Olejki eteryczne i inne roślinne substancje
Transkrypt
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.