Olejki eteryczne i inne roślinne substancje

Olejki eteryczne i inne roślinne substancje

14 |
15
Olejki eteryczne
i inne roślinne substancje zapachowe stosowane w perfumerii,
kosmetykach i innych wyrobach, którym nadaje się zapach
Dr inż. Władysław S. Brud
Pollena-Aroma Sp. z o.o.
Jaśmin Maroko
Fot. Władysław S. Brud
Olejki eteryczne stanowią najliczniejszą grupę roślinnych substancji zapachowych stosowanych w kompozycjach
zapachowych do perfumowania wyrobów i otoczenia człowieka. Są również powszechnie stosowane w produkcji
aromatów spożywczych. Ich liczba i różnorodność powodują, że są często błędnie traktowane w literaturze
popularnej, ale także i w artykułach technicznych, jako uniwersalne określenie wszystkich substancji zapachowych
otrzymywanych z roślin (1).
S
zczegółowe definicje i charakterystyka
substancji zapachowych otrzymywanych z roślin zawarte są w normie ISO 9235
„Aromatic natural raw materials – Vocabulary”, której najnowszą wersję opublikowano w 2013 r. Wersja polska Norma
ISO-PN-86497, 1998 „Naturalne surowce
zapachowe i aromatyczne. Terminologia”
została opracowana na podstawie normy
ISO z 1997 r.
Według ISO olejek eteryczny to produkt
otrzymany z roślin lub ich części:
• przez destylację z wodą (hydrodestylacja); destylację wodno-parową lub
parą wodną,
• w procesie mechanicznym z naowocni (owocni) owoców cytrusowych,
zwanej skórką,
• przez suchą destylację, oddzielany
od warstwy wodnej metodami fizycznymi.
Tak sformułowana definicja nie budzi
żadnych wątpliwości co do pochodzenia
i metod otrzymywania olejków eterycznych.
Tym samym eliminuje z produktów określanych tą nazwą wszystkie otrzymywane
innymi metodami, a szczególnie metodami ekstrakcji. Są one szczegółowo opisane
w tej samej normie. Warto dodać, że
w normie ISO 3218 (2014) „Essential Oils
– Principles of nomenclature” przyjmuje się,
że w nazwie olejku musi pojawić się słowo
„eteryczny” (ang. Essential, fr. Essentielle),
co oznacza, że prawidłowa nazwa olejku lawendowego brzmi „olejek eteryczny
z lawendy” (lub „olejek eteryczny lawendowy” ang. Essential oil of lavender, fr. Huile
essentielle de lavande).
Olejki eteryczne to lotne produkty
roślinne otrzymywane w zależności od surowca z różnych części roślin – kwiatów,
owoców, nasion, liści, kory, drewna, gałązek, całego ziela, korzeni (2,3). W wielu
przypadkach ta sama roślina wytwarza
3/2015
kilka różnych olejków. Przykładami mogą
być olejki z cytrusów, które obejmują różne olejki wytworzone ze skórki owoców,
z kwiatów (neroli) i z liści(petitgrain), olejki z cynamonowca – różne z kory i z liści,
podobnie goździkowca – różne z wysuszonych pąków kwiatowych i liści itd. Zgodnie
ze wspomnianą wyżej normą ISO 3218,
w każdym przypadku, gdy z rośliny można
otrzymać więcej niż jeden olejek eteryczny, konieczne jest podanie w nazwie olejku z jakiej części rośliny został otrzymany.
Np. olejek eteryczny cynamonowy z kory
i olejek eteryczny cynamonowy z liści. Brak
szczegółowej wiedzy na ten temat, zarówno
wśród konsumentów, jak i często pracowników przemysłu, w którym stosuje się olejki,
powoduje szereg nieporozumień, a także
nadużyć (4). Warto przy okazji dodać, że do
celów prawnych i handlowych w przemyśle
kosmetycznym istnieje obowiązek stosowania nazewnictwa składników według
systemu INCI (International Nomenclature
e-wydanie do pobrania na:
www.farmacom.com.pl
of Cosmetic Ingredients). W tym systemie
uwzględnione są podane wyżej zasady nazewnictwa w stosunku do olejków (np. konieczność podania łacińskiej nazwy rośliny
i jej części, z której olejek otrzymano) i tak
w przypadku olejków cynamonowych będą
to Zinnamomum Zeylanicum Bark Oil i Zinnamomum Zeylanicum Leaf Oil. W odniesieniu do olejków cytrusowych dodatkowo
należy określić sposób otrzymania. W zasadzie przyjmuje się, że olejki te są wytłaczane lub odwirowywane ze skórek owoców.
Jednakże wysokie ceny niektórych olejków
cytrusowych (grejpfrutowy, mandarynkowy)
przy dużym zapotrzebowaniu powodują, że
wytłoki poddaje się destylacji z parą wodną, otrzymując dodatkową porcję olejku, ale
o wiele niższej jakości. Taki olejek powinien
być opisany jako „destylowany”.
Ten sam problem precyzyjnego określenia jakości powstaje w związku z różnorodnością olejków, wynikającą z ich pochodzenia i metod wytwarzania. Pochodzenie ma
istotny wpływ na jakość olejków. Ta sama
róża z gatunku Rosa damascena, a więc
najszlachetniejszego gatunku róży, da inny
olejek z upraw w dolinie róż w Bułgarii
(najcenniejsze) niż z Turcji czy Maroka. Najwyżej ceniony francuski olejek eteryczny z
lawendy Lavandula angustifolia ma wyraźnie inny zapach niż ten sam olejek z upraw
e-wydanie do pobrania na:
www.farmacom.com.pl
na Bałkanach czy w północnej Afryce lub
Chinach. W wielu przypadkach pochodzenie geograficzne jest tak istotne, że mamy
do czynienia z praktycznie różnymi olejkami. Wtedy norma ISO wymaga podawania
w nazwie kraju pochodzenia np. olejek eteryczny z czarnego pieprzu z Indii i olejek
eteryczny z czarnego pieprzu z Madagaskaru. Ta zasada jest również stosowana do
olejków specjalnych odmian, uprawianych
tylko na niewielkich obszarach (np. Olejek
eteryczny lawendowy Mailette – specyficzna odmiana pochodząca z Prowansji). Metody wytwarzania, choć oparte o tą samą,
znaną od ponad 5000 lat zasadę destylacji
z wodą lub parą wodną, mogą dawać olejki o różnej jakości, wynikające ze sposobu
zbioru, transportu i przechowywania surowca, poziomu technicznego aparatury
do destylacji itd. Inny będzie olejek mięty
pieprzowej otrzymany w polowej destylarni
na rodzinnej plantacji w Wietnamie od tego
samego wyprodukowanego w zmechanizowanej destylarni w USA, obsługującej plantacje o powierzchni kilkuset hektarów. Również warunki klimatyczne, techniki suszenia
(na plantacji, w zmechanizowanych suszarniach) jeśli są niezbędne, metody fermentacji i inne procesy, indywidualne dla każdego
olejku, mają ogromny wpływ na efekt końcowy, czyli jakość zapachową olejku.
3/2015
Jeszcze większe różnice w zapachu
i w składzie występują w olejkach z różnych chemotypów tej samej rośliny. Przykładem mogą być chemotypy olejku bazyliowego (z Ocimum basilicum L.) – linalolowy, metylochawikolowy, linalolowo-metylochawikolowy, linalolowo-eugenolowy
i linalolowo-cynamonowy. Norma ISO
nakazuje podawanie przy nazwie olejku
jego chemotypu. Dodatkowo problem
nazewnictwa komplikuje używanie w języku potocznym i nazwach handlowych
tego samego określenia do olejków z różnych odmian rośliny. Dobrym przykładem
jest nadal olejek bazyliowy otrzymywany
z odmian Ocimum gratisimum, Ocimum
canum, Ocimum minimum i odmiany Reunion. Różnią się one istotnie składem,
a więc i zapachem. Co prawda ten ostatni
problem rozwiązuje obowiązek stosowania nazw INCI, ale to dotyczy tylko kosmetyków i niebawem wyrobów chemii
gospodarczej. W innych obszarach, gdzie
stosuje się olejki eteryczne, o pomyłki
i nadużycia bardzo łatwo.
Warto w tym miejscu dodać, że prawie
wszystkie olejki są objęte tzw. Normami
Przedmiotowymi ISO czyli normami, które
opisują właściwości poszczególnych olejków.
Ich zestawienie obejmujące nazwę łacińską
rośliny, rodzinę, nazwę potoczną angielską
16 |
17
i francuską, numer normy przedmiotowej
i opis części rośliny z której olejki otrzymano
zawiera Norma ISO 4720 „Essential Oils –
Nomenclature”. Poza tym Komitet Techniczny ISO TC-54 Olejki Eteryczne ustala również
normy metodyczne dotyczące sposobów
badania parametrów zawartych w normach
przedmiotowych. Najważniejszym elementem tych ostatnich jest chromatogram gazowy i zawartość głównych składników. Oczywiście biorąc pod uwagę różnice w składzie
olejków, wynikające z wielu przyczyn, w tym
także warunków klimatycznych w danym
roku, dane w normie obejmują pewien zakres wartości. Stąd też olejek zgodny z normą nie zawsze będzie zgodny z wymaganą
jakością zapachową. Dlatego prawidłowy dobór olejków do określonych celów wymaga
doskonałego zaplecza analitycznego z MS-GLC i kadry wykwalifikowanych perfumiarzy, którzy potrafią ocenić zapach i jego
zgodność z wzorcem.
Poza samymi olejkami w wersji pierwotnej, czyli otrzymanej bezpośrednio z surowca
roślinnego, w kompozycjach zapachowych
i innych produktach stosuje się produkty
przerobu olejków eterycznych. Kategorię
produktów naturalnych zachowują tylko te
produkty przerobu olejków eterycznych, które poddano wyłącznie fizycznym procesom
technologicznym (destylacja, rektyfikacja,
krystalizacja itp.). Wszystkie one są dokładnie
zdefiniowane we wspomnianej wyżej normie
ISO 9235. Dla przykładu można podać:
• olejek eteryczny rektyfikowany –
olejek eteryczny poddany destylacji
frakcjonowanej w celu zmiany zawartości określonych składników,
• olejek eteryczny odterpenowany –
olejek eteryczny, z którego usunięto
Pole lawendy Kawon Gostyn
większość węglowodorów monoterpenowych,
• olejek eteryczny odseskwiterpenowany – olejek eteryczny, z którego
usunięto większość węglowodorów
mono i seskwiterpenowych,
• olejek eteryczny zubożony – olejek
eteryczny, z którego składnik „x” został częściowo lub całkowicie usunięty,
• olejek wielokrotnie frakcjonowany –
olejek eteryczny, w którym zwiększono zawartość wybranych składników
metodami fizycznymi.
Produktami pochodnymi olejków są także izolaty, czyli pojedyncze składniki wyodrębnione metodami fizycznymi. Przykładem
izolatu jest mentol otrzymywany przez krystalizację z olejku Mentha arvensis głównie
w Indiach i w Chinach.
Osobnym zagadnieniem jest niezwykle
modne i niestety nadużywane w celach marketingowych określenie „ekologiczne” lub
„organiczne” (4). W odniesieniu do olejków
otrzymywanych przez destylację z parą wodną te określenia nie mają praktycznie żadnego znaczenia, ponieważ w procesie technologicznym olejek zostaje oczyszczony np.
z pestycydów czy insektycydów. Z tego powodu nie ma żadnej możliwości analitycznego stwierdzenia, czy olejek pochodzi z plantacji „organicznej”, czy nie. Nie dotyczy to olejków cytrusowych wytłaczanych, ponieważ
wszystkie zastosowane środki ochrony roślin
zostają na skórkach owoców i pojawiają się
w olejkach. Stąd np. ważne jest oznaczanie
pestycydów w olejkach cytrusowych przeznaczonych do celów spożywczych.
Do produktów klasyfikowanych podobnie jak olejki eteryczne należą wody
pozostałe w procesie destylacji materiału
Fot. Władysław S. Brud
3/2015
roślinnego z parą wodną i oddzieleniu olejku. Choć na ogół są zawracane do procesu,
mogą być wydzielane i stosowane w kosmetykach. Są to tzw.:
Wody aromatyczne
(Podestylacyjne)
Destylaty wodne pozostające w procesie destylacji z parą wodną po oddzieleniu
olejku eterycznego. (np. woda różana, woda
lawendowa, woda neroli).
Wszystkie inne roślinne substancje zapachowe, otrzymywane innymi metodami
niż opisane powyżej, nie są olejkami eterycznymi.
Dotyczy to przede wszystkim produktów otrzymywanych przez ekstrakcję. Należą do nich:
Fot. Władysław S. Brud
Rozmaryn Monaco
Konkrety
Otrzymywane z materiału roślinnego
poprzez ekstrakcję rozpuszczalnikiem niepolarnym (benzyna, eter naftowy, heksan
itp.) i oddestylowanie rozpuszczalnika (często pod zmniejszonym ciśnieniem). Stanowią mieszaninę składników lotnych (zapachowych) i wosków. Stałe lub półpłynne,
woskowate. np. konkret jaśminu, konkret
fiołka, konkret róży, konkret lawendy.
Pomady
Otrzymywane z materiału roślinnego
poprzez ekstrakcję tłuszczem na gorąco
lub na zimno (metoda enfleurage). W takiej
formie były stosowane w starożytności jako
gotowe perfumy. Były produkowane z pojedynczych roślin lub mieszanin. Konsystencja zależna od użytego tłuszczu. Np. pomada z tuberozy, pomada jaśminowa.
Absoluty
Otrzymywane przez ekstrakcję konkretów i pomad alkoholem etylowym i oddestylowanie rozpuszczalnika. Produkowane
z roślin, których ze względów technicznych lub ekonomicznych nie daje się
destylować z parą wodną. Gęste ciecze,
często, w celu poprawienia konsystencji,
stosowane z dodatkiem rozpuszczalnika
kosmetycznego (glikol dwupropylenowy,
mirystynian izopropylu) i błędnie nazywane „olejkami”. Nie mogą być stosowane
w aromaterapii. Wyłącznie w formie absolutów występują m.in. jaśmin, tuberoza,
fiołek, mech dębowy i drzewny. W niektórych przypadkach w perfumerii stosuje się
równocześnie olejki i absoluty np. róży,
neroli, lawendy. Różnią się istotnie składem i zapachem, często absolut daje lepsze efekty zapachowe niż olejek.
e-wydanie do pobrania na:
www.farmacom.com.pl
Żywice i inne wydzieliny
Produkty wydzielane przez rośliny samoistnie lub po skaleczeniu: guma (np. guma
arabska), gumożywica (np. guma szelakowa, benzoe), gumoolejkożywica (mirra, galbanum, olibanum, opoponax), olejkożywica
(sosnowa, gurjum), balsam (peruwiański,
tolutański, styraks). Różnią się zawartością
wielocukrów (gumy) i składników żywicznych. Bardzo rzadko stosowane w perfumerii w formie nieprzerobionej. Stanowią półprodukt w procesach destylacji (olejki) lub
ekstrakcji (rezinoidy, nastawy, ekstrakty).
Rezinoidy
Produkty ekstrakcji żywic i innych wydzielin rozpuszczalnikiem niepolarnym –
glikol dwupropylenowy lub ftalan (z całkowitym lub częściowym usunięciem rozpuszczalnika). Np. rezinoid galbanum, rezinoid
mirra, rezinoid olibanum.
Tinktury
Zwane „nalewkami” lub błędnie „nastawami”, otrzymywane przez macerację
surowca roślinnego alkoholem etylowym
lub innym rozpuszczalnikiem. Np. tinktura
waniliowa, tinktura tonka.
Koncentraty lotne
Otrzymywane przez wymrażanie lotnych
substancji zapachowych wydzielających
się w procesie zagęszczania soków owocowych. Zawierają niskocząsteczkowe substancje zapachowe, głównie estry alifatyczne. Stosowane w aromatach spożywczych
i w perfumerii do zapachów „owocowych”. Np.
koncentrat jabłkowy, koncentrat gruszkowy.
e-wydanie do pobrania na:
www.farmacom.com.pl
Produkty procesów
mikrobiologicznych
W perfumerii w praktyce stosuje się
tylko olejek drożdży winnych otrzymywany z drożdży pozostałych po fermentacji wina. Niektóre składniki aromatów
spożywczych są otrzymywane tą metodą
i uznawane za naturalne.
Żadne z wymienionych wyżej substancji nie mogą być nazywane olejkami
eterycznymi. Jest to szczególnie istotne
w dwu obszarach. Po pierwsze w aromaterapii, w której olejki eteryczne stosuje się
jako substancje czynne . W tej dziedzinie
pod żadnym pozorem nie dopuszcza się
produktów, które miały kontakt z rozpuszczalnikami petrochemicznymi lub są roztworami substancji zapachowych w tych
rozpuszczalnikach. Dlatego też oczywistym
fałszerstwem jest nazywanie olejkiem
eterycznym jaśminu roztworu absolutu
w glikolu dwupropylenowy lub ftalanie. Nie
ma olejków eterycznych jaśminu, tuberozy, mchu dębowego itp. Warto dodać, że
są pachnące rośliny, z których, poza metodami chromatograficznymi (headspace
– do celów analitycznych), nie można przy
pomocy żadnej opłacalnej technologii wydobyć lotnych składników zapachowych.
Można tu wymienić tak popularne zapachy
jak: bez, konwalia, orchidea, kwiaty fiołka,
wrzos, piżmo itd. Olejki sprzedawane z takimi nazwami to najczęściej syntetyczne
kompozycje zapachowe. Pewnym wyjątkiem są wspomniane wyżej koncentraty
lotne, które w zasadzie spełniają wymagania czystości biologicznej stawianej
3/2015
olejkom eterycznym. Są one jednak stosowane głównie w aromatach spożywczych.
Dyskusyjne są jeszcze dwie grupy produktów. Pierwsza z nich to ekstrakty przy
pomocy ciekłego dwutlenku węgla. W zasadzie po ekstrakcji rozpuszczalnik odparowuje w całości, ale tylko jeśli był absolutnie pozbawiony zanieczyszczeń. A jest
to przecież produkt syntezy chemicznej.
Druga grupa to produkty otrzymane w procesach biotechnologicznych. O ile olejek
drożdży winnych, od dawna znany i stosowany, nie budzi wątpliwości ze względu na
całkowicie naturalny sposób otrzymywania
surowca, o tyle produkty zapachowe, otrzymywane w procesach biotechnologicznych
z użyciem mikroorganizmów, dotąd uznawanych za „naturalne” (ważne w aromatach spożywczych), zaczynają budzić wątpliwości. Jak się bowiem okazuje, producenci w celu uzyskania lepszej wydajności
i jakości wprowadzają do procesu czynne
mikroorganizmy genetycznie modyfikowane. Ta sytuacja rodzi problem, będący
przedmiotem żywej dyskusji.
O ile z punktu widzenia kompozycji zapachowych, stosowanych w standardowych
produktach, wymagających nadania przyjemnego zapachu, wszystkie wymienione
wyżej substancje zapachowe mogą znaleźć
zastosowanie, o tyle w kilku dziedzinach
tylko olejki eteryczne zdefiniowane, jak
podano wyżej, mogą spełnić wymagania
odbiorców. Dotyczy to w pierwszym rzędzie
aromaterapii, gdzie dopuszczalne jest stosowanie wyłącznie olejków eterycznych, ale
także kosmeceutyków i kosmetyków „naturalnych”, w których składniki syntetyczne
nie są akceptowane. Oczywiście olejki eteryczne są stosowane w aromatach spożywczych. Dlatego tak istotna jest powszechna
znajomość wszystkich cech charakterystycznych poszczególnych rodzajów substancji zapachowych i różnic, jakie między
nimi występują, a szczególnie znajomość
ich jakości (4).
Literatura
1.
Blezień-Ruszaj M.: „Świat Przemysłu Kosmetycznego”, 2015 nr 2 s. 56-60.
2.
Brud W.S., Konopacka-Brud I.: Podstawy
Perfumerii. Łódź, 2009.
3.
Brud W.S., Konopacka-Brud I.: Pachnąca
Apteka – Tajemnice Aromaterapii. Wyd. III.
Łódź, 2008.
4.
Brud W.S.: Wymagania jakościowe dotyczące
olejków eterycznych stosowanych w przemyśle
kosmetycznym i chemii gospodarczej. „SOFW
Journal”, wyd.polskie, 2009 nr 4 s. 12-24.