Как се произвеждат растителни екстракти: ръководство за купувачи

Спецификацията на един екстракт е кратък документ. Вид, растителна част, съотношение, процент на маркера, разтворител, носител, няколко гранични стойности. Зад всеки от тези редове стои решение, което някой е взел във фабрика, а решенията си влияят взаимно: сменете разтворителя и процентът на маркера се променя, сменете метода на сушене и разтворимостта се променя, сменете размера на частиците на суровината и се променят както времето за екстракция, така и добивът. Купувачите, които разбират процеса, преговарят по правилните променливи. Купувачите, които не го разбират, в крайна сметка сравняват две числа, получени по различни пътища и изобщо несравними.

Това ръководство проследява производството на растителни екстракти в реда, в който то действително протича — от постъпващия растителен материал до запечатания варел с прах — и отбелязва точките, в които купувачът може да инспектира, да задава въпроси или да специфицира. То умишлено е насочено към процеса: за стратегическото сравнение между двата доминиращи пътя с разтворител вижте нашето ръководство за екстракция с CO2 срещу етанол, а за това как се определят и как се злоупотребява със съотношенията и маркерите — ръководството за стандартизация на екстракти, което разглежда подробно точно този въпрос.

Стъпка 1: подготовка на суровината

Нищо по-надолу по веригата не може да спаси лош входящ материал. Този етап решава по-голямата част от това какъв ще бъде готовият екстракт.

Идентичност. Трябва да се потвърди, че растението е от декларирания вид и че е декларираната растителна част. Коренът, листът, цветът, плодът и кората на едно и също растение имат различни профили на съставките, а подмяната на едното с другото е една от най-старите форми на фалшификация в търговията. Потвърждаването обикновено е макроскопско и органолептично, подкрепено с хроматографски отпечатък, когато стойността или рискът го оправдават.

Почистване и сортиране. Отстраняване на камъни, почва, метал, чужд растителен материал и повреден материал. Замърсяването с плевели не е козметичен въпрос: при няколко билкови категории съвместно прибраните плевели са източникът на замърсяване с растителни токсини, затова значение имат както дисциплината на полето, така и почистването.

Сушене и контрол на влагата. Материал, който пристига с влажност над целевата, или ще бъде досушен, или ще се развали. Температурата на сушене сама по себе си е решение за качеството, защото топлината отделя летливите вещества и може да разгради термочувствителните съставки.

Намаляване на размера. Смилане или нарязване до определен размер на частиците. По-малките частици се екстрахират по-бързо и по-пълно заради повърхността си, но прекомерното количество фина фракция причинява проблеми при филтрирането, образуване на канали в перколационните колони, а в крайния случай — уплътнен слой, който разтворителят заобикаля, вместо да премине през него. Добрият производител се цели в разпределение, а не в максимум.

Хомогенизиране на партидата. Смесване на постъпващите партиди до постоянен изходен състав — така производителят поема вариациите между реколтите, преди те да стигнат до вашата спецификация.

Въпроси на купувача на този етап: коя е растителната част, кой е регионът на произход, каква е входящата приемна спецификация, изпитва ли се входящият материал за остатъци от пестициди и тежки метали преди екстракцията или само след нея и какъв е целевият размер на частиците. Този последен въпрос отделя хората, които водят процес, от хората, които препродават такъв.

Стъпка 2: избор на разтворител

Разтворителят е решението с най-големи последици в цялата последователност, защото определя кои молекули напускат растението и кои остават. Изборът на разтворител следва полярността: полярните разтворители извличат полярни съединения, неполярните извличат липофилни, а смесите попадат по средата.

• Вода. Екстрахира полизахариди, някои гликозиди, минерали, танини и водоразтворими киселини. Евтина, напълно съвместима с храните, без въпрос за остатъчен разтворител. Недостатъци: нисък добив за липофилните активни вещества, висок микробен риск по време на екстракцията и голям обем вода за изпаряване след това, което означава топлина и разход.
• Етанол и водно-етанолни смеси. Работният кон на индустрията. Промяната на съотношението етанол-вода настройва полярността в широк диапазон, затова спецификациите посочват процент — 30% водно-етанолен екстракт и 80% такъв от същото растение са наистина различни продукти. Етанолът е добре приет в приложенията за храни и хранителни добавки и се възстановява и използва повторно лесно.
• Глицерин. Използва се там, където се изисква готов продукт без алкохол. По-ниска екстракционна сила за много съставки, а глицеринът остава в продукта като носител.
• Свръхкритичен CO2. Отличен за летливите и липофилните фракции, не оставя остатък от разтворител, работи при умерена температура. По-слаб за полярните съставки, освен ако не се добави съразтворител, например етанол. Капиталоемък, което се отразява в това за какво се използва.
• Други органични разтворители. Ацетон, хексан и други се срещат в някои промишлени процеси. Използването им в хранителни приложения е регулирано в ЕС, а където са разрешени, се прилагат гранични стойности за остатъците. Ако във вашата верига за доставки се появи разтворител, различен от вода, етанол или CO2, изпитването за остатъчен разтворител не е по избор — то е спецификацията.

Две неща трябва да фигурират в договора независимо от разтворителя: наименованието на разтворителя и неговата концентрация и граничната стойност за остатъчен разтворител с метода на изпитване. Екстракт, описан само като „разтворител: алкохол“, е недостатъчно специфициран, а „без разтворители“ като маркетингова фраза не означава нищо без стойност на остатъка.

Стъпка 3: самата екстракция

След като разтворителят е избран, механиката варира:

Мацерацията накисва смления материал в разтворител в статичен съд за часове или дни, понякога с разбъркване. Проста, щадяща, изискваща много разтворител и бавна.

Перколацията пропуска разтворителя през уплътнен слой материал в колона, така че пресният разтворител непрекъснато среща частично изчерпана растителна маса. По-ефективна е от мацерацията при същия обем разтворител и е чувствителна към уплътняването на слоя — затова разпределението на размера на частиците е толкова важно.

Противотоковата екстракция движи разтворителя и твърдата фаза в противоположни посоки през последователни степени, така че най-концентрираният разтворител среща най-изчерпания материал. Това е подходът с най-ефективно използване на разтворителя в промишлен мащаб и обичайният избор за непрекъснато производство.

Подпомаганите методи — ултразвук и микровълни — подобряват масообмена и съкращават времето за екстракция. Те са подобрения, приложени към някой от горните методи, а не отделни философии.

Параметрите, които производителят контролира и за които с основание можете да попитате, са температура, време, съотношение разтворител-твърда фаза, брой степени на екстракция и разбъркване. Температурата е тази, която трябва да проучите: горещата, бърза екстракция дава добър добив и може да разгради точно съставките, които вашият маркер измерва. Ако екстрактът ви се определя от термочувствително съединение, попитайте каква е максималната температура на процеса на всеки етап, включително сушенето.

Стъпка 4: разделяне, избистряне и концентриране

Екстракцията дава течност, наситена с разтворени съставки, плюс суспендирани твърди частици.

Разделянето отстранява изчерпания растителен материал — пресоване, филтърпреси, декантери, центрофуги. Тук се губи добив, ако пресоването е непълно, и се губи бистрота, ако филтрирането е недостатъчно.

Избистрянето отстранява фините частици и понякога нежелани класове съединения. Дълбочинно филтриране, мембранно филтриране и, в някои процеси, обработка със смола. Обработката със смола заслужава да бъде разбрана, защото може селективно да обогати даден клас съединения, а екстракт, обогатен върху смола, е различен продукт от обикновен концентрат, дори и двата да носят едно и също видово наименование.

Концентрирането отстранява разтворителя, обикновено чрез изпаряване при понижено налягане. Вакуумът понижава точката на кипене, което предпазва термолабилните съставки; тук разликата между внимателния и небрежния производител често е невидима на хартия, но очевидна в цвета и аромата на готовия продукт. Изпарителите с падащ филм и с изтриван филм намаляват времето на престой при температура, което е важно за чувствителния материал.

Възстановяване на разтворителя. Възстановеният етанол обикновено се редестилира и използва повторно. Попитайте дали възстановеният разтворител се изпитва преди повторна употреба, защото преносът от предишен продукт е реален път за кръстосано замърсяване в завод с много продукти.

Стъпка 5: стандартизация

Стандартизацията е стъпката, която превръща концентрата в специфициран търговски продукт, и именно тук объркването у купувачите е най-голямо.

Има два отделни начина, по които се описва един екстракт:

• По съотношение (съотношение дрога-екстракт, DER). Например 10:1 — десет части изсушена суровина са дали една част готов екстракт. Съотношението описва процес, а не състав. То има смисъл само когато са посочени качеството на суровината, разтворителят и дали са добавени носители, защото добавянето на носител към нативен екстракт променя аритметиката, без да променя химията на растението.
• По съдържание на маркер. Например посочен процент от назована съставка, измерен по назован метод спрямо назован референтен стандарт. Това е по-информативно — при условие че знаете дали маркерът е активен маркер, аналитичен маркер, използван само за идентичност и постоянство, или измерване на клас съединения по неспецифичен метод.

Причината и с двете описания да може да се манипулира е, че и двете могат да бъдат коригирани след екстракцията: чрез смесване на по-силни и по-слаби партиди, чрез добавяне на носител или, при недобросъвестност, чрез добавяне на изолирано съединение, купено отделно, така че анализът да показва правилната стойност, докато екстрактът зад него е слаб. Неспецифичните колориметрични анализи се удовлетворяват особено лесно по този начин. Затова методът на анализ трябва да фигурира в сертификата за анализ и затова хроматографският отпечатък — целият профил, а не един пик — е практическата защита. Ръководството за стандартизация разглежда задълбочено таксономията на маркерите и формулировките в спецификацията, а нашето ръководство за CoA при растителните суровини — четенето на получения документ.

Стъпка 6: сушене и носители

Повечето насипни екстракти се доставят като прахове, което означава, че концентратът трябва да бъде изсушен.

Разпръсквателното сушене атомизира концентрата в поток горещ въздух. Бързо, непрекъснато, икономично и стандартният път. Почти винаги изисква носител — малтодекстрин, гума арабика, декстрин или подобен — защото повечето растителни концентрати са хигроскопични и лепкави и сами няма да образуват свободно течащ прах. Времето на контакт с горещия въздух е кратко, което ограничава термичното увреждане.

Вакуумното лентово сушене суши при понижено налягане и по-ниска температура, което дава по-щадящ термичен профил и често позволява по-малко носител или никакъв. По-бавно и по-скъпо.

Лиофилизацията е най-щадящият и най-скъпият метод, запазен за наистина термочувствителен материал.

Носителите не са фалшификация, когато са декларирани: те са физическа необходимост за работа с продукта. Стават проблем, когато не са декларирани, защото съдържанието на носител директно разрежда нативния екстракт. Спецификацията трябва да посочва идентичността и процента на всеки ексципиент, както и средствата за подобряване на сипливостта, например силициев диоксид. Два праха с едно и също обявено съотношение и различно съдържание на носител са различни продукти, а по-евтиният обикновено е по-евтин точно поради тази причина.

Завършващите стъпки — пресяване до спецификация по размер на ситото, смесване за хомогенизиране, детекция на метал, опаковане при контролирана влажност във варели с вложка — определят как материалът ще се държи във вашия собствен завод.

Стъпка 7: точки за контрол на качеството по целия процес

Микробиологичният контрол заслужава отделна бележка. Водните етапи са богати на хранителни вещества и топли; процесът трябва да контролира замърсяването в тези точки, а не да разчита на обработка накрая. Параметрите и тяхното тълкуване са разгледани в ръководството за микробните граници при растителните суровини.

Регулаторен контекст, който купувачът трябва да носи в разговора

Две области изненадват купувачите късно.

Първо, статутът на нова храна. Един екстракт не е автоматично разрешен в ЕС само защото растението е познато. Когато даден препарат няма значителна история на консумация в Съюза преди май 1997 г. — а нов път на екстракция или значително по-висока концентрация могат да създадат точно такава ситуация — може да се изисква разрешение по Регламент (ЕС) 2015/2283. Нашето ръководство за риска от нова храна обяснява как да оцените това, преди да се обвържете с рецептура.

Второ, функцията, която екстрактът изпълнява във вашия продукт. Екстракт, добавен за вкус или аромат, може да попадне в рамката за ароматизантите на Регламент (ЕО) № 1334/2008, докато същата растителна суровина, използвана за технологичен ефект, може да се третира като добавка, а използваната като характеризираща съставка не е нито едното, нито другото. Класификацията променя етикетирането и досието ви. Уредете я преди мащабирането, а не след него. За по-широката картина на доставките в ЕС за марките хранителни добавки и храни вижте нашето ръководство за снабдяване с растителни екстракти.

Какво да попитате производителя и кои отговори трябва да ви притеснят

1. „Коя растителна част, от кой регион и как се потвърждава идентичността?“ Колебанието тук е дисквалифициращо.
2. „Кой разтворител, с каква концентрация и какви са граничната стойност и методът за остатъчен разтворител?“ „Натурален разтворител“ не е отговор.
3. „Каква е максималната температура на процеса, включително сушенето?“ Има значение за всеки термочувствителен маркер.
4. „Това нативен екстракт ли е, или съдържа носител, и с какъв процент?“ Отговорът трябва да е число.
5. „Кой метод на анализ и кой референтен стандарт стоят зад процента на маркера?“ Неспецифичен метод зад високо обявено число е предупредителен знак.
6. „Мога ли да видя хроматографски отпечатък на скорошна партида?“ Най-добрият единичен документ срещу фалшификация, с който разполагате.
7. „Заводът с много продукти ли е и как се контролират кръстосаното замърсяване и повторната употреба на разтворителя?“ Особено важно, ако имате ограничения за алергени.
8. „Какви данни за стабилност съществуват и при какви условия?“ Ако няма такива, изследването за стабилност сте вие.

Arovela доставя насипни растителни суровини и растителни екстракти на купувачи в ЕС и Украйна, като работи в рамките на системите за управление ISO 22000, ISO 9001 и ISO 27001, с преработка в Съндъргъ, Балъкесир, и дистрибуционен склад в Золинген, Германия. Работим с документация за конкретната партида — DER, маркер, метод, декларация за носителя, изпитване за остатъчен разтворител и замърсители — и сме също толкова готови да ви кажем, когато спецификация, която са ви офертирали другаде, не излиза. Този разговор не струва нищо и е спестил много на купувачите.

Често задавани въпроси

По-високото съотношение дрога-екстракт винаги ли означава по-силен екстракт?

Не. Съотношението описва колко суровина е вложена спрямо готовото тегло и може да бъде завишено чрез използване на по-нискокачествена суровина или чрез сравняване на екстракти с различно съдържание на носител. Два екстракта 10:1 от едно и също растение могат да се различават съществено по съдържание на маркер. Сравнявайте по процента на маркера, метода на анализ и декларираното съдържание на носител заедно.

Какво ниво на остатъчен разтворител да приема?

Това зависи от разтворителя и от пазара. Етанолът се третира като разтворител с ниска токсичност и се допуска при относително високи остатъчни нива от основните фармакопеи, докато разтворителите от по-рисковите класове имат далеч по-строги граници. Важното е спецификацията да назовава разтворителя, да посочва числена граница и да назовава метода на изпитване, а сертификатът за анализ да отчита реална стойност, а не „съответства“.

Защо двама доставчици дават много различни срокове за един и същ екстракт?

Обикновено защото единият взема каталожен артикул от рафта, а другият провежда кампания по вашата спецификация. Индивидуалната стандартизация включва закупуване на суровина, производствена серия, работа по аналитичния метод и цикъл на освобождаване. Попитайте кое от двете ви офертират, защото това променя както срока, така и доколко възпроизводима ще бъде следващата партида.

Може ли екстракт да се произведе без никакъв носител?

Понякога. Съществуват нативни прахове без носител, обикновено получени по по-щадящи пътища на сушене, но много растителни концентрати са твърде хигроскопични, за да образуват стабилен свободно течащ прах без такъв. Ако липсата на носител е важна за вас, очаквайте различен метод на сушене, различно поведение при работа и различна структура на разходите и поискайте мостра, която е била съхранявана известно време, а не прясна.

Как да проверя дали към екстракта не е добавено изолирано съединение?

Единичен анализ на маркера не може да ви го каже. Хроматографският отпечатък на целия профил може, защото истинският екстракт показва съзвездието от сродни съединения, които растението произвежда, докато подправеният показва доминиращ пик без естествените му спътници. Поискайте отпечатъка на партидата, която купувате, и го сравнете с референтен профил.

Как да специфицирате екстракт, който можете да поръчате отново

Мерилото за спецификацията на един екстракт не е дали първата партида е добра. То е дали петата партида, от друга реколта, е разпознаваемо същият продукт. Това се постига, като се назоват растителната част, разтворителят, таванът на температурата на процеса, маркерът с неговия метод и носителят — и като се иска отпечатък, а не число.

Изпратете ни вида, маркера, по който работите, приложението и годишния обем и поискайте оферта. Ако спецификацията, която са ви дали, е двусмислена, ще ви кажем кои редове трябва да се поправят, преди някой да офертира стойност.