La composizione dell'olio essenziale di timo consiste principalmente in una miscela di monoterpeni, con circa il 10% di carvacrolo e approssimativamente il 50% di timolo. L'olio essenziale di timo è inoltre ricco di linalolo, α-terpineolo, canfora, cariofillene e γ-terpinene. Inoltre, è stato riportato che gli estratti metanolici di timo sono fonti di flavonoli, come la quercetina-7-O-glucoside, e di acidi fenolici (acido p-cumarico, caffeico, rosmarinico, cinnamico, carnosico, ferulico, chinico e caffeoilchinico), nonché di flavanoni (naringenina) e flavoni (apigenina).
La qualità delle piante officinali è generalmente valutata in base alla quantità di composti presenti nell'olio essenziale, la cui densità è influenzata da fattori ambientali, come la disponibilità di acqua, e la cui diminuzione, come precedentemente discusso, costituisce uno stress ambientale che limita significativamente la produzione.
Studi condotti su specie di T. vulgaris e T. daenensis, è stato evidenziato che lo stress da siccità moderato ha determinato un aumento della resa in olio essenziale.
Diversi livelli di irrigazione hanno altresì mostrato un impatto significativo sulla composizione dell'olio essenziale, manifestando una percentuale maggiore di carvacrolo, γ-terpinene e p-cimene nelle piante sottoposte a stress da siccità rispetto a quelle non sottoposte a tale stress. Inoltre, durante lo stress da siccità, si è osservato una significativa riduzione del timolo in T. vulgaris rispetto a T. daenensis. È stato evidenziato che la specie T. daenensis ha mostrato una superiorità rispetto a T. vulgaris in termini di resa in olio essenziale, contenuto di olio essenziale e quantità di timolo. Di conseguenza, si consiglia la coltivazione di T. daenensis in regioni con emergenza idrica.
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