Kontrola kvalitete eteričnih ulja


Gdje ima novaca ima i lažiranja. Eterična ulja uvijek su bila vrlo unosan posao patvorenja i ponekad je potrebno dobro upregnuti znanje razlikovati dobro od lošeg. Kontrola kvalitete svakog ulja je priča za sebe, ali imaju sličnu pozadinu: konačni sud uglavnom donosi analiza plinskom kromatografijom. Potom se trebamo osloniti na iskustva prethodnih desetljeća i znati kako kemijski razlikovati original od patvorine.

Zašto nam je potrebna kontrola kvalitete?

plinska kromatografijaKao i kod ljekovitih biljaka, kontrola kvalitete eteričnih ulja najbitnija je zbog otkrivanja patvorina. Patvorenje eteričnih ulja iznimno je često, o čemu pročitajte i zasebno poglavlje. Najnezgodnije je kada netko preko literature ili internet podataka krene u kupovinu patvorenih eteričnih ulja, smještenih kod mirisnih svjećica, za medicinsku upotrebu. To predstavlja zdravstveni rizik. Vjerojatno ste već stekli dojam koliko upotreba eteričnih ulja može biti ozbiljna, stoga ne trebam niti objašnjavati da takav ozbiljni pristup zahtijeva i rigoroznost u kriterijima kvalitete.

Da, kontrola kvalitete ima svoju cijenu i upravo u njoj leži dio maloprodajne cijene eteričnih ulja. Cijena dobrog plinskog kromatografa može prijeći nekoliko stotina tisuća eura, a bez njega ne možemo govoriti o dobroj kontroli kvalitete. I u nju treba odmah investirati. Ponekad je to samo stvar fokusa. Kada sam bio u posjeti jednom distributeru u Europi, postavio sam mu pitanje analizira li plinskom kromatografijom svaki lot eteričnog ulja. Postavio mi je pitanje: “a znate koliko bi me to koštalo?”. I potom je sjeo u auto koji je skuplji od jednog sasvim dobrog plinskog kromatografa. Znači, ponekad je to samo pitanje profesionalnih prioriteta.

Kvalitetu eteričnih ulja propisuje niz normi prihvaćenih u svijetu. Glavna dva izvora propisa su:

  1. Europska farmakopeja
  2. AFNOR (Association Française de Normalisation)/ISO (Internation Organization for Standardization) norme

Eterična ulja su smjese različitih molekula, često vrlo kompleksne. Takve norme, na temelju znanstvenih podataka, postavljaju granice udjela pojedinih takvih molekula u eteričnom ulju, ili postavljaju točno određene fizikalno-kemijske karakteristike koje to ulje mora imati. Posao stručnjaka tih agencija nije bio jednostavan. Uvijek je potrebno uvažiti činjenicu da su biljne vrste raznolike kao i ljudska vrsta te da kemijski sastav može varirati ovisno o godišnjim klimatskim uvjetima, tipovima tla, klonu određene biljke (ako se uzgaja), načinima uzgoja, vremenu branja i o nizu faktora. To znači da ti rasponi moraju biti dovoljno široki, ali i dovoljno precizni da pomoću njih možemo lako identificirati patvorine. I upravo je to bio najteži posao takvih agencija. Tijekom godina i rastom novih saznjanja te norme se mijenjaju. Primjerice, farmakopejska norma za eterično ulje paprene metvice nekoliko se puta revidirala i mijenjala u zadnjih desetak godina.

Neka eterična ulja sastavljena su dominantno od jednog spoja, kao što je primjer eterično ulje zimzelena koje sadrži često preko 90% metil-salicilata. Kod takvih ulja vrlo je sužen odabir molekula i takvo ulje se relativno lako patvori sintetskim metil-salicilatom. Ipak, većina eteričnih ulja sadrži dovoljno složen koktel (lavanda, ruža, gerniji i mnoga druga) koji nam daje mogućnost otkrivanja patvorine. Vrlo često nam u tome pomažu kritične i karakteristične molekule. Primjerice, eterično ulje lavande vrlo rijetko sadrži više od 1% kamfora, pa je ta molekula karakteristična molekula pomoću koje lako utvrdimo patvorenje lavandinima. Neke karakteristične molekule se ponekad nalaze u tragovima, ali su baš karakteristični za određenu biljnu vrstu. Takav primjer je spoj karahaneon u eteričnom ulju čempresa.

Usprkos tome, neka eterična ulja su pravi znanstveni izazov. Kemijski sastav eteričnog ulja matičnjaka (melise) je toliko raznolik da nije bilo moguće kreirati suvislu normu. Kako se to ulje često patvori, ponekad je potrebno koristiti vrlo složene analize, poput analize kiralnih spojeva i analize izotopa ugljika koje ga razlikuju od ulja s kojima se patvori (limun, citronele, litsea, limunske trave).

Europska farmakopeja

Europska farmakopeja sadrži opće monografije za ispitivanje kvalitete i zahtjeve za kakvoću eteričnih ulja te monografije pojedinih eteričnih ulja.

Eterična ulja Aetherolea 01/2008:2098

Prema ovoj normi, eterično ulje je mirisni proizvod, obično složenog sastava, dobiven iz botanički definiranog biljnog materijala destilacijom vodenom parom, suhom destilacijom ili mehaničkim postupcima bez zagrijavanja. Farmakopeja, osim čistih ulja nastalih direktnim proizvođačkim postupkom, definira da eterično ulje može biti i:

  1. Deterpenirano, eterično ulje kojem su djelomično ili potpuno uklonjeni monoterpenski ugljikovodici (C10), npr. nekoć je bilo popularno deterpenirano ulje prave lavande kako bi se umanjili eventualni neželjeni efekti monoterpenskih ugljikovodika u lavandi
  2. Deterpenirano i deseskviterpenirano, eterično ulje kojem su djelomično ili potpuno uklonjeni, osim monoterpenskih ugljikovodika, i seskviterpenski ugljikovodici (C15)
  3. Rektificirano eterično ulje, koje je podvrgnuto frakcijskog destilaciji kako bi se konačni proizvod obogatio ili osiromašio određenim kemijskim spojem. Planetarno je najpoznatije eterično ulje eukaliptusa globulusa, koje se uglavnom podvrgava dodatnoj destilaciji kako bi se obogatilo na sadržaju 1,8-cineola.
  4. X-free eterično ulje, gdje je uklonjena jedna specifična komponenta, npr. FCF bergamot (furanocoumarin-free bergamot, ulje usplođa bergamota bez furanookumarina koji izazivaju fototoksične reakcije)

Farmakopeja dozvoljava dodavanje antioksidansa, kojeg onda treba obavezno deklarirati.

Ispitivanja na eteričnim uljima

Prema farmakopeji, za eterična ulja potrebna ispitivanja:

Opći testovi

  1. relativne gustoće sukladno 2.2.5.
  2. indeksa loma svjetla sukladno 2.2.6.
  3. optičke rotacije sukladno 2.2.7.
  4. masne kiseline i rezinificirana eterična ulja sukladno 2.8.7.

Dodatni testovi

  1. Točka zaleđivanja sukladno 2.2.18.
  2. Kiselinski broj sukladno 2.5.1.
  3. Peroksidni broj sukladno 2.5.5.
  4. Strani esteri sukladno 2.8.6.
  5. Ostatak nakon sušenja sukladno 2.8.9.
  6. Voda sukladno 2.8.5.
  7. Otapanje u alkoholu sukladno 2.8.10.
  8. Falsifikacija – utvrđivanje mogućih patvorenja tankoslojnom kromatografijom sukladno 2.2.27 i plinskom kromatografijom sukladno 2.2.28, ako je potrebno i uporabom kiralne kromatografije ili drugim odgovarajućim tehnikama

Čuvanje eteričnih ulja

U potpuno napunjenim spremnicima, bez pristupa zraka, čuvano od utjecaja svjetla.

Označavanje

Prema farmakopeji, eterično ulje mora biti označeno:

  1. znanstvenim nazivom biljne vrste koja je bila sirovina
  2. gdje je primjenjivo, tip ili kemotip eteričnog ulja
  3. gdje je primjenjivo, način proizvodnje,
  4. gdje je primjenjivo, da li je dodan konzervans i u kojoj koncentraciji
  5. gdje je primjenjivo, dodatni koraci u obradi koji nisu precizirani u definiciji eteričnog ulja.

AFNOR/ISO norme

AFNOR (Association Française de Normalisation, Francusko udruženje za normizaciju) i ISO (International Organization for Standardization) dva su udruženja kojima je cilj harmonizirati podatke i dati smjernice za laboratorijske analize, postupke u procesu proizvodnje i kontrole kvalitete te zahtjeve za kvalitetom, odnosno norme. Između ostalog, to se odnosi i na eterična ulja. Njihove norme sliče na farmakopejske i podijeljene su na dvije cjeline:

  1. opće norme koje propisuju obilježavanje, uzorkovanje i pojedinačne metode analize (npr. određivanje zakretanja polarizirane svjetlosti, gustoće, indeksa loma svjetla i slično)
  2. pojedinačne norme eteričnih ulja koje donose zahtjeve za kvalitetom, odnosno koji točno rasponi vrijednosti pojedinih analiza moraju biti za određeno eterično ulje.

Jesu li AFNOR i Europska farmakopeja u suglasju?

Ovo pitanje zna zbunjivati osobe zadužene za kontrolu i osiguranje kvalitete. Odgovor je jednostavan: za neka eterična ulja zahtjevi za kvalitetom nisu isti, odnosno nisu identični. Kao primjer usporedit ćemo zahtjev za kvalitetom eteričnog ulja čajevca AFNOR (FA125571) i Ph. Eur. (01/2008:1837).

Zahtjev (%)

Spoj

AFNOR

Ph. Eur.

α-pinen1-61-6

sabinen

max. 3,5max. 3,5
α-terpinen5-135-13
limonen0,5-1,50,5-4
p-cimen0,5-80,5-12
1,8-cineolmax. 15max. 15
γ-terpinen10-2810-28
terpinolen1,5-51,5-5
terpinen-4-ol30-48min. 30
α-terpineol1,5-81,5-8
aromadendrenmax. 3max. 7
ledenmax. 3nema zahtjeva
δ-kadinenmax. 3nema zahtjeva
globulolmax. 1nema zahtjeva
viridflorolmax. 1nema zahtjeva

Premda većini ljudi ovakve usporedbe nemaju praktično značenje, one su vrlo bitne za sve profesionalce u aromaterapiji te za sve proizvođače koji koriste eterična ulja. U tablici zelenom bojom su označene vrijednosti koje nisu u suglasju između AFNOR-a i Europske farmakopeje. Postavlja se pitanje je li to iznimno velika razlika u zahtjevu? Omogućuje li jedna ili druga norma “provlačenje” nekih patvorina?

Vrlo je bitno da su obje norme potpuno suglasne za spojeve koji karakteriziraju kemotipove čajevca: 1,8-cineol, terpinen-4-ol i terpinolen. Time obje norme sprječavaju korištenje drugih kemotipova čajevca osim kemotipa terpinen-4-ol. Ph. Eur. nije u obzir uzela aromadendren, leden, δ-kadinen, globulol i viridiflorol, jer su i zahtjevi AFNOR relativno nespecifični te pokrivaju samo bizarne patvorine. Ph. Eur. precizira da terpinen-4-ol-a bude najmanje 30% kao i AFNOR, no AFNOR postavlja gornji limit od 48%. Teoretski, Ph. Eur. time dopušta da ovo glavnog ljekovitog spoja bude i više, ovisno o šarži (lotu), no u praksi ćemo rijetko naći ulje koje ga sadrži više od AFNOR norme. Ipak, za sve koji se bave kvalitetom, ovo postavlja pitanje na koje će se norme pozvati kada sami kreiraju zahtjeve za kvalitetom sirovine koje koriste. U tom slučaju jedna od normi dopuštaju eventualno mala odstupanja, ovisno o godini i izvoru sirovine. Primjerice, ako proizvođač nabavi eterično ulje čajevca koje zadovoljava zahtjev za kvalitetom svih tvari, osim, primjerice, terpinen-4-ol kojeg bude 50% (više nego u AFNOR zahtjevu), tada će moći pozvati se na Ph.Eur. Općenito, Ph. Eur. bi trebao imati prednost, ako sadrži monografiju određenog eteričnog ulja.

Značaj analiza eteričnih ulja

Relativna gustoća

Relativna gustoća je gruba metoda određivanja relativne gustoće u odnosu na vodu. Njom možemo dokazati relativno grube patvorine, kao što su dodavanja biljnih ulja, organskih otapala i sintetskih tvari. Dodavanje biljnih ulja u eterično ulje njemačke kamilice koje je gušće od vode može se detektirati na ovaj način. To je dobra screening metoda i obično je inkorporirana u kompletu s drugim analizama.

Mješivost sa smjesama etanola i vode

Neka eterična ulja otapaju se točno u određenim omjerima sa 70% ili 80% etanolom. Ovo su drevne ali korisne tehnike, danas još propisane u AFNOR/ISO normama. Njima se također mogu otkriti grube patvorine, poput onih u kojima se u eterično ulje dodaju biljna ulja.

Optička rotacija

Optička rotacija je metoda određivanja zakretanja polarizirane svjetlosti u eteričnim uljima. Takvo svojstvo pokazuju mnoga ulja koje kao dominantne sastojnice sadrže kiralne molekule. Primjerice, S-linalol prisutan je u eteričnom ulju korijandra, a R-linalol dominira u eteričnom ulju lavande. R i S linalol razlikuju se u optičkoj rotaciji. Patvorenje eteričnog ulja lavande korijandrom ili dodavanjem sintetskog linalola, koje sadrži S-linalol, mijenja optičku rotaciju te ovom analizom možemo otkriti takav način patvorenja.

Peroksidni broj

Peroksidni broj uključuje analizu peroksida. Peroksidi nastaju spontanom oksidacijom molekula eteričnih ulja na zraku. Ova analiza nema veće značenje za otkrivanje patvorina, ali ima veliko značenje u otkrivanju ulja koja su bila nepropisno ili predugo skadištena. Primjerice, eterično ulje bijelog bora, ako ima visok peroksidni broj, daleko češće izaziva iritacije i alergijske reakcije od ulja koja nemaju visok peroksidni broj.

Određivanje ukupnih estera (indeks estera)

Ova analiza provodi se na eteričnim uljima bogatim esterima. To je relativno gruba tehnika, ali može otkriti patvorine: eterično ulje prave lavande koje je patvoreno sintetskim linalolom imat će niži esterni indeks od propisanog u zahtjevu.

Kiselinski indeks

Kao i kod analize biljnih ulja, analiza kiselinskog indeksa utvrđuje prisutne slobodne kiseline u eteričnom ulju. Ova analiza ima minorno značenje u otkrivanju patvorina.

Određivanje ukupnih karbonila

Određivanje ukupnih karbonila reakcijom s hidroksilaminom korisno je kod ulja bogatih karbonilnom skupinom (aldehidi, esteri, ketoni). No, i ovo je relativno gruba metoda, poput određivanja ukupnih estera i provodi se u paketu s drugim metodama.

Određivanje suhog ostatka nakon uparivanja

Eterična ulja dobivena destilacijom vodenom parom imaju iznimno niski ostatak nakon uparivanja (sušenje zagrijavanjem). Eterična ulja dobivena prešanjem usplođa citrusa imaju veći sadržaj suhog ostatka nakon uparivanja. Eterično ulje usplođa limuna s iznimno niskim sadržajem suhog ostatka može upućivati na patvorenje destiliranim uljem usplođa limuna ili sintetskim limonenom.

Određivanje apsorbancije

Mnoge organske molekule imaju sposobnost upijajanja energije elektromagnetskog zračenja, primjerice u UV i spektru vidljive svjetlosti. U eteričnim uljima ona se određuje između 220 i 440 nm. Ova analiza je najbitnija za eterična ulja usplođa citrusa bogatim kumarinima koji apsorbiraju energiju između ovih valnih duljina. Odveć niska aposrbancija upućuje na patvorenje destiliranim eteričnim uljima.

Određivanje točke ledišta

Većina tvari i smjesa tvari imaju točno određenu točku ledišta. Relativno je gruba metoda koja može otkriti patvorine eteričnih ulja u kojima je dodan etanol koji snizuje točku ledišta.

Određivanje karotenoida

Ova analiza najčešće se provodi u ispitivanju eteričnog ulja naranče, kojima karotenoidi i daju naračasto-žutu boju. Vrlo nizak sadržaj karotenoida upućuje na patvorenje sintetskim otapalima. neki proizvođači koji koriste ulje slatke naranče i kao prirodno sredstvo za bojenje znaju imati svoje zahtijeve za višim sadržajima karotenoida.

Tankoslojna kromatografija

Tankoslojna kromatografija je vrlo često korištena metoda u farmakognoziji, no njena najčešća upotreba odnosi se na određivanje identiteta, odnosno potvrdi dominantnog kemijskog sastava. Primjerice, može se koristiti za utvrđivanje da je u eteričnom ulju anisa doista pristan spoj trans-anetol. Tankoslojna kromatografija lako otkriva i patvorene eteričnih ulja biljnim uljima.

Plinska kromatografija

Plinska kromatografija je često alfa i omega analize eteričnih ulja. U toj instrumentalnoj tehnici dolazi do odvajanja svih molekula eteričnih ulja. One se kasnije detektiraju i određuje se njihov udio u eteričnim uljima. Premda nije svemoćna, plinska kromatografija je glavni način otkrivanja patvorina. Ukoliko, primjerice, uzorak eteričnog ulja prave lavande sadrži 4% kamfora, to je znak da je ono patvoreno lavandinom.

Certifikati i njihovi primjeri

“Kruna” svih analitičkih postupaka je certifikat analize (engl. CoA, certificate of analysis ili analysis sheet; fr. fiche d’analyse). U njemu se navode rezultati specifičnih analiza za točno određeni lot eteričnog ulja. Svaki lot mora imati izvedene analize prema zahtjevu. To možemo vidjeti na primjerima certifikata za eterično ulje lavande i eterično ulje lavandina.

Pogledajmo najprije što kažu norme. AFNOR norma FA103731, Huile essentielle de lavande (Lavandula angustifolia Miller) jasno precizira sljedće parametre:

  1. Izgled: bistra tekućina
  2. Boja: bistro žuta
  3. Miris: karakterističan, svjež, floralni, podsjeća na cvat lavande
  4. Relativna gustoća: 0,8780-0,8920
  5. Indeks loma svjetla: 1,4600-1,4660
  6. Optička rotacija: -12° do -6°
  7. Mješivost sa 70 ili 75vol% etanolom – nije potrebno uzeti više od od 2 volumna dijela etanola na jedan volumni dio eteričnog ulja da bi se dobila bistra otopina

Poseban zahtjev odnosi se na udio pojedinih molekula u eteričnom ulju, a prema analizi plinskom kromatografijom. Radi jednostavnosti, prikazat ću zahtjeve za nekoliko takvih molekula:

  1. 1,8-cineol: do 3%
  2. kamfor: do 1,5%
  3. linalol: 20-43%
  4. linalil-acetat: 25-47%

Idemo sada vidjeti što bi se desilo kada bi netko umjesto lavande pokušao “podvaliti” lavandin klon super. Rezultati analiza i zahtjevi su prikazani tabelarno:

Analiza/parametarZahtjevRezultat/lavandaRezultat/lavandin klon super
IzgledBistra tekućinaOdgovaraOdgovara
Bojabistro žutaOdgovaraOdgovara
MirisKarakteristično svjež, floralni, podsjeća na cvat lavande<OdgovaraNe odgovara
Relativna gustoća0,8780-0,89200,8840,8910
Indeks loma svjetla1,4600-1,46601,46081,4577
Optička rotacija-12° do  -6°-10°-7,5°
Mješivost sa 70 ili 75% etanolomDo 2 volumna dijela etanola na 1 volumni dio eteričnog ulja1,5 volumni dio 75% etanola na 1 volumni dio et. ulja2 volumna dijela 70% etanola na 1 volumni dio et. ulja
Sadržaj 1,8-cineolado 3%1,303,09
Sadržaj kamforado 1,5%0,354,79
Sadržaj linalola20-43%27,4433,19
Sadržaj linalil-acetata25-47%35,5139,21

Na temelju običnog izgleda teško bismo prosudili radi li se o patvorini. Čak i po mirisu, neiskusni “nos” bi teže zamijetio kamforastu komponentu, stoga ovakve grube analize ne garantiraju detekciju patvorina. Jednostavnije fizikalne analize također nisu posebno uvjerljive da bi se razlikovala eterična ulja lavande od lavandina: relativna gustoća, optička rotacija i mješivost s etanolom nisu uspjeli dokazati moguću zamjenu lavande lavandinom. Indeks loma svjetla je također vrlo nejasna analiza za razlikovanje ovakvog patovorenja, jer neki će lavandini imati indeks loma svjetla koji odgovara eteričnom ulju lavande. Čak i prema sadržaju linalil-acetata i linalola, dviju dominantnih molekule, ne bismo mogli razlikovati ova dva eterična ulja. No, “izdajnička” molekula je kamfor, kojeg u lavandinima o po definiciji bude znatno više od dopuštene granice za eterično ulje lavande.

Danas ljudi često znaju tražiti certifikate, što je dobro, ali se postavlja veliko pitanje: znamo li te certifikate interpretirati? Još veća teškoće nastaju kada dođe do odstupanja u rezultatima za eterično ulje koje treba znati interpretirati i koja nisu posljedica patvorenja. Primjerice, eterično ulje divlje lavande destilirano na sniženom tlaku pokazuje, neovisno o godini, sadržaj linalola između 18 i 19% (ispod granica zahtjeva) te sadržaj terpinen-4-ol koji je redovito viši od zahtjeva (između 8 i 12%).

Koji se sve certifikati mogu izdati?

Certifikat analize nije jedini koji se izdaje za eterično ulje, premda je od presudne važnosti za procjenu kakvoće eteričnog ulja i otkrivanje mogućih patvorina. Ponekad u šali kažemo da je svijet certifikata kompliciran kao i svemir, no ipak svaki od njih ima svoju logiku. Na primjeru lavande možete vidjeti sklop certifikata koje bi eterično ulje trebalo sadržavati:

  1. certifikat analize s najvažnijim analizama uključujući i analizu plinskom kromatografijom, koji smo već susreli na primjeru lavande i lavandina
  2. IFRA certifikat (International Fragrace Association) koji točno definira dozvoljene koncetracije eteričnog ulja koje se smiju koristiti u određenim klasama kozmetičkih proizvoda
  3. sigurnosni list (engl. Material Safety Data Sheet, MSDS; fr. Fiche de données de sécurité, FDS) koji definira razinu opasnosti za čovjeka i okolinu
  4. tehnički list (engl. Technical Data Sheet, fr. Fiche technique) koji, između ostalog, definira glavne alergene
  5. certifikat organskog uzgoja, kojim se dokazuje da je proizvodnju i promet točno određenog eteričnog ulja certificirala ovlaštena agencija