Czym są ekstrakty CO2? Mystery & Methods Explained

Ekstrakty CO2 stały się niezwykle popularne w ciągu ostatniej dekady w sektorze żywności, zapachów i smaków, farmaceutyków, suplementów diety oraz w przemyśle kosmetycznym. Pomimo swojej popularności, ekstrakty CO2 pozostają tajemnicą, nawet dla niektórych sprzedawców detalicznych. Więc jeśli jesteś zaskoczony ekstraktami CO2, nie jesteś sam!

Prawdopodobnie wszyscy znamy z naszych szkolnych lekcji chemii trzy stany fizyczne materiałów: gazy, ciecze i ciała stałe. Mają one całkowity sens. Jednak jeśli chodzi o terminy techniczne chemików kosmetycznych, takie jak ciecze nadkrytyczne lub ciekłe kryształy – z których oba pojawiają się w rozmowach o ekstraktach CO2 – możemy nie mieć pojęcia, czym one są, ani nie być w stanie zwizualizować opisywanych materiałów.

Jeśli zmagasz się ze zrozumieniem ekstraktów CO2, czytaj dalej, ponieważ w tym wpisie staramy się je dla Ciebie zdemistyfikować.

Co to jest ekstrakt?

Wyraźnie ekstrakty CO2 mają coś wspólnego z dwutlenkiem węgla, ale zanim przejdziemy do tego, jak są produkowane i dlaczego możemy ich używać w naszych formułach, musimy wyjaśnić, co rozumiemy przez termin „ekstrakt”.

Niestety nie ma jasnej definicji ekstraktu, jeśli chodzi o nomenklaturę składników kosmetycznych. Aby dodatkowo zwiększyć zamieszanie, istnieje również wiele sposobów tworzenia ekstraktu.

Typowe metody ekstrakcji

Można na przykład namoczyć materiał roślinny w oleju i pozostawić go na kilka godzin, kilka dni lub kilka tygodni przed przefiltrowaniem materiału. Materiały roślinne nasączone olejami nośnikowymi mogą być macerowane – drobno siekane – aby przyspieszyć proces.

Możesz zdecydować się na podgrzanie materiału, użycie mechanicznego mieszania lub ultradźwięków i źródła energii do rozbicia komórek roślinnych. W tym przypadku wyniki nadal będą nazywane ekstraktem, chociaż składniki ekstraktu uzyskane tymi metodami będą się różnić pod względem jakości i ilości.

Można nawet zdecydować się na bardziej złożony proces ekstrakcji i użyć rozpuszczalnika, który można później usunąć; wynik nadal będzie nazywany „ekstraktem”.

Typowe lotne rozpuszczalniki stosowane w ekstrakcji materiałów roślinnych to n-heksan, aceton, chloroform, metanol, etanol i tak dalej. Rozpuszczalnik jest odparowywany i ponownie skraplany w celu ponownego użycia. Pozostały ekstrakt roślinny jest dalej przetwarzany w zależności od indywidualnych właściwości rośliny i pożądanego zastosowania ekstraktu.

Ekstrakcja heksanowa i etanolowa są nadal szeroko stosowane w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym i kosmetycznym. Chociaż ekstrakcja acetonem, chloroformem lub metanolem jest rzadko stosowana w przygotowaniu dóbr konsumpcyjnych, ekstrakcja heksanem jest bardzo często stosowana w konwencjonalnym przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym. Należy jednak pamiętać, że receptury organiczne akceptują jedynie ekstrakcję etanolem jako dopuszczalny sposób ekstrakcji składników aktywnych.

Jak działa ekstrakcja CO2?

Wszyscy wiemy, że CO2 (dwutlenek węgla) jest gazem w temperaturze pokojowej. Jest to ten sam niesławny gaz odpowiedzialny za zmiany klimatyczne, a każda odpowiedzialna i zrównoważona branża stara się ograniczyć emisję CO2.

Gdy jest pod kontrolą, jest w rzeczywistości całkiem miłym facetem: jest obojętny, więc nie ma zapachu ani koloru; jest nietoksyczny; ma status GRAS (co oznacza, że jest ogólnie uznany za bezpieczny zgodnie z przepisami FDA); jest niedrogi i dostępny.

CO2 ma zdolność do zachowywania się jak płyn, gdy jest ściśnięty w pewnych warunkach. Działając jak ciecz, może rozpuszczać niepolarne materiały o niskiej masie cząsteczkowej w procesie znanym jako ekstrakcja cieczą w stanie nadkrytycznym (SCF).

Zaletami tej metody ekstrakcji w stosunku do konwencjonalnych ekstrakcji i prasowania są:

• Niższa temperatura działania: składniki wrażliwe na ciepło pozostają nienaruszone;
• Wyłączenie tlenu: składniki wrażliwe na utlenianie pozostają nienaruszone;
• Wyższa selektywność i wyższy transfer masy, co prowadzi do wyższej wydajności i dłuższego okresu przydatności do spożycia;
• Czystszy proces zarówno pod względem wpływu na środowisko, jak i wydajności;
• Dłuższy okres przydatności produktu do spożycia w porównaniu z konwencjonalnymi metodami ekstrakcji; oraz
• Wyraźniejszy smak i zapach w porównaniu z produktami konwencjonalnymi.

Istnieją pewne drobne wady ekstrakcji SCF:

• Wyższe koszty i wymagania technologiczne w porównaniu z konwencjonalną ekstrakcją maceracji;
• Zwykle bardzo intensywny kolor ekstraktu; oraz
• Ekstrakty CO2 generalnie kosztują więcej.

Składniki ekstraktów CO2

Nadkrytyczny CO2 działa jak lipofilowy rozpuszczalnik i może przenosić lipofilowy (lubiący olej) materiał roślinny, taki jak lotne cząsteczki (seskwiterpeny, monoterpeny, terpenole itp.), triacyloglicerydy, tokoferole i tokotrienole, większość fitosteroli i karotenoidów, jak również skwalen.

Nadkrytyczny CO2 działa jak lipofilowy rozpuszczalnik & może przenosić olejolubny materiał roślinny Click To Tweet

To tyle z tej długiej listy, ale nie jest to pełna historia o tym, co jest w ekstraktach CO2.

Zależnie od materiału roślinnego i warunków ekstrakcji, ekstrakty CO2 zawierają te same składniki, co stałe oleje roślinne (oleje nośnikowe), konwencjonalne ekstrakty lub olejki lotne (olejki eteryczne).

To brzmi naprawdę myląco, prawda?

Aby jeszcze bardziej namieszać, bez względu na to, jakie są składniki ekstraktu CO2, wszystkie są nazywane „ekstraktem”. 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: Ponieważ CO2 może ekstrahować materiał lotny, ekstrakty CO2 mogą zawierać te same alergeny w olejkach eterycznych. Powinny one być zadeklarowane na etykietach Twoich produktów, jeśli ich stężenie przekracza pewien limit. Przy zakupie ekstraktów CO2 poproś swojego dostawcę o analizę lub listę alergenów.

Jak widzisz, składniki ekstraktów CO2 są bardzo podobne do składników ich odpowiedników stałych lub olejków eterycznych. Jednym z nielicznych wyjątków jest rumianek, w którym kolor ekstraktu CO2 jest nieco zielonkawy w porównaniu z pięknym niebieskim olejkiem eterycznym, który, jak wiemy, powstaje podczas destylacji i w wyniku przekształcenia matrycyny w chamazulen.

Jest jednak niezwykła różnica między ekstraktami CO2 a olejkami macerowanymi i nie powinno to być zaskoczeniem.

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. Ich wysoką cenę rekompensuje wysoka jakość, dłuższy okres przydatności do użycia i niższe dawkowanie w porównaniu z konwencjonalnymi olejami, ekstraktami lub olejkami eterycznymi.

Wszystkie one mają w swoich nazwach INCI określenie „ekstrakt” i jeśli nie otrzymamy od dostawcy informacji o składnikach, trudno jest odgadnąć, co kryje się w „ekstrakcie”. Ekstrakty zawierające substancje lotne mogą zawierać alergeny zapachowe, podobnie jak olejki eteryczne.

W sumie, ekstrakty CO2 są świetnym dodatkiem do zapasów każdego formulatora.

Który jest Twoim ulubionym ekstraktem CO2? Zostaw nam komentarz poniżej i podziel się swoimi przemyśleniami!