Menetelmä 5: Kuumavesiuutos kasvimateriaalista

Menetelmä 5: Kuumavesiuutos kasveista

Kuumavesiuutos on perinteinen ja tehokas menetelmä, jota käytetään kasvi- ja yrttiraaka-aineiden vaikuttavien aineiden talteenottamiseen.

Prosessi perustuu siihen, että kasvimateriaalista irtoaa kuumassa vedessä vesiliukoisia bioaktiivisia yhdisteitä, kuten antioksidantteja, vitamiineja, flavonoideja ja tanniineja.

Kuumavesiuutokset ovat suosittuja luonnonkosmetiikan valmistuksessa, koska menetelmä on yksinkertainen ja ympäristöystävällinen.

1. Mitä on uuttaminen?

Uuttamisella erotetaan kasveissa olevia haluttuja bioaktiivisia aineita (aktiiviaineita tai tehoaineita) liuotinaineeseen. ​

Uuttaminen perustuu yhdisteiden erilaisiin liukoisuusominaisuuksiin. Yhdisteet liukenevat parhaiten sellaisiin liuottimiin, jotka ovat niiden kanssa kemialliselta luonteeltaan samanlaisia.​

Uuttumiseen vaikuttaa moni asia:

  • Liukenevien yhdisteiden ja liuottimen suhde: mitä enemmän kasvimateriaalia, sitä enemmän kasviyhdisteitä siitä uuttuu liuottimeen.
  • Liuotinaineen valinta: eri uutettavat yhdisteet irtoavat erilaisiin liuottimiin: etanoli, vesi, öljy ja glyseriini. Selvitä eri kasvien kohdalla mikä liuotin on millekin paras. Voit myös tehdä tuplauutoksen eli käyttää kahta eri liuotinta. Uuttamisen tehdä mahdollisesti yhdellä uutolla tai kahdella peräjälkeisellä uutolla. Selvitä omassa tapauksessasi, mikä on paras ratkaisu.  ​
  • Kasvimateriaalin rakenne: kasvimateriaalin hienontaminen tehostaa uuttumista. ​
  • Uuttamislämpötila: korkeampi lämpötila tehostaa uuttumista, mutta toisaalta tuhoaa joitakin uutettavista yhdisteistä. Lähtökohtana on että kasvimateriaali uutetaan maks. +70 asteessa. Mitä korkeampi lämpötila, sitä lyhyempi uuttoaika yleensä tarvitaan. Kaikki uutettavat yhdisteet eivät kuitenkaan kestä korkeaa lämpötilaa. Esim. kasvien eteeristen öljyjen uuttolämpötila on max. 20-30 astetta. Kasviestrogeenit vaativat korkean lämpötilan ja paineen. Piin saa irtoamaan vain keittämällä.​ Havut ja juuret täytyy keittää lyhyesti muutaman minuutin ajan ja jättää sitten uuttumaan, koska niiden kuoriosa on paksu.
  • Uuttamisaika: Vaihtelee riippuen käytetystä kasvimateriaalista ja uuttamislämpötilasta. 15.- in-2 h.
  • Kuinka paljon liuosta sekoitetaan: sekoittaminen tehostaa liuotettavien yhdisteiden uuttumista.​
  • Jos uuttaminen tehdään uuttolaitteella, voidaan säätää myös painetta, jolla on vaikutusta uuton onnistumiseen. Esimerkiksi paineistettu kylmävesiuutto. ​

Noudata hygienisyyttä äärimmäisen huolellisesti jokaisessa valmistuksen ja säilytyksen vaiheessa.

  • Kertaa GMP-osiosta hygienisyyttä koskevat kohdat.
  • Puhdista valmistustila, välineet ja purkit asianmukaisesti ja käytä puhdistusainetta herkästi.
  • Pyyhi tahrat, kaatuneet nesteet tai raaka-aineet heti pois ja säilytä paperia sekä puhdistusainetta käden ulottuvilla koko ajan.
  • Muista oma hygienia ja suojavarusteet.
  • Vaihda kertakäyttöhanskoja usein prosessin aikana.
  • Lisää säilöntäaine, jos et käytä uutetta heti kosmetiikan valmistukseen.
  • Siirrä uute heti kylmään valmistuksen jälkeen.

2. Uuttamisprosessi

2.1. Valitse raaka-aineet

Käytä kuivattuja tai tuoreita kasveja ja tislatusta tai puhdistetusta vedestä (deionisointi) tehtyä vettä uuttamisprosessissa.

Hanavesi ei ole hyvä vaihtoehto, koska siinä voi olla mineraaleja, kuten kalsiumia ja magnesiumia, sekä mahdollisesti jäämiä raskasmetalleista, kuten rautaa tai kuparia, jotka voivat reagoida kasvien yhdisteiden kanssa. Hanaveden keittäminen tappaa suurimman osan bakteereista ja mikrobeista, mutta ei poista täysin niiden mahdollisia jäänteitä tai itiöitä. Hanaveden pH voi vaihdella paikallisen vedenkäsittelyn mukaan, ja se voi olla epävakaa verrattuna tislattuun tai deionisoituun veteen. Tämä voi vaikuttaa kosmetiikkatuotteen stabiilisuuteen.

2.2. Valmistele välineet ja raaka-aineet

Tarvittavat välineet:

  • Lämpöä kestävä astia
  • Siivilä ja kertakäyttöinen, elintarvikekäyttöön tarkoitettu suodatinkangas
  • Steriloitu lasipurkki steriloituine kansineen valmiin uutteen säilyttämiseen

Puhdista ja steriloi kaikki työvälineet kuumassa vedessä tai desinfiointiaineella.

2.3. Määritä kasvin ja veden suhde

Perusmittasuhde: Yleisesti käytetty suhde on 1:10 (esim. 10 g kuivattua kasvia / 100 ml vettä).

Voit lisätä tai vähentää kasvien määrää riippuen halutusta uutoksen vahvuudesta.

2.4. Infuusio eli haudutus ja suodatus

Infuusio eli haudutus

  • Kuumenna vesi kiehuvaksi, jäähdytä +70 Celsiusasteeseen (tai muuhun kasvimateriaaalin edellyttämään lämpötilaan) ja kaada se kasvimateriaalin päälle. Peitä astia ja anna hautua 30 minuuttia- 2 tuntia. Sekoita uutosta välillä; se tehostaa uuttumista.

Suodatus

  • Siivilöi tai suodata uute poistaaksesi kaikki kasvimateriaalin jäänteet.
  • Kaada neste steriloituun lasipurkkiin.
  • Lisää säilöntäaine, ellet käytä uutosta heti kosmetiikan valmistukseen.

2.5. Säilytys

  • Säilytä vesiuutos hygieenisesti viileässä, pimeässä paikassa, mieluiten jääkaapissa.

3. Vinkkejä

Valitse kasvimateriaalit, jotka ovat kerätty ja käsitelty korkealaatuisesti. Voit katsoa ohjeita tähän Heli Pirisen maksuttomasta Laatua luonnon raaka-aineiden talteenottoon -oppaasta. Se löytyy myös googlaamalla oppaan nimellä.

Varaa raaka-aineita enemmän kuin kosmetiikan valmistukseen tarvitsisit: vettä haihtuu keitettäessä ja sitä jää myös kasvimateriaaliin jonkun verran.

Merkitse säilytysastiaan uuttamispäivämäärä ja käytetyt ainesosat. GMP:n mukaisesti muista merkitä myös varastokirjanpitoon uutteen nimi, valmistuspäivämäärä, kasvimateriaalien keruupaikka ja aika (jos olet kerännyt itse) ja säilöntämenetelmä sekä uuttamiseen käytetyt kasvinosat ja säilöntäaineen nimi ja käyttämäsi säilöntäaineen määrä.

Kun valmistat uutteesta kosmetiikkaa, muista laskea formulaan uutteeseen lisäämäsi säilöntäaine ja merkitä se myös tuotteen ainesosalistaan.

Esimerkki: mesiangervon uuttaminen veteen

  • Mesiangervo +90-asteiseen veteen 
  • Haudutus 15 min.​
  • Siivilöinti ja jäähdytys​

Saadaan kversetiini* ja salisylaatit irti, tanniinit jäävät kasvimassaan​. Kversetiini on flavonoidi ja voimakas antioksidantti.  

Muita tapoja uuttaa kasvimateriaalia

Perinteisen uuttamistavan, infuusion eli hauduttamisen lisäksi uuttamiseen​ on kehitetty monia teknisempiä menetelmiä.

Ultraääniavusteinen uutto (UAE), esim. käyttäen apuna ultaäänisauvaa. Värähtely tehostaa massan hajoamista. Uuttoaine tavoittaa tehokkaammin uutettavat yhdisteet solun sisäisistä osista. Aloitetaan jopa 24 h seisotuksella, jolloin kasvimassa uuttonesteessä. Lämpötila vaikuttaa uuton tehokkuuteen. Lopuksi suodatus ja siivilöinti. ​

Mikroaaltoavusteinen uutto (MAE) saa aikaan molekyylien välistä liikettä eli lämpötila nousee korkeaksi. Hajottaa kasvimateriaalia. Ei sovi lämpöherkille eikä helposti hapettuville raaka-aineille.  ​

Paineistettu nesteuutto (PLE). Korkea lämpötila ja paine tehostavat yhdisteiden uuttumista uuttoaineeseen. Veden lisäksi liuottimena käytetään metanoli, asetoni, heksaani. Huono lämpöherkille materiaaleille. ​

Ylikriittinen uutto (SFE). Esim. Siementen öljy saadaan tällä käyttöön. Aineen lämpötila ja paine ylittävät nesteen/höyry kriittisen pisteen. Paineessa ja lämmössä siementen rasva uuttuu hiilidioksidiin. ​Edellyttää erittäin kallista laitteistoa.

Perkolaatio. Sylinterinmuotoiseen yläosaan laitetaan kasvimassa, jonka annetaan seistä uuttoaineen kanssa 24 h. Alla on astia, ja näiden välissä on lukitus, jotta neste ei pääse valumaan. Lukitus avataan, ja lisää uuttoainetta kaadetaan yläosaan, jolloin uuttunut neste valuu alempaan astiaan. Neste suodatetaan.​

Soxhlet-uutto. Liuotinnestettä lämmitetään, jolloin se höyrystyy ja kulkee kasvimassan läpi. ->Jäähtyy ja kolviin. Liuotin siis kiertää massan läpi monta kertaa. Jatkuva uutto.