• Posodobljen in razširjen prispevek je na voljo tudi na angleškem blogu: Why essential oil and hydrolat are not the only distillation products?

***

Destilacijo vsi poznamo kot glavni način pridobivanja eteričnih olj, pri katerem dobimo še stranski produkt – dišečo vodo ali hidrolat. Večinoma pa kar pozabimo, da to nista edina produkta destilacije. Obstajata še dva, o katerih se v aromaterapevtskem svetu ne govori veliko, sta pa pomembna z naravovarstvenega vidika in predstavljata problem in hkrati izziv za destilarne. To sta odpadni rastlinski material in odpadna voda, ki ostane v kotlu destilatorja.

V prispevku bom s predstavitvijo dveh manj znanih produktov osvetlila destilacijo z vidika, ki ga uporabniki eteričnih olj ponavadi ne vidimo in o njem ne razmišljamo.

ŠTIRJE PRODUKTI DESTILACIJE

1. ETERIČNA OLJA

Eterična olja so glavni produkt destilacije, kompleksne mešanice lahkohlapnih spojin, ki jih pridobivamo iz rastlin in se zaradi širokega spektra delovanj uporabljajo v prehranski industriji, farmaciji, kozmetiki, aromaterapiji. Več o tem, kaj so eterična olja in kako se razlikujejo od hlapnih olj v rastlinah, lahko preberete tukaj.

2. HIDROLATI

Hidrolati (cvetne vodice) so bogati z vodotopnimi spojinami izvorne rastline in uporabni zlasti v aromaterapiji ter kozmetični industriji, hidrolata vrtnice in cvetov grenkega pomarančevca (neroli) pa sta tudi pomemben del tradicije in pogost dodatek sladicam na Bližnjem vzhodu.

Hidrolati se večinoma obravnavajo kot stranski produkt destilacije, včasih pa tudi kot odpad, saj njihova prodaja ni vedno ekonomična. Sestava hidrolatov se razlikuje od sestave eteričnih olj, zato tudi njihovo delovanje ni identično delovanju eteričnih olj iste vrste. V njih so raztopljene spojine, ki pogosto dajejo značilen vonj rastlinam, zato hidrolate največkrat ponovno destilirajo, da ujamejo še te spojine, ki bi se sicer izgubile, pridobljeno dišavno frakcijo pa združijo z eteričnim oljem.

V zadnjem času je priljubljenost hidrolatov v porastu, zato obstaja vedno več manjših destilarn, specializiranih za pridobivanje hidrolatov. Ker je hidrolat glavni zaželjeni produkt, je temu prilagojen tudi proces destilacije, končni produkt pa je ponavadi precej drugačen od hidrolatov iz velikih destilarn, kjer je le-ta stranski produkt.

3. ODPADNI RASTLINSKI MATERIAL

Destiliran rastlinski material se obravnava kot odpad brez ekonomske vrednosti. Lahko se uporabi kot krma za živali, za pridobivanje energije ali kompostiranje, kar je poseben izziv, ker lahko aromatične rastline tudi po toplotni obdelavi še vedno vsebujejo veliko protimikrobnih snovi, ki podaljšajo čas razgradnje in zmanjšujejo njeno učinkovitost. Ponovna uporaba ostankov lahko zmanjša uporabo umetnih gnojil, pomaga vzdrževati in obnoviti rodovitnost prsti ter njene glavne fizikalne in kemijske karakteristike, zato se raziskujejo različni načini uporabe ter predelave tega materiala.

Za lažjo predstavo o kakšnih količinah odpadnega materiala se pogovarjamo, navajam podatek za vrtnico: iz 1 kg svežih cvetov vrtnice po destilaciji dobimo 2 kg mokrih prekuhanih cvetov. Pri eni destilaciji se uporabi od 500-1000 kg svežih cvetov, torej dobimo od 1-2 toni odpadnega materiala. Za 1 kg eteričnega olja potrebujemo okrog 3 tone cvetov, odpadnega materiala pa nam ostane vsaj 6 ton, kar je lahko velika obremenitev tako za destilarne kot za okolje.

Odpaden destilacijski material v nekaterih državah postaja velik problem. V Indiji vsako leto pridelajo okrog tri milijone ton rastlinskega odpada, ki nato večinoma razpada na poljih. Zaradi pomanjkanja primernih odlagalnih površin, strožjih zakonov ter vedno večjih zahtev po eteričnih oljih, v prihodnjih letih pričakujejo še večjo obremenitev, zato iščejo ustrezne rešitve, ki bi bile tako ekonomsko kot okoljsko sprejemljive. Ena od raziskovanih rastlin je pačuli. Letno pridelajo 20 ton eteričnega olja pačulija, še 200 ton pa ga uvozijo. Rastlina se je izkazala kot primerna za vermikompostiranje, kjer se uporabljen material z optimalno kombinacijo mikroorganizmov in deževnikov v manj kot 100 dneh predela v humus, ki je bogat s hranili in mikroorganizmi. Z njim lahko obogatijo prst in izboljšajo njen pH ter kapaciteto zadrževanja vode, zmanjša pa se tudi poraba umetnih gnojil in fungicidov.

V ostankih destiliranih rastlin pa so še vedno prisotne tudi biološko aktivne snovi, ki jih lahko s primernim načinom ekstrakcije izoliramo in uporabimo za druge namene, npr. kot antioksidante v prehranski industriji. Zato je smiseln dvostopenjski pristop: najprej ekstrakcija še uporabnih biološko aktivnih snovi in šele potem dokončna predelava v kompost ali energijo.

Rastline vsebujejo različne sekundarne metabolite, ki niso hlapni in jih zato ne najdemo v eteričnem olju ali hidrolatu. Ustnatice (žajbelj, rožmarin, timijan, origano, meta, melisa) vsebujejo fenolne spojine s širokim obsegom delovanja, kot so protimikrobno (protibakterijsko, protiglivno, protivirusno), protivnetno, protialergijsko, kardioprotektivno in vazodilatorno. Predpogoj, da so učinkovine po destilaciji še uporabne, je njihova stabilnost pri visokih temperaturah in tlakih. Raziskav o sestavi in delovanju rastlinskih ostankov po destilaciji (še) ni veliko, potrjujejo pa vsebnost biološko aktivnih snovi, zato je tudi odpadni material lahko uporaben sekundarni vir za pridobivanje nekaterih učinkovin.

Dokazano je, da ostanki destiliranega žajblja vsebujejo večje količine flavonoidov, vodni izvleček iz ostankov (še vedno) deluje antioksidativno, etanolni izvlečki pa delujejo protibakterijsko in protiglivno. V destilacijskem ostanku lavandina in sivke pa je bila kot najpomembnejša identificirana rožmarinska kislina, ki je značilna za družino ustnatic, prisotni pa so bili tudi flavoni apigenin, luteolin, krizoeriol.

Čeprav je delovanje izvlečkov iz svežih rastlin močnejše, je tudi iz odpadnega rastlinskega materiala možno dobiti večje količine bioaktivnih učinkovin. Te ugotovitve odpirajo vrata iskanju in uporabi novih tehnik za njihovo izolacijo in ponovno uporabo. Za zelo primerno se je izkazala ekstrakcija z organskimi topili z uporabo ultrazvoka, katere glavna prednost je predvsem kratek čas ekstrakcije.

 Iz odpadnega rastlinskega materiala se pridobiva tudi diterpen sklareol iz muškatne kadulje.

4. ODPADNA VODA

Odpadna voda je produkt, ki nastane pri vodni destilaciji, kjer se rastlinski material namaka v vodi, pa tudi pri parni destilaciji, kjer se zbere utekočinjena para, ki je ostala med rastlinami. Tudi odpadna voda lahko služi kot sekundarni vir nekaterih učinkovin ali pa se uporabi kot gnojilo.

S problemom velikih količin odpadnih vod se sooča predvsem industrija eteričnega olja vrtnice, ker je to ena redkih rastlin, kjer se uporablja vodna destilacija. Pri vodni destilaciji 500-1000 kg cvetov se porabi kar 4000 litrov vode! Vrtnična odpadna voda predstavlja resen okoljski problem, saj se zaradi visoke vsebnosti polifenolov težko razgradi in jo je treba obravnavati kot bioonesnažilo kanalizacij in rek. Podatkov o sestavi odpadne vode po vodni oz vodno-parni destilaciji vrtnice ni veliko, na pilotski študiji so ugotovili, da je ta voda bogat vir fenolnih spojin, kot sta elagična kislina in 2-feniletil-O-β-glukopiranozid, vsebuje pa tudi kamferol- in kvercetin-glikozide.

Odpadne vode vsebujejo veliko antioksidantov, ki so vodotopni, a nehlapni, zato jih ne najdemo v hidrolatu. Iskanje naravnih virov antioksidantov je zanimivo in pomembno predvsem v prehranski industriji, ker sta se dva pogosto uporabljana sintetična antioksidanta BHA in BHT izkazala kot neprimerna za dolgotrajno uporabo in celo kot povzročitelja raka (za BHA dokazano pri podganah). V ta namen veliko raziskujejo različne produkte rožmarina, žajblja, origana in kraškega šetraja. Poleg različnih izvlečkov, so se tudi odpadne destilacijske vode omenjenih rastlin izkazale za uspešne zaviralce oksidacije lipidov.

Raziskav o uporabi odpadnih destilacijskih vod kot gnojilo prav tako ni veliko. Ugotovljen je bil vpliv odpadnih vod nekaterih aromatičnih rastlin (foliarni nanos) na sintezo monoterpenov pri poprovi meti (npr. odpadna voda rožmarina je povečala sintezo l-limonena, melisa je zmanjšala vsebnost mentofurana in povečala vsebnost mentil-acetata), zato bi se lahko uporabljali s ciljnim vplivanjem na sestavo eteričnega olja.

JE UPORABA ETERIČNIH OLJ VEDNO UPRAVIČENA?

Za ilustracijo moči eteričnih olj velikokrat naletimo na podatke o količinah rastlin, ki so potrebne za 1 kapljico ali pa 1 kg eteričnega olja. Navdušeni nad močjo teh ekstraktov pa pozabimo, da iz rastlin vzamemo le tisti 1% hlapnih snovi, veliko dobrega pa ostane še v rastlinah, ki po destilaciji kot odpadni material lahko predstavljajo celo veliko obremenitev za okolje.

Ko si domišljamo, kako smo eko in bio, ker uporabljamo naravne snovi in npr. namesto agresivnih čistil uporabljamo domače pripravke iz eteričnih olj, pomislimo kdaj tudi na to, kako potratna je destilacija z vidika porabe energije in vode, koliko odpadnega materiala se proizvede in navsezadnje – tudi obnovljivi viri rastlin so še vedno monokulturni nasadi, ki posegajo v naravne ekostisteme.

Naslovna fotografija (Wikipedia)

REFERENCE

• Rusanov K., Garo E., Rusanova M., Fertig O., Hamburger M., Atanassov I., Butterweck V. 2014. Recovery of Polyphenols from Rose Oil Distillation Wastewater Using Adsorption Resins – A Pilot Study. Planta Medica 80: 1657–1664.
• Singh B. R., Singh R.,  Sonid S.K., Singh S.P., Chauhan U.K., Kalra A. 2013. Vermicompost from biodegraded distillation waste improves soil properties and essential oil yield of Pogostemon cablin (patchouli). Applied Soil Ecology 70: 48–56.
• Velickovic D.T., Milenovic D.M., Ristic M.S., Veljkovic V.B. 2008. Ultrasonic extraction of waste solid residues from the Salvia sp. essential oil hydrodistillation. Biochemical Engineering Journal 42(1): 97-104.
• Zheljazkov V.D., Astatkie T. 2012. Distillation waste water can modify peppermint (Mentha piperita L.) oil composition. Industrial Crops and Products 36: 420–426.