Mi az a CO2 kivonat? Rejtélyek és módszerek megmagyarázva

A CO2-kivonatok az elmúlt évtizedben rendkívül népszerűvé váltak az élelmiszer-, illat- és aroma-, gyógyszer- és étrend-kiegészítő, valamint a kozmetikai iparban. Népszerűségük ellenére a CO2-kivonatok még egyes kiskereskedők számára is rejtélyesek maradnak. Tehát, ha Önt zavarba hozzák a CO2-kivonatok, nincs egyedül!

Az iskolai kémiaórákról valószínűleg mindannyian ismerjük az anyagok három fizikai állapotát: gázok, folyadékok és szilárd anyagok. Ezeknek teljesen értelme van. Amikor azonban a kozmetikai vegyészek olyan szakkifejezésekről beszélnek, mint a szuperkritikus folyadékok vagy a folyadékkristályok – mindkettő felbukkan a CO2-kivonatokról szóló beszélgetésekben -, lehet, hogy fogalmunk sincs, hogy mik ezek, és nem is tudjuk elképzelni a leírt anyagokat.

Ha nehezen érti a CO2-kivonatokat, olvasson tovább, mert ebben a bejegyzésben megpróbáljuk demisztifikálni őket.

Mi az a kivonat?

A CO2-kivonatoknak egyértelműen köze van a szén-dioxid gázhoz, de mielőtt rátérnénk arra, hogyan állítják elő őket, és miért használhatjuk a formuláinkban, tisztáznunk kell, mit értünk a “kivonat” kifejezés alatt.

A kozmetikai összetevők nómenklatúrájában sajnos nincs egyértelmű definíció a kivonatra. A zűrzavart fokozza, hogy a kivonat előállításának is számos módja van.

Típusos extrakciós módszerek

Az olajba áztathatunk például növényi anyagot, és néhány órát, napot vagy hetet hagyjuk pihenni, mielőtt leszűrnénk az anyagot. A vivőolajokkal átitatott növényi anyagokat macerálhatjuk – finomra apríthatjuk – a folyamat felgyorsítása érdekében.

Eldönthetjük, hogy felmelegítjük az anyagot, mechanikus keverést vagy ultrahangot és egy energiaforrást használunk a növényi sejtek megtörésére. Ebben az esetben az eredményt továbbra is kivonatnak neveznénk, bár az ilyen módszerekkel nyert kivonat összetevői minőségileg és mennyiségileg eltérőek lennének.

Azt is eldönthetjük, hogy a kivonási folyamatot bonyolultabbá tesszük, és olyan oldószert használunk, amelyet később eltávolíthatunk; az eredményt továbbra is “kivonatnak” nevezzük.

A növényi anyagok kivonásához használt tipikus illékony oldószerek az n-hexán, aceton, kloroform, metanol, etanol stb. Az oldószert elpárologtatják és újbóli felhasználás céljából visszasűrítik. A megmaradt növényi kivonatot az egyes növények tulajdonságaitól és a kivonat kívánt felhasználásától függően tovább feldolgozzák.

A hexán- és etanolos extrakciót még mindig széles körben használják a gyógyszer-, élelmiszer- és kozmetikai iparban. Bár az aceton, kloroform vagy metanol extrakciót alig használják a fogyasztási cikkek előállításához, a hexán extrakciót nagyon gyakran használják a hagyományos kozmetikai és gyógyszeriparban. Megjegyzendő azonban, hogy a szerves formulák csak az etanolos extrakciót fogadják el a hatóanyag kivonásának elfogadható módjaként.

Hogyan működik a CO2 extrakció?

Mindannyian tudjuk, hogy a CO2 (szén-dioxid) szobahőmérsékleten gáz. Ez ugyanaz a hírhedt gáz, amely az éghajlatváltozásért felelős, és minden felelős és fenntartható iparág igyekszik csökkenteni a CO2-kibocsátását.

Ha kordában tartjuk, akkor tulajdonképpen egész jó fej: inert, tehát nincs illata vagy színe; nem mérgező; GRAS státuszú (ami azt jelenti, hogy az FDA szabályai szerint általánosan biztonságosnak elismert); és megfizethető és elérhető.

A CO2 képes folyadékként viselkedni, ha bizonyos körülmények között összenyomják. Folyadékként viselkedve képes az alacsony molekulatömegű, nem poláros anyagokat feloldani a szuperkritikus folyadék extrakció (SCF) néven ismert eljárás során.

Ez az extrakciós módszer előnyei a hagyományos extrakciókkal és préseléssel szemben a következők:

• alacsonyabb működési hőmérséklet: a hőérzékeny komponensek sértetlenek maradnak;
• az oxigén kizárása: az oxidációra érzékeny komponensek sértetlenek maradnak;
• Nagyobb szelektivitás és nagyobb tömegátadás, ami nagyobb hozamot és hosszabb eltarthatóságot eredményez;
• Tisztább eljárás mind a környezeti hatás, mind a hozam szempontjából;
• A termék hosszabb eltarthatósága a hagyományos extrakciós módszerekhez képest; és egy
• finomabb íz és illat a hagyományos termékekhez képest.

Az SCF extrakciónak van néhány kisebb hátránya:

• Magasabb költségek és technológiai követelmények a hagyományos macerációs extrakcióhoz képest;
• A kivonat színe általában nagyon intenzív; és
• A CO2-kivonatok általában többe kerülnek.

A CO2-kivonatok összetevői

A szuperkritikus CO2 lipofil oldószerként viselkedik, és képes a lipofil (olajkedvelő) növényi anyagokat, például az illékony molekulákat (szeszkviterpének, monoterpének, terpenolok stb.), triacilgliceridek, tokoferolok és tokotrienolok, a legtöbb fitoszterol és karotinoid, valamint a szkvalén.

A szuperkritikus CO2 lipofil oldószerként viselkedik & képes hordozni az olajkedvelő növényi anyagokat Click To Tweet

Ez a hosszú lista ennyi, de nem ez a teljes történet arról, hogy mi van a CO2-kivonatokban.

A növényi anyagtól és az extrakciós körülményektől függően a CO2-kivonatok ugyanazokat az összetevőket tartalmazzák, mint a rögzített növényi olajok (hordozóolajok), a hagyományos kivonatok vagy az illóolajok (illóolajok).

Ez nagyon zavarosan hangzik, nem igaz?

A zavart csak fokozza, hogy a CO2-kivonat összetevőitől függetlenül mindet “kivonatnak” nevezik. It means: cinnamon CO2″ extract (similar to cinnamon essential oil) and raspberry CO2 extract (similar to raspberry fixed oil pressed from the seeds) and calendula CO2 extract (comparable to calendula infusion in a carrier oil) all have the INCI name of “extract”. This complicates things further for the novice formulator trying to decipher the make-up of their ingredients.

Comparing CO2 Extracts with Conventional Extracts

For greater clarity, let’s compare some CO2 extracts with their counterpart conventional extracts.

Cardamon Essential Oil vs. CO2 Extract

Evening Primrose Pressed Oil vs. CO2 Extract

Note: Mivel a CO2 képes illékony anyagokat kivonni, a CO2-kivonatok ugyanazokat az allergéneket tartalmazhatják, mint az illóolajok. Ezeket a termékek címkéjén fel kell tüntetni, ha koncentrációjuk meghalad egy bizonyos határértéket. Ha CO2-kivonatokat vásárol, kérje a beszállítójától az elemzést vagy az allergének listáját.

Amint láthatja, a CO2-kivonatok összetevői nagyon hasonlóak a megfelelő fix vagy illóolajokéhoz. A kevés kivételek egyike a kamilla, amelyben a CO2-kivonat színe kissé zöldes színű a gyönyörű kék illóolajhoz képest, amelyről tudjuk, hogy a desztilláció során és a matricin kamazulénné történő átalakulásával keletkezik.

A CO2-kivonatok és a macerált olajok között azonban van egy figyelemre méltó különbség, és ez nem lehet meglepetés.

In macerated oils, the plant material is submerged under a neutral carrier oil (read our previous blog post on the 8 Best Oils for Botanical Oil Infusions) and is left, with periodic agitation, for a few hours to a few weeks before being filtered.

Sometimes a gentle heat is applied to increase the extraction yield but usually maceration is carried under 40 degrees. It is obvious that the potency and the concentration of active components is much higher in a CO2 extract compared to a macerated oil.

Look at the main component of arnica CO2 extract compared to an arnica maceration in sunflower oil.

Arnica Maceration in Sunflower Oil vs. CO2 Extract

CO2 extracts contain the same lipophilic components as carrier oils, extracts or essential oils Click To Tweet

CO2 Extracts: Summary and Conclusions

CO2 extracts can vary – depending on the plant material and extraction conditions – between macerated extracts, pressed oils or essential oils. Magas árukat a hagyományos olajokhoz, kivonatokhoz vagy illóolajokhoz képest magas minőség, hosszabb eltarthatóság és alacsonyabb alkalmazási dózis kompenzálja.

Mindegyikük INCI-nevében szerepel a “kivonat” meghatározás, és hacsak nem kap információt a beszállítójától az összetevőkről, nehéz kitalálni, mit rejt a “kivonat”. Az illékony anyagokat tartalmazó kivonatok ugyanúgy tartalmazhatnak illatanyag-allergéneket, mint az illóolajok.

Mindent egybevetve, a CO2-kivonatok nagyszerű kiegészítői minden formulázó készletének.

Melyik a kedvenc CO2-kivonata? Hagyj nekünk egy megjegyzést alább, és oszd meg velünk gondolataidat!