Ekstrakcja materiału roślinnego to starożytna metoda, która umożliwia izolowanie cennych związków z szerokiej gamy roślin. Ekstrakcja botaniczna obejmuje różne techniki – od tradycyjnych wywarów i nalewek po nowoczesne metody, takie jak ekstrakcja BHO lub DHO z wykorzystaniem ADDIPURE, które pozwalają na izolację terpenów, kannabinoidów i flawonoidów. W tym artykule wyjaśniamy podstawowe zasady ekstrakcji, jak dobrać odpowiedni rozpuszczalnik oraz jakie związki można pozyskać z roślin.

Zasada ekstrakcji znana jest od tysięcy lat – ludzie izolowali cenne związki roślinne na długo przed tym, zanim zrozumieli chemię. Jednym z najstarszych przykładów jest zalewanie ziół gorącą wodą w celu przygotowania herbat i wywarów. Nasi przodkowie zauważyli, że ciepła woda potrafi „wyciągnąć” z roślin smak, kolor i działanie. Podobnie rośliny historycznie macerowano w olejach, winie lub mocnym alkoholu, aby tworzyć maści, nalewki czy perfumy. Choć metody te były proste, opierały się na tych samych zasadach co nowoczesne techniki ekstrakcji.

Podstawowe zasady ekstrakcji

W chemii ekstrakcja definiowana jest jako proces, w którym związek jest oddzielany od reszty materiału poprzez wymywanie. W ekstrakcji botanicznej zazwyczaj polega to na przenoszeniu związków z litego materiału roślinnego do ciekłego rozpuszczalnika. Metodą tą można uzyskać szerokie spektrum związków chemicznych, różniących się budową, rozpuszczalnością i stabilnością. Różnice te decydują o tym, jaka metoda ekstrakcji jest odpowiednia i jak będzie wyglądał końcowy ekstrakt.

Może Cię zainteresować: Różne rodzaje ekstraktów

Wydajność ekstrakcji jest silnie uzależniona od chemicznej relacji pomiędzy rozpuszczalnikiem a związkiem docelowym. Podstawowa zasada chemii brzmi: „podobne rozpuszcza się w podobnym”. Związki polarne najlepiej rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych (np. woda, etanol), natomiast związki niepolarne – w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. butan, nadkrytyczny CO₂, n-heksan). Cząsteczki polarne mają nierównomierny rozkład elektronów, podczas gdy cząsteczki niepolarne charakteryzują się równomiernym rozkładem elektronów. W praktyce wiele cząsteczek zawiera zarówno obszary polarne, jak i niepolarne, a na rozpuszczalność wpływają również temperatura, budowa cząsteczki oraz oddziaływania międzycząsteczkowe.

Rozpuszczalniki polarne (woda, etanol, metanol) mają kilka zalet w ekstrakcji botanicznej – są tanie i potrafią rozpuścić szeroką gamę cennych związków, w tym kannabinoidy, terpeny, cukry, kwasy organiczne oraz różne związki fenolowe. Wadą rozpuszczalników polarnych jest to, że ekstrahują również chlorofil i cukry z materiału roślinnego, które zazwyczaj są niepożądane w ekstraktach roślinnych.

Rozpuszczalniki niepolarne (butan, nadkrytyczny CO₂, n-heksan) są powszechnie stosowane przez profesjonalistów w ekstrakcji botanicznej z kilku powodów. Rozpuszczają one głównie związki lipofilowe, takie jak terpeny, kannabinoidy i inne niepolarne metabolity wtórne. Rozpuszczalniki niepolarne nie ekstrahują chlorofilu, cukrów ani innych związków polarnych, co skutkuje czystszym ekstraktem o wyższym stężeniu związków docelowych.

Aprotyczne rozpuszczalniki polarne (eter dimetylowy – DME) stanowią interesujący kompromis pomiędzy selektywnością rozpuszczalników niepolarnych a szerszymi właściwościami rozpuszczającymi rozpuszczalników polarnych. DME jest w większości niepolarny i skutecznie rozpuszcza związki lipofilowe, takie jak terpeny i kannabinoidy, natomiast jego niewielka polarność umożliwia ograniczoną interakcję z umiarkowanie polarnymi związkami. Rezultatem jest selektywna ekstrakcja o niskiej zawartości chlorofilu i cukrów, wysokiej wydajności związków docelowych oraz łagodnym przebiegu procesu.

Poza rodzajem rozpuszczalnika istotną rolę w ekstrakcji odgrywa kilka innych czynników. Ważna jest jakość i przygotowanie materiału roślinnego. Różne części roślin (kwiaty, liście, łodygi, korzenie) mogą zawierać odmienne spektra związków. Skład związków może być również modyfikowany przez suszenie lub inne formy obróbki. Kluczowe znaczenie mają także wielkość cząstek, temperatura, czas ekstrakcji oraz ciśnienie.

W ekstrakcji botanicznej niezwykle ważne jest stosowanie rozpuszczalników klasy spożywczej. Rozpuszczalniki przemysłowe (np. paliwo do zapalniczek) zawierają toksyczne zanieczyszczenia, takie jak merkaptan metylowy, benzen oraz inne substancje rakotwórcze. Na przykład eter dimetylowy (DME) i n-butan firmy ADDIPURE są bezpieczne dla żywności, o wysokiej czystości (czystość jest regularnie analizowana przez niezależne laboratorium szwajcarskie) i bezwonne. Oba rozpuszczalniki ADDIPURE są produkowane w Unii Europejskiej w sposób przyjazny dla środowiska.

Może Cię zainteresować: Ekstrakcje BHO i DHO

Jakie substancje są ekstrahowane z roślin

Różne metody ekstrakcji historycznie prowadziły do odkryć naukowych, ponieważ wiele roślin zawiera biologicznie aktywne związki. Niektóre z nich mają właściwości lecznicze, inne znajdują zastosowanie w kosmetyce lub przemyśle spożywczym. Przykładowo olejek eteryczny z lawendy zawiera dużą ilość linalolu – terpen o działaniu uspokajającym, który jest również wykorzystywany w środkach czystości.

• Terpeny i terpenoidy: Związki aromatyczne występujące w olejkach eterycznych roślin, nadające im zapach i smak. Są głównie niepolarne i ekstrahuje się je w olejach lub rozpuszczalnikach niepolarnych.
• Alkaloidy: Wysoce biologicznie aktywne związki o działaniu farmakologicznym. Ich rozpuszczalność zależy od konkretnego alkaloidu.
• Kannabinoidy: Naturalne kannabinoidy (CBD, THC, CBG) są rozpuszczalne zarówno w rozpuszczalnikach polarnych, jak i niepolarnych.
• Oleje, woski i inne związki lipofilowe: Składniki lipofilowe wykorzystywane w kosmetyce i żywności, ekstrahowane głównie przy użyciu rozpuszczalników niepolarnych.
• Flawonoidy i związki fenolowe: Związki polarne o właściwościach antyoksydacyjnych, rozpuszczalne głównie w wodzie lub etanolu.
• Cukry i kwasy organiczne: Przeważnie związki polarne, uzyskiwane podczas wywarów lub maceracji (po rozmiękczeniu).

Chcesz zgłębić świat ekstrakcji botanicznej? Znajdziesz więcej przydatnych informacji, poradników i zachwycających zdjęć na pureTalk.