PLANTEESKTRAKTER I HUDPLEJE

Naturen er en kilde til mange stoffer med vidt forskellige egenskaber. Det er derfor ikke underligt, at man gennem mange år har fundet – og stadig finder – interessante stoffer i naturen. Der er eksempelvis virkelig mange lægemidler, der er direkte fra, eller i hvert fald inspireret af, stoffer fra naturen. På andre områder spiller naturstoffer også vigtige roller – for eksempel i kosmetik, hvor naturstoffer efterhånden får en mere og mere fremtrædende plads.

EKSTRAKTIONER I KOSMETIK

Naturen har nemlig ofte udviklet egenskaber som er meget brugbare og kan være svære at fremskaffe på anden vis. Eksempelvis indeholder planter mange interessante antioxidanter, anti-inflammatoriske, antimikrobielle, rensende, eksfolierende, barriereopbyggede og fugtgivende stoffer. Et eksempel er Rooibos, med det latinske navn Aspalathus Linearis. Ekstrakter af denne plante kan have betydelige antioxidative og antibakterielle egenskaber, som kan gavne en uren hud. Et andet godt eksempel er den gammelkendte lægeplante kamille, med det latinske navn Anthemis Nobilis, hvor man oftest bruger blomsterhovederne til at udtrække stoffer med blandt andet anti-inflammatoriske egenskaber. Et par af de aktive stofferne fra kamille er Chamazulene og α-Bisabolol. Et tredie eksempel kunne være ekstrakt af figenkaktussen, Opuntia Ficus-indica, som har gode fugtgivende og antioxidative egenskaber. Dyr kan naturligvis også lave interessante stoffer. Eksempelvis bier hvorfra vi får honning og bivoks, fisk hvorfra man kan udvinde fugtbevarende collagen samt silkeorme, hvorfra vi får silke, hvoraf man kan udtrække visse proteiner med interessante fugtgivende egenskaber for hud og hår. Måden, hvorpå man få fat i ønskede stoffer fra naturen er med forskellige ekstraktionsprocesser.

EKSTRAKTION OG EKSTRAKTIONSPROCESSER

Ekstraktion er processen, at adskille eller ekstrahere noget ud fra, hvor det oprindeligt var – en matrix. Der findes mange ekstraktionsteknikker og rigtig mange steder, hvor de bruges. Eksempelvis hjemme i køkkenet, på sygehuse, i rensningsanlæg, i virksomheder som laver fødevarer, lægemidler og råvarer til andre industrier og mange andre steder. Ekstraktion har også historisk set være af stor betydning.

Ekstraktion kan opdeles i flere forskellige typer og inddeles på forskellige måder. En overordnet inddeling kan være at skelne mellem, om den matrix man vil ekstrahere noget ud fra, er i fast eller flydende form. På samme måde kan man inddele efter om det ekstrationsmiddel, man bruger til at udvinde med er i fast, flydende eller gas-form. Generelt er typerne således væske/væske-ekstraktion, fast form/væske-ekstraktion, fast form/gas-ekstraktion eller væske/fast-form-ekstraktion.

I det følgende vil nogle forskellige ekstraktionsteknikker, som eksempelvis bruges til ekstraktion af plantematerialer, blive præsenteret.

MACERATION
Maceration er en relativ simpel fast-form/væske-ekstraktionsteknik, hvor materialet, man vil ekstrahere fra lægges i blød i solventen ved stuetemperatur i minimum 3 dage med jævnlig omrøring, og derefter filtreret. Denne teknik bruges blandt andet i vinfremstilling (den første gæringsproces).

Man kan bruge forskellige solventer, som er flydende ved stuetemperatur i maceration. Typisk bruges der en del solvent ved denne teknik, men til gengæld er den skånsom over for varmefølsomme stoffer i plantematerialet.

INFUSION
Infusion er også en simpel teknik, hvor solventen, som ofte er vand, er kold eller varm (kogepunkt) eller et sted derimellem. Ekstraktionstiden er normalt i minutter efterfuldt af filtrering og ofte vil forholdet mellem materialet of solventen være fastlagt. The-brygning er infusion. Ved denne teknik får man stoffer ud som relativt hurtigt opløses i solventen (afhængig af ekstraktionstiden).

Der er en meget lignende teknik som kaldes ”digestion”, hvor man varmer solventen lidt under ekstraktionen, hvorved man får trukket lidt flere stoffer ud af materialet.

DEKOKTION
Ved dekoktion bruges ofte vand ved kogepunktet som solvent. Forholdet mellem materiale og solvent (eksepmelvis 1:4) og ekstraktionstiden (typisk i minutter) er normalt fastlagt. I nogle tilfælde koges ekstraktet under ekstraktionen således at mængden af solvent reduceres, hvorved det resulterende ekstrakt bliver koncentreret inden det filtreres. Denne teknik bruges til nogle typer kaffebrygning. I forhold til maceration og infusion får man også lidt mere olie-opløselige stoffer ud af materialet. Teknikken er ikke egnet til varmelabile stoffer.

PERKOLATION
Perkolation ligner de forrige teknikker, men her lader man solventen trænge ned igennem et lag af materialet, man vil ekstrahere. Ofte bruges et tragtformet udstyr hvori man placerer sit materiale, som kan være fugtet med solventen først i noget tid inden man hælder det kolde eller varme solvent over og lader det trænge langsomt igennem (i nogle tilfælde lader man de trække noget tid inden tragten åbnes forneden og ekstraktet drypper ud). Denne teknik kendes blandt andet fra kaffebrygning.

VARM KONTINUERT (REFLUX) EKSTRAKTION – SOXHLET
I denne ekstraktionsteknik bruges normalt et særligt lukket udstyr kaldet en ”Soxhlet” (opkaldt efter opfinderen, Franz von Soxhlet), hvor det findelte materialet, man vil ekstrahere, er placeret i en særlig beholder, mens solventen er i en kolbe nedenunder. Solventen bliver opvarmet under omrøring, således at dens dampe stiger opad i Soxhletten, kondensere ved i et svalerør og drypper ned i beholderen med materialet, hvor ekstraktionen finder sted. Når denne beholder bliver fuld ledes ekstraktionsvæsken ned i kolben og således fortsætter denne reflux-process et antal gange. Denne process bruger mindre solvent i forhold teknikkerne beskrevet ovenfor, men er ikke egnet til varmelabile stoffer. Man kan bruge forskellige solventer til denne teknik, som vil afgøre sammensætningen af det endelige ekstrakt. Teknikken bruges blandet andet i laboratorieundersøgelser af miljøprøver og fødevarer.

EKSTRAKTION MED VÆSKE UNDER TRYK
Denne teknik kaldes også accelereret solvent ekstraktion og er som navnet siger ekstraktion med en solvent i væskeform under højt tryk (typisk 50-100 Atm) – og opvarmet, så solventen forbliver i væskeform. Det er en relativt hurtig og effektiv ekstraktion og mængden af solvent er relativ lav. Solventen kan eksempelvis være ethanol og vand.

SUPERKRITISK VÆKSE-EKSTRAKTION
Denne teknik er blandt de nyere teknikker, hvor man i stedet for en solvent, der er i væskeform under normalt tryk og temperatur, bruger en solvent som normalt vil være på gas-form men via en kombination af højere tryk og temperatur (afhængig af gassens kritiske punkt) kommer det på en superkritisk væskeform, som har en høj densitet og egenskaber der lidt ligner væske og gas. Det giver særlige ekstraktionsegenskaber, som kan justeres med tryk og temperatur. Det mest almindelig solvent er CO2, som man får på superkritisk væske-form ved et tryk over 73 Atm og en temperatur over 31 °C. Det er dermed egnet til at ekstrahere varme-følsomme stoffer som nogle duftende olier. Andre fordele er at CO2 er et sikkert stof, billigt, ikke miljøskadelig og solventen (CO2) let kan fjernes, så man har sit ekstrakt uden solvent efter ekstraktionen. CO2 har dog nogle begrænsninger (ligesom aldre solventer) med hensyn til, hvilke stoffer den kan ekstrahere – det er primært de mere lipofile stoffer, der bliver ekstraheret. Dette kan man afhælpe lidt ved at tilsætte små mængder af nogle andre stoffer til CO2 som ethanol. Denne teknik bruges blandt andet til at reducere koffeinindhold i kaffe og til visse planteekstrakter, som essentielle olier og oleoresiner.

ULTRALYD-, MIKROBØLGE- OG ENZYME-ASSISTERET EKSTRAKTIONSTEKNIKKER
Man kan øge udbyttet af ekstraktionsprocessen ved at “tilføje” forskellige teknikker:

Med ultralyd (Sonikation) tilføjes en ultralydfrekvens mellem 20 og 2000 kHz til ekstraktionen, hvilket bl.a. øger permeabiliteten af cellevæggene i materialet og dermed facilitere frigørelsen af stoffer fra materialet, så ekstraktionstiden kan forkortes og mindre solvent skal bruges.  En ulempe ved ultralyd er, at det kan ændre på nogle naturstoffer, såedes at der bliver produceret frie radikaler.

Med mikrobølger dannes varme ved at interagere med polære stoffer som vand, hvilket øger ekstraktionsudbyttet på kortere tid og reducerer solventforbruget. Det er ikke egnet til varmelabile stoffer og opvarmningsprocessen er ikke helt jævn under ekstraktionen.

Enzymer kan blandt andet hjælpe med at nedbryde cellevægge og membraner i materialet og dermed facilitere frigørelsen af stoffer fra materialet.

HYDRO-DESTILLATIONSTEKNIKKER
Disse teknikker bruges primært til at ekstrahere flygtige stoffer såsom essentielle olier. Der er lidt forskellige teknikker, men grundlæggende går det ud på at bruge varmt vand eller vanddampe eller dampe fra andre solventer til at udvinde stoffer fra materialet. De volatile stoffer kommer på gasform i den lukkede beholder og kondenserer sammen med solventen til en væske, hvorefter de to komponenter kan adskilles. Man vil ofte forsøge at holde temperaturen så lav som mulig, da mange volatile stoffer fra planter er følsomme overfor temperatur. Dampdestillation er den mest almindelig teknik til ekstraktion af essentielle olier.    

PRESNING
Ved presning bliver (typisk) olier simpelt hen presset ud af de kirtler, hvori planten producerer dem. Det er ikke alle plantematerialer, der er egnet til denne teknik, og den er normalt ikke helt så effektiv som solvent-ekstraktion. For at optimere udnyttelsen af plantematerialet, vælger man derfor ofte at lave en ”ekstra” ekstraktion med solvent, så man får trukket flere af de ønskede stoffer ud.

Presningsprocessen bruges normalt til frisk plantemateriale, uden brug af solvent (plantemateriale vil indeholde væske) og kan være varm eller kold – teknikken bruges blandt andet til koldpresset olivenolie. En type essentielle olier som typisk fremstilles ved presning, er citrus-skal-essentielle olier.

Kilder:

  • Zhang, QW., Lin, LG. & Ye, WC. Techniques for extraction and isolation of natural products: a comprehensive review. Chinese Medicine 13, 20 (2018)
  • Azwanida, NN. A Review on the Extraction Methods Use in Medicinal Plants, Principle, Strength and Limitation. Medicinal and Aromatic plants 4 (2015): 1-6
  • Patel, K., Panchal, N., Ingle, P., Review of Extraction Techniques – Extraction Methods: Microwave, Ultrasonic, Pressurized Fluid, Soxhlet Extraction, Etc. International Journal of Advanced Research in Chemical Science 2019, 6(3): 06-21
  • Handa, S. S., Khanuja, S. P. S., Longo, G. & Rakesh, D. D. (2008). Extraction Technologies for Medicinal and Aromatic Plants. United Nations Industrial Development Organization and the International Centre for Science and High Technology
  • Berkem website. Plant Extraction: the heart of Berkem’s trade. Lokaliseret 3. Juli 2021: https://www.berkem.com/en/expertise-en/plant-extraction