Kompendium wiedzy o ekstrakcji botanicznej

Otwierasz szafkę kuchenną i wyciągasz swój ulubiony kubek. Nastawiasz czajnik, przecierasz oczy. Patrzysz, co dziś za oknem. Wybierasz ziółko, herbatę albo kawę do zmielenia. Zalewasz wrzątkiem; czekasz, aż naciągnie. Torebkę herbaty usuwasz; fusy, ziarna, liście przecedzasz. Chodzi o ten klarowny, aromatyczny napar – Twój poranny ekstrakt. 

Czym jest ekstrakcja?

Określenie „ekstrakcja” pochodzi od łacińskiego extractio, oznaczającego „wyciągnięcie”, „wyjęcie”. Idąc za ciosem, ekstrakt [łac. extractum]jest wyciągiem – czyli tym, co zostało z czegoś wyciągnięte. 

Ekstrakcja polega na wyodrębnieniu określonych składników lub grup składników z mieszanin ciekłych lub stałych. Proces ten odbywa się przy użyciu odpowiednio dobranych nośników. Kluczowa jest tutaj znajomość powinowactwa ekstrahowanych substancji i ich ekstrahentów (rozpuszczalników). Należy wiedzieć w jakim rozpuszczalniku dany związek chemiczny się rozpuści. By dokonać ekstrakcji na starcie musimy mieć przynajmniej dwie substancje – „początkową” (z której jakichś związków pożądamy) i „przejmującą” (do której te związki przechodzą). Wspomnijmy też, że ekstrahować można wyłącznie w układach ciecz-ciecz lub ciecz-ciało stałe. 

Proces ekstrakcji może zaistnieć dzięki zjawisku dyfuzji. A dyfuzja to nic innego, jak samorzutne, chaotyczne przenikanie cząsteczek z jednej substancji do drugiej. Krótko mówiąc, rozpuszczalnik „nasyca się” wybranymi związkami chemicznymi – w naszym przypadku z wybranego zioła. Zachodzi to wyłącznie do momentu wyrównania stężeń w wytworzonym układzie. Takim układem mogłaby być, na przykład, suszona lawenda (ciało stałe) i białe wino (nasz rozpuszczalnik, inaczej ekstrahent). Po pewnym czasie wino przejmie od lawendy te związki, które rozpuszczają się w niskoprocentowym alkoholu. W wyniku ekstrakcji jednoetapowej otrzymamy gotowy produkt – winko lawendowe.

Wiemy już, czym jest ekstrakcja. Idziemy dalej.

Rozpuszczalniki w wyciągach roślinnych

We właściwie przeprowadzonym procesie ekstrakcji pierwszorzędną rolę odgrywa dobór rozpuszczalnika. Ekstrahent powinien być selektywny, by rozpuścić i zawrzeć w sobie tylko pożądane substancje czynne. Użycie odpowiedniego rozpuszczalnika wpływa na efektywność ekstrakcji i jakość otrzymanego wyciągu. Co jeszcze jest tutaj istotne? Temperatura i intensywność mieszania w trakcie trwania dyfuzji. Potrząsanie ułatwia cząsteczkom przechodzenie do nośnika.

W warunkach laboratoryjnych najczęściej używa się następujących ekstrahentów: 

• alkoholu o temperaturze pokojowej, 
• CO₂ (dwutlenku węgla), 
• węglowodorów,
• alkoholu na zimno.

Jednym z najbardziej popularnych rozpuszczalników jest etanol – zazwyczaj 40-, 50-, 60-, 70- lub 75-procentowy. Zawartość procentową alkoholu dobiera się względem składu fitochemicznego danych surowców botanicznych. Upraszczając, musimy sprawdzić, jakie zioło z jakim procentem najbardziej się lubi. Ekstrakty etanolowe wykorzystują m.in. zielarze, farmaceuci, producenci żywności, kosmetyków czy kreatorzy perfum. Prostym, przykładowym produktem z tej grupy jest ziołowa nalewka. 

Ekstrakcja z użyciem etanolu przebiega zwykle w temperaturze pokojowej. Tworząc wyciągi roślinne, w Herbb najczęściej posługujemy się metodą krio-ekstrakcji alkoholowej, która zakłada wykorzystanie etanolu na zimno. Taka ekstrakcja jest niezwykle skuteczna. Tutaj dowiesz się dlaczego.

Powszechnie wykorzystywanym rozpuszczalnikiem jest także dwutlenek węgla. Ekstrakcja CO₂ to jedyna metoda, w której używa się suszu już zdekarboksylowanego. Dekarboksylacja zakłada podgrzanie zasuszonego surowca do optymalnej, najczęściej dość wysokiej, temperatury. Proces ten zmienia strukturę molekularną niektórych związków chemicznych, powodując odłączenie się grupy karboksylowej od grupy aminowej. Z jednej strony dekarboksylacja aktywuje część substancji czynnych poprzez umożliwienie rozpadu aminokwasów, z drugiej zaś prowadzi do utraty związków lotnych (myśl: „olejki eteryczne”) oraz degraduje związki mniej odporne na temperaturę. 

Aby dokonać ekstrakcji tą metodą, używa się dwutlenku węgla w stanie nadkrytycznym. Oznacza to, że stan skupienia CO₂ bardziej niż gazowy przypomina ciekły. Jest to możliwe dzięki utrzymaniu odpowiedniej temperatury i wytworzeniu olbrzymiego ciśnienia – dla obu tych wielkości powyżej punktu krytycznego. CO₂ nadkrytyczny zachowuje się jak ciecz, która nie posiada lepkości. W warunkach nadkrytycznych nie można go skroplić. Zmieniają się także parametry dyfuzyjności, co dodatnio wpływa na efektywność procesu ekstrakcji. Jednak naginanie naturalnego stanu rzeczy do tego stopnia nie jest kwestią obojętną dla szeroko pojmowanych kosztów – kosztu środowiskowego, energetycznego czy finansowego.

Do trzeciej grupy rozpuszczalników zalicza się węglowodory.Nie wyciągają one cukrów, śluzów, polifenoli i cząsteczek polarnych, dzięki czemu takie ekstrakty doskonale nadają się do waporyzacji. Produkty końcowe obfitują w drogocenne terpeny. Ekstrakcji dokonuje się m.in. za pomocą propanu, butanu, pentanu i heksanu. Korzystanie z tych węglowodorów – pomimo swoich plusów – może stworzyć także potencjalne ryzyko. Dla laborantów jest nim styczność z toksycznymi oparami i olbrzymia łatwopalność wymienionych substancji. Dla konsumentów to przeoczone pozostałości szkodliwych dla zdrowia rozpuszczalników w końcowym ekstrakcie.

Zalety ekstrakcji botanicznych

Po przebrnięciu przez powyższą dawkę wiedzy nadszedł czas, żebyśmy się na chwilę zatrzymali. Powoli zmierzamy do końca, więc nie zaszkodzi nam się uśmiechnąć, rozciągnąć i sobie pogratulować. 

Abstrahując od zagadnień chemicznych, zadajmy w końcu zasadnicze pytanie. Dlaczego warto ekstrahować? Omówimy to na przykładzie wyciągów botanicznych. 

Moc ekstraktu można dopasować do swoich potrzeb. Jest to szczególnie istotne przy ciężkim przebiegu wielu dolegliwości oraz w przypadku chorób chronicznych. Często ekstrakty są standaryzowane na zawartość najważniejszych substancji czynnych – w przeciwieństwie do suszonych ziół lub ich mieszanek. Z uwagi na ilość zużytego surowca skoncentrowany ekstrakt znacznie przewyższa potencjał leczniczy pojedynczej rośliny. Już pracując z małymi dawkami, otrzymujemy dostęp do potężnego, kompleksowego świata naturalnej medycyny. 

Wzrasta biodostępność wybranych składników. Dzieje się tak w przypadku m.in. wszystkich grzybów leczniczych – soplówki jeżowatej, maczużnika chińskiego, reishi, maitake czy shitake. Substancje czynne w grzybach sproszkowanych nie przyswajają się równie skutecznie co sproszkowane grzybowe ekstrakty. By pozyskać jak najwięcej z tych cennych surowców, warto wybierać produkty poddane podwójnej, wodno-alkoholowej ekstrakcji.

Trwałość związków czynnych w ekstrakcie przewyższa tą w zasuszonej roślinie. Ekstrakcja jest więc naturalnym sposobem konserwacji drogocennych składników leczniczych, odżywczych i pielęgnacyjnych.

Możemy pozyskać „pełne spektrum” lub wyizolować tylko wybrane substancje lecznicze. Sprzyja to badaniom naukowym oraz tworzy ogromny klaster terapeutyczny. Uczy także holistycznego spojrzenia na świat przyrody i jego mądrości przejawiającej się w danej roślinie. 

Ekstrakty znajdują różnorodne zastosowania – m.in. przy produkcji ziołowych leków, suplementów, produktów spożywczych czy kosmetyków. Receptury i ich przeznaczenie może ograniczyć tylko nasza własna wyobraźnia. 

Ekstrakcja wieloetapowa

Ekstraktem nazywamy wyodrębniony roztwór pożądanych związków chemicznych. Efektem finalnym ekstrakcji jednoetapowej jest wyciąg zawarty w rozpuszczalniku. Wyciąg i rozpuszczalnik mogą stać się scalonym, gotowym produktem – wspomnianym winkiem lawendowym, octem pokrzywowym, nalewką z serdecznika czy olejem nagietkowym.

Gdy jednak pójdziemy krok dalej, otworzy się przed nami cała gama możliwości ekstrakcji wieloetapowej. Traktując nasz ekstrakt jako półprodukt, będziemy w stanie otrzymać jak najczystszą formę oczekiwanej substancji – izolat, destylat, absolut albo konkret. Ale to już zaproszenie do wejścia w znacznie obszerniejszy temat. 

Na ten moment ekstrakcję wieloetapową przy użyciu różnorodnych rozpuszczalników przybliży nam jedynie poniższa tabela.

Na koniec wspomnijmy, że w Herbb korzystamy z własnego, unikalnego procesu przeprowadzania ekstrakcji alkoholowej. Z poszanowania dla mnogości naturalnych składników wybieramy optymalną, praktycznie bezstratną metodę tworzenia wyciągów roślinnych. Jednak na życzenie klientów dokonujemy ekstrakcji również z użyciem innych rozpuszczalników.