Kateřina Svobodová Brooker: Metody extrakce éterických olejů z rostlinného materiálu #12

O tom, z čeho se získávají éterické oleje, jsme již psali. Dnes se zaměříme na téma způsobu výroby a jednotlivé způsoby extrakce éterických olejů z aromatických rostlin. Řeč bude o 4 základních používaných metodách: klasické destilaci, lisování, extrakci rozpouštědly a moderní extrakci CO2.

Kateřina Svobodová Brooker spolu se svým mužem Johnem Brooker pro vás připravili 15dílný seriál z tajuplného a fascinujícího světa aromatických rostlin. Začtěte se do 12. dílu u šálku odpoledního čaje, ať si ho náležitě vychutnáte. 11. díl najdete tady. (For english version scroll down)

Fascinující svět aromatických rostlin – seriál (Amazing Aromatic Plants)

Pro extrakci rostlinných aromatických látek se používají čtyři hlavní metody:

  • Destilace
  • Mechanické oddělení – lisování
  • Extrakce rozpouštědly
  • Extrakce CO2

Kvalitativní a kvantitativní složení a organoleptické vlastnosti produktu závisí na izolačním postupu. Destilací při zvýšených teplotách dochází k transformaci termolabilních látek, extrakty mohou obsahovat větší množství netěkavých složek a různá rozpouštědla poskytují různé konečné výsledky.

Destilace

Éterické oleje (EO) se získávají z rostlinných materiálů destilací vodou nebo párou. Po kondenzaci páry se olej odděluje od vodní fáze a odstraní se. EO se skládá z těkavých, lipofilních látek, které jsou převážně uhlovodíky, mono a seskviterpeny, fenylpropanoidy a někdy také aminokyseliny. Tyto “pravé” éterické oleje musí být odlišeny od jiných typů extrakce, například destilace se směsí vody a ethanolu a vakuová destilace.

Hydro-destilace je pravděpodobně nejběžnější, protože je jednoduchá a levná. Drobní pěstitelé provozují tento typ destilace a kvalita oleje přímo souvisí s dovednostmi provozovatele, a to jakým způsobem je proces řízen, i jak je přírodní surovina vybrána a připravena. Parní destilace využívá ohřátou vodu v samostatném kotli. Vakuová destilace získává olej z náplně pod vakuem, což umožňuje přesnou kontrolu destilátu, protože proces může být upraven podle bodů varu různých olejových složek.

EO může být znovu redestilován a zahuštěn (některé frakce jsou odstraněny) nebo jednotlivé složky mohou být izolovány ze směsi (eugenol, mentol, citronellol, citral).

Mechanická separace (citrusové EO)

Jedná se o speciální typ éteruického oleje izolovaný tlakem z kůry plodu, dojde k uvolnění těkavých látek uložených v olejových žlázách v oplodí. Tyto EO jsou tvořeny převážně vysoce těkavými terpenickými uhlovodíky a obsahují také malé množství netěkavých sloučenin, jako jsou barviva, vosky a furokumariny.

Extrakce rozpouštědly

Extrakty jsou nazývány pomády, concrety, absolue, resinoidy, oleoresiny a tinktury.

Pomády se vyrábějí horkou nebo studenou enfleurage květů. Horká enfleurage je nejstarší známá procedura pro extrakci vůní z rostlin. Květy (nebo jiné části rostlin) jsou přímo ponořeny do roztaveného vosku. V chladném enfleurage, květy jsou dávány do vrstvy tuku po dlouhou dobu (sádlo a hovězí lůj rozetřené na skleněné desce v uzavřeném kontejneru). Pomády nejsou zcela rozpustné v alkoholu.

Concrete

Čerstvý rostlinný materiál se extrahuje nepolárním rozpouštědlem (toluenem, hexanem, petroletherem). Konečný materiál se skládá z těkavých vonných chemikálií s velkým podílem voskových sloučenin. Concrete nejsou zcela rozpustné v alkoholu. Hlavní rostliny používané pro concrete jsou: růže, jasmín, tuberóza, jonquil, ylang-ylang, mimosa, boron, levandule, lavandin, pelargónie, šalvěj, fialka, dubový mech.

Příklad

Jasmínový concrete je získáván z květů přímou extrakcí rozpouštědlem (hexane) nebo extrakcí CO2. Concrete je tmavě hnědá vosková hmota se silnou vůní jasmínu. Nejdůležitějšími faktory jsou druh vybraných květů, čas sklizně a interval mezi sběrem a zpracováním. 1000 kg květů produkuje 2,5-3,5 kg concrete a z tohoto výtěžku asi 1-2 kg absolue (extrakce ethanolem). Absolue je červenohnědá tekutina s jemnou vůní jasmínu.

Vzdělávejte se v aromaterapii s námi! Seriál pro vás publikujeme zcela zdarma díky laskavé podpoře Asociace českých aromaterapeutů.

Absolue

Další extrakce concretu v ethanolu poskytuje absolue. Sloučeniny, které se při chlazení vysrážely, se odstraní filtrací. Absolue jsou zcela rozpustné v ethanolu. Ve vzácných případech mohou být získány přímo extrakcí rostlinného materiálu alkoholem (absolue tonka).

Příklad

Absolue černý rybíz (Bourgeons de cassis absolut, absolutní cassis) se získá extrakcí rozpouštědlem přes concret získaný z dormantních pupenů Ribes nigrum L. (Saxifragaceae). Je to tmavě zelená pasta s pronikavou vůní černého rybízu. Používá se v jemných vonných látkách a v potravinových příchutích.

Resinoidy

Resinoidy jsou připraveny extrakcí rostlinných exsudátů (balzámy, oleo-gumové pryskyřice, pryskyřice) rozpouštědly (methanol, ethanol, toluen). Tyto produkty jsou viskózní a někdy se ředí, aby se snížila viskozita (s ftaláty nebo benzylbenzoátem). Resinoidy se používají pro jejich fixační vlastnosti.

Příklad

Benzo-Siam resinoid se získá extrakcí rozpouštědlem z pryskyřice stromu Styrax tonkinensis (Pierre) Craib (Styracaceae). Divoce rostoucí strom je rozšířený v Thajsku, Laosu, Kambodži a Vietnamu. Resinoid je červená až světle hnědá viskózní tekutina s čokoládovou, sladkou, balsamickou vůní. Používá se v parfumerii pro balsamové nuance a jako fixační prostředek.

Oleoresiny

Jedná se o koncentráty připravené z koření rozpouštědlem nebo extrakcí CO2 (pepř, zázvor, vanilka).

Tinktury

Tinktury jsou alkoholické roztoky, které jsou připraveny z rostlinného materiálu zpracováním v ethanolu nebo ve směsi ethanol / voda. Tyto jsou někdy nazývány infuze.

Extrakce CO2

Jedná se o plynnou extrakci, která využívá kapalný oxid uhličitý, který pod tlakem a regulovanou teplotou prochází rostlinným materiálem, a poté přes odlučovač se získá EO. Tato metoda je považována za nadřazenou kapalným rozpouštědlům, protože chrání důležité labilní a tepelně citlivé složky, vyžaduje méně energie, plyn je bezpečný, nehořlavý, bez zápachu a chuti, levný, snadno dostupný a může být znovu použit. Změnou teploty a tlaku lze získat extrakt se specifickou chutí nebo vůní, který se podobá přírodním produktům. Používá se také komerčně pro extrakci kávy a chmele při výrobě piva.

Přirozeně se vyskytující suroviny jsou nezbytné a důležité složky ve farmaceutickém, potravinářském, aromatickém a kosmetickém průmyslu. Jejich charakteristické vonné látky často nelze syntetizovat a v současné době je rostoucí poptávka po přírodních materiálech odvozených z rostlin. Je důležité chránit jejich přirozené prostředí, sbírat a pěstovat s péčí, aby se chránilo jejich prostředí i lidé, kteří se o ně starají.

© Kouzlo vůní, Kateřina Svobodová

Kateřina Svobodová Brooker (BSc Hons, PhD)

Kateřina Svobodová – Brooker & John Brooker

Po emigraci do Británie pracovala na katedře botaniky Glasgow University a udělala doktorát na Farmaceutické Fakultě se specializací na rostlinnou biochemii a využití přírodních produktů. Jako jedna z prvních byla zodpovědná za výzkum aromatických rostlin z hlediska botaniky, fyziologie, biochemie a biotechnologie, zkoumat aromatické rostliny byl její sen, za kterým si šla celou svoji kariéru.

Publikovala v odborných časopisech (přes 100 odborných a populárních článků) a měla přes 70 odborných příspěvků na mezinárodních konferencích – v Evropě, Israeli, Japonsku, Koreji, Brazilii a USA. Pracovala jako editorka pro CAB Abstracts on Aromatic and Medicinal Plants (Commonwealth Agriculture Bureau) a též jako poradce ve výboru BHTA (British Herb Trade Association).

Aktuálně žije po většinu roku v ČR a aktivně zde vyučuje při Asociaci českých aromaterapeutů. Je vdaná a má 2 syny, kteří žijí v zahraničí. Při psaní seriálu jí vypomáhá i její manžel John Brooker.

Autorkou článku je Kateřina Svobodová, předmluva: Michaela Lusílija Makulová, foto: Pixabay, archiv Kateřiny Svobodové.

Partnerem seriálu pro rok 2019 je Asociace českých aromaterapeutů. Díky této laskavé podpoře vám seriál přinášíme zcela zdarma.

Asociace českých aromaterapeutů působí již od roku 1996 poskytuje kvalitní a všestranné vzdělání v aromaterapii široké veřejnosti i profesionálním zájemcům ze souvisejících oborů jako je zdravotnictví, ošetřovatelství, farmacie, rehabilitace, kosmetika či wellness. V Institutu aromaterapie školí odborné aromaterapeuty, které sdružuje v Registru kvalifikovaných aromaterapeutů, poskytuje jim informační servis, rozvíjí jejich vzájemnou spolupráci a podporuje je nadstavbovým vzděláváním. Popularizuje a propaguje aromaterapii v médiích, na odborných konferencích a veletrzích, připravuje speciální programy pro firmy i neziskové organizace.

Methods for the extraction of EO from plant material – part XIII.

Four main methods are used to extract plant flavour and fragrance substances:

  • Distillation
  • Mechanical separation – pressing
  • Solvent extraction
  • CO2 extraction

The qualitative and quantitative composition and the organoleptic properties of the product depend on the isolation procedure. Distillation at elevated temperatures results in the transformation of thermolabile substances, the extracts can contain larger amounts of non-volatile components, and different solvents give different final results.

Distillation

EO are obtained from plant materials by distillation with water or steam.  After condensation of the vapour, the oil separates from the aqueous phase and is removed. EO consists of volatile, lipophilic substances that are mainly hydrocarbons, mono and sesquiterpenes, phenylpropanoids, and sometimes also amino acids. These ‘true’ EO must be distinguished from other types of extraction, for example distillation with mixtures of water and ethanol, and vacuum distillation.

Hydro-distillation is probably the most common as it is simple and cheap. Small-scale growers operate water or water/steam stills and oil quality is directly related to the skill of the operator, both in the way the still is managed and how the raw material is selected and prepared.  Steam distillation uses water heated in a separate boiler. Vacuum distillation obtains oil from a charge under vacuum, allowing accurate control of distillate since it can be adjusted according to the boiling points of various oil constituents.

EO can be then redistilled and concentrated (certain fractions are removed) or individual components can be isolated from the mixture (eugenol, menthol, citronellol, citral).

Mechanical separation (Citrus peel oil)

This is a special type of EO isolated by pressing the peel to release the volatile substances stored in oil glands in the pericarp.  They consist largely of highly volatile terpene hydrocarbons and they also contain small amounts of non-volatile compounds, such as dyes, waxes and furocoumarines.

Solvent extraction

Extracts are termed pomades, concretes, absolutes, resinoids, oleoresins and tinctures

Pomades are produced by the hot or cold enfleurage of flowers. Hot enfleurage is the oldest known procedure for preserving plant fragrance compounds. Flowers (or other plant parts) are directly immersed in molten wax. In cold enfleurage, flowers are put into layers of fat over a long period of time (lard and beef spread on a glass plate in a closed container). Pomades are not completely soluble in alcohol.

Concretes

Fresh plant material is extracted with a nonpolar solvent (toluene, hexane, petroleum ether). The final material consists of volatile fragrance chemicals with a large proportion of waxy compounds. Concretes are not completely soluble in alcohol. The main plants used for concretes are: rose, jasmine, tuberose, jonquil, ylang-ylang, mimosa, boroni, lavender, lavandin, geranium, clary sage, violet, oak moss.

Example

Jasmine concrete is obtained from flowers by direct solvent extraction = hexane or CO2 extraction. The most important factors are the type of flowers picked, time of picking and the interval between picking and processing. The concrete is usually a brown to dark brown waxy mass, with a characteristic jasmin odor. 1000kg of flowers yields 2.5-3.5 kg of concrete and from this yield, by extraction with ethanol,  about 1-2kg of absolute. The absolute is a reddish brown liquid with a delicate jasmin odor.

Absolutes

Further extraction of concretes in ethanol yields absolutes. Compounds that precipitate on cooling are removed by filtration. Absolutes are completely soluble in ethanol. In rare cases they can be obtained directly by extracting plant material with alcohol (tonka absolute).

Example

Blackcurrant absolute (Bourgeons de cassis absolute, cassis absolute) is obtained by solvent extraction via the concrete obtained from the dormant buds of Ribes nigrum L. (Saxifragaceae). It is a dark green paste with penetrating odour of blackcurrants. It is used in fine fragrances and food flavours.

Resinoids

Resinoids are prepared by extracting plant exudates (balsams, oleo gum resins, resins) with solvents (methanol, ethanol, toluene). These products are viscous and are sometimes diluted to improve their flow (with phthalates or benzyl benzoate). Resinoids are used for their fixative properties.

Example

Benzoe Siam resinoid is obtained by solvent extraction of the resin from Styrax tonkinensis (Pierre) Craib trees (Styracaceae). The wild growing tree is widespread in Thailand, Laos, Cambodia and Vietnam. It is a reddish to light brown, viscous liquid with chocolate-like, sweet, balsamic odour. It is used in perfumery for balsamic nuances and as a fixative.

Oleoresins

These are concentrates prepared from spices by solvent or CO2 extraction (pepper, ginger, vanilla).

Tinctures

Tinctures are alcoholic solutions that are prepared from plant material by treating it with ethanol or ethanol-water mixture. These are sometimes called infusions.

CO2 extraction

This is a gaseous extraction that uses liquid carbon dioxide, which under pressure and regulated temperature is passed through the plant material, then via a separator to recover oil and gas. This method is considered superior to liquid solvents, since it preserves important labile and heat-sensitive components, requires less energy, the gas is safe, non-combustible, odourless and tasteless, inexpensive, readily available and can be re-used. By varying temperature and pressure, an extract with specific flavour or fragrance can be obtained that resembles nature-true products.  It is also used commercially for coffee and hop extraction.

Naturally occurring raw materials are essential and important ingredients in the food, flavour and fragrance industries. Their characteristic fragrances often cannot be synthesized and there is an increasing demand for natural materials. It is important to safeguard their natural habitat and whenever possible, to cultivate them with care, and to look after both of the environment and the people who grow them.

Michaela Lusílija Makulová

Zakladatelka Kouzla vůní, profesionální aromaterapeutka at Simbis Plzeň
Michaela je terapeutka, aromaterapeutka, masérka, šéfredaktorka časopisu Kouzlo vůní a kreativní duše Bylinek našich babiček. Vyučuje aromaterapii, pořádá workshopy, přednáší. Míchá léčivé směsi i osobní vůně na míru. Vystudovala ZČU v Plzni a Institut Aromaterapie v Praze a v současné době studuje Tradiční čínskou medicínu. Je členkou Asociace českých aromaterapeutů.
Michaela Lusílija Makulová