta-pianta e nell'attrazione degli impollinatori. Considerando l’attività antimicrobica (e insetto-repellenza), la ridotta tossicità e l’eco-compatibilità, estratti da piante aromatiche sono utilizzati in agricoltura, conservazione degli alimenti, industrie del legno. Proprio la sicurezza ambientale di questi prodotti naturali è una delle ragioni per la loro produzione in grandi quantità e l’ampia applicazione in cosmetici, industrie mediche e, recentemente, nella conservazione sostenibile dei beni culturali.
Gli oli essenziali sono costituiti da miscele complesse di terpeni (soprattutto mono e sesquiterpeni, mono e sesquiterpenoidi), componenti aromatici e alifatici con emivita pari 24-48 ore e relativamente persistenti nell’ambiente e la loro composizione chimica è influenzata da diversi fattori endogeni ed esogeni, come specie vegetali, posizione geografica, condizioni climatiche, raccolta, tempo e metodo di estrazione.
Origanum vulgare L. e Thymus vulgaris L., piante aromatiche spontanee nel bacino del Mediterraneo e attualmente coltivate nel mondo, sono utilizzate fin dall'antichità per contrastare colonizzazioni microbiche e infestazioni da insetti. I loro estratti (oli essenziali o idroalcolici) sono in grado di espletare un’azione antimicrobica attraverso percorsi diversi, come influenzare il metabolismo cellulare intermedio, indurre l'attivazione o il blocco di reazioni enzimatiche o la sintesi enzimatica, alterare le strutture di membrana. L’analisi gas-cromatografica di questi estratti ha evidenziato la presenza di mono-terpeni fenolici, i cui principali sono timolo e carvacrolo, oltre a cimene e terpinolo.
Numerosi studi mostrano che i composti naturali possono rappresentare una valida alternativa ai pesticidi chimici di sintesi, generalmente tossici e non degradabili, in grado di persistere a lungo nell'ambiente oltre che in grado di contaminare anche aree lontane dal sito di applicazione.
Sono stati fatti studi in cui oli essenziali di Origano e Timo sono utilizzati per contrastare sia infestazioni da Anobium punctatum (famiglia Anobiidae) in teste lignee di pupi siciliani, sia lo sviluppo di colonie microbiche presenti sulla superficie di sculture lignee (Aspergillus flavus) o di manufatti etnoantropologici in pelle (Bacillus sp., Georgenia sp., Ornithinibacillus sp.,Streptomyces sp., Aspergillus sp.) Inoltre, soluzioni di Timo sono state applicate per bloccare lo sviluppo di un complesso biofilm rivelato al di sotto di tessere del mosaico pavimentale della Casa di Leda, Parco Archeologico Solunto Palermo.     
Grazie a specifiche “camere pulite”, realizzate ad hoc ricorrendo ad un film barriera termosaldabile, è stato possibile esporre i manufatti alla componente volatile degli oli essenziali.
Al fine di implementare l’efficienza antimicrobica dell’OE di T. vulgaris, sono state messe a punto due diverse strategie. In una l’esposizione ai vapori dell’OE è stata preceduta dall’applicazione sulla superficie di un manufatto ligneo, colonizzato da Aspergillus sp., Streptomyces sp., Micrococcus sp., del corrispondente estratto idro-alcolico. Nell’altra, l’esposizione di manufatti in pelle alla componente volatile dell’OE di T. vulgaris è stata eseguita in condizioni di vuoto, per contrastare sia la colonizzazione batterica (Bacillus sp., Georgenia sp., Ornithinibacillus sp. e Streptomyces sp.) sia fungina (Aspergillus sp); i risultati mostrano che in condizioni di vuoto i tempi di esposizione posso essere notevolmente ridotti.
Inoltre, la realizzazione di un sistema di diffusione a freddo di oli essenziali è stato recentemente proposto al fine di migliorare la qualità dell'aria in spazi indoor utilizzati per l’esposizione/conservazione del patrimonio culturale.
Oli essenziali estratti da Apiaceae, Lamiaceae, Myrtaceae, Rutaceae, Verbenaceae e Zingiberaceae mostrano una vasta gamma di effetti letali e sub-letali su colonie microbiche, insetti e acari, permettendo la pianificazione di alternative ecologiche ai prodotti chimici di sintesi, come carbammati, piretroidi, organoclorurati e organofosfati; numerosi studi scientifici confermano che l’uso di sostanze chimiche di sintesi può dare origine a diversi effetti negativi sull’uomo, animali e ambiente. Sebbene, a parte alcune eccezioni, gli oli essenziali non mostrano tossicità per gli animali omeotermi e sono “generalmente riconosciuti come sicuri” dal Environmental Protection Agency e Food and Drug Administration, USA, è necessario considerare la perdita di efficienza, correlata alle caratteristiche ambientali (aria, illuminamento), che potrebbe comunque essere superata mediante tecniche di incapsulamento o rilascio controllato.
Al fine di definire la corretta concentrazione di olio essenziale è necessario utilizzare un approccio integrato basato su osservazioni al microscopio (ottico, fluorescenza, elettronico), colture microbiche in vitro (Saboraud e Nutrient agar) e indagini molecolari (analisi di regioni target del DNA genomico microbico) che oltre ad identificare il maggior numero di taxa permette la correlazione della specie microbica ai principali componenti dell’estratto vegetale. 
Infine, ma non ultima, la possibilità di utilizzare metaboliti vegetali con attività antimicrobica, nuovi e sicuri, rappresenta un ulteriore mezzo per contrastare la multi-resistenza di ceppi batterici e fungini generata dall’uso incontrollato di antibiotici e antimicrobici.