Сушка лекарственных растений
Как добиться высокого качества сушеных лекарственных эфирно-масличных растений, чтобы оно было на уровне качества свежих трав? Самые главные показатели качества сушеных лекарственных растений: вкус, цвет, аромат и биологическая активность фитохимических компонентов, - зависят от метода сушки, а также способов обработки сырья перед сушкой. Об этом мы сегодня и поведаем вам.
Травы — это «любое растение с листьями, семенами или цветами, используемое человеком в качестве приправы, еды, лекарств или ароматов». Травы считаются скоропортящимися продуктами из-за высокого содержания влаги. Для обеспечения длительной сохранности, лекарственные травы необходимо сушить. Сушка сохраняет качество трав за счет снижения содержания влаги, что препятствует росту микроорганизмов и химическим изменениям при хранении в сушеном виде. В кулинарии сушеные травы обычно используются в качестве «ароматизаторов» для придания продуктам характерного аромата. Помимо кулинарного использования трав, их эфирное масло можно использовать в качестве антимикробного средства, эффективного против бактерий, дрожжей и плесени. Сушеные травы также находят множество применений в других областях, например, в медицинских и косметических продуктах, а также в производстве парфюмерии. Травы являются отличным источником антиоксидантов. Качественные характеристики, которые считаются наиболее важными для сушеных трав, могут зависеть от их использования. Например, качество лекарственных сушеных трав определяется содержанием биологически активных соединений, в то время как качество кулинарных сушеных трав обычно определяется их цветом и свежим характерным ароматом.
Сушеные кулинарные травы обычно имеют высокую стоимость, поэтому ожидания потребителей в отношении качества продукта, как правило, высоки. Эфирное масло вносит основной вклад в аромат трав, хотя и присутствует в небольших количествах.
Эфирное масло растений
Эфирное масло - «продукт, полученный из натурального сырья растительного происхождения путем перегонки с водяным паром или путем сверхкритической углекислотной экстракции.
Эфирные масла можно использовать во многих областях, таких как фармацевтика, косметика, медицинская и пищевая промышленность. В свежих травах эфирные масла хранятся на поверхности листьев в специализированных структурах, называемых трихомами. Следовательно, сохранение целостности трихом или минимизация повреждения трихом во время сушки может улучшить выход эфирных масел и качество аромата сушеных трав.
Химический состав эфирных масел варьируется в зависимости от типа травы, сезона сбора урожая, послеуборочной практики, возраста растения и условий хранения. Каждое химическое соединение придает эфирному маслу свой специфический аромат. Этот вклад зависит от их порога запаха, который можно определить по структуре и летучести соединения. Изменения концентрации химических компонентов эфирного масла (путем химических реакций или деградации), даже с незначительными компонентами, могут привести к резким изменениям вкуса эфирного масла. Высокая температура сушки, более сорока пяти градусов Цельсия, приводит к деградации химических веществ эфирных масел, а температура сушки более тридцати пяти градусов Цельсия приводит к потере части эфирных масел сырья, так как они кипят, испаряются и вместе с влагой покидают растение. Поэтому главное условие качественной сушки лекарственного сырья – это низкая температура сушки, ниже тридцати пяти градусов Цельсия.
Эфирное масло можно разделить на 2 фракции: летучая фракция, которая дает около 90-95% всего масла. Эта фракция состоит в основном из монотерпенов, сесквитерпенов, альдегидов, спиртов и сложных эфиров; и нелетучая фракция, которая содержит углеводороды, стеролы и другие молекулы с большой молекулярной массой, такие как тритерпены, сквалены и сапонины. Самой уязвимой к высоким температурам сушки относится летучая фракция, поэтому используя несоответствующее оборудование с высокой температурой сушки вы можете потерять львиную долю эфирного масла сырья. Химические составляющие эфирных масел являются неустойчивыми веществами. Их можно легко превратить в другие типы соединений с помощью различных химических реакций, таких как реакции окисления, изомеризации, циклизации или дегидрирования. Эти химические реакции могут запускаться либо ферментативно, либо химически. Одним из наиболее важных химических изменений компонентов эфирного масла является самоокисление. Реакция самоокисления влияет на процесс разрушения терпеноидов, которые представляют собой самый большой класс природных летучих веществ в растениях. Во время автоокисления терпеноидов могут образовываться вторичные продукты, такие как гидропероксиды, которые затем разлагаются в присутствии света, тепла и повышенной кислотности на поздних стадиях процесса окисления. Эти химические изменения компонентов эфирного масла могут происходить либо в процессе сушки, либо во время хранения высушенных продуктов. Использование высоких температур в процессе сушки, более сорока пяти градусов Цельсия, может многократно ускорить эти химические реакции. В процессе сушки тепло способствует начальному образованию свободных радикалов, которые катализируют процесс самоокисления эфирного масла. Следовательно, повышение температуры сушки приведет к большей потере ароматических соединений и, следовательно, к большему ухудшению качества аромата сушеных трав.
Наличие света является еще одним важным аспектом, влияющим на разложение эфирных масел, особенно в процессе сушки на солнце, когда травы подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, или во время хранения высушенных трав без светозащитной упаковки. Присутствие света, как ультрафиолетового, так и видимого, ускоряет процесс самоокисления, запуская отщепление водорода, что приводит к образованию липидных алкильных радикалов.
Сушка эфирно-масличных растений
Естественная сушка может привести к значительному снижению количества эфирного масла во многих видах трав, например, до сорока пяти процентов в базилике, даже если он сушился на воздухе при комнатной температуре, что обусловлено длительностью сушки, ферментативными и не ферментативными реакциями. В процессе такой длительной сушки даже несмотря на низкую температуру летучий профиль эфирного масла может существенно измениться из-за образования вторичных ароматических соединений, таких как спирты, альдегиды, пероксиды и кетоны. Эти вторичные продукты могут составлять высокий процент от общего содержания летучих веществ в высушенных продуктах, например, более 50% общего содержания летучих веществ в высушенных на воздухе листьях укропа. Изменения в составе эфирных масел трав в процессе высокотемпературной, а также чрезмерно длительной сушки могут быть результатом реакций окисления или гидролиза гликозилированных летучих соединений.
Уменьшение или изменение содержания летучих соединений в сушеных травах в процессе сушки зависит от параметров сушки, включая метод сушки, температуру, уровень вакуума (в случае таких процессов, как вакуумная сушка или сушка вымораживанием), время сушки и количество воды, испарившейся в процессе сушки. Наиболее безопасной с точки зрения сохранности всех фитохимических соединений лекарственного сырья является холодная атмосферная сушка.
Температура сушки играет важную роль в сохранении летучих соединений высушенных трав после процесса сушки. Применение высокой температуры сушки обычно приводит к потере содержания летучих соединений. При высокой температуре сушки трихомы могут разорваться, что приведет к потере летучих соединений в результате испарения. Кроме того, высокие температуры сушки могут способствовать разложению термолабильных соединений в эфирном масле.
Уровень вакуума является одним из наиболее важных факторов, влияющих на выход эфирного масла. Снижение давления в сушильной камере приводит к сокращению времени сушки, но оно также приводит к значительной потере летучих соединений. Поэтому мы рекомендуем для сушки лекарственных растений исключительно холодные атмосферные сушилки.
Основная цель многих процессов сушки трав заключается в улучшении цвета высушенных продуктов или уменьшении изменения цвета во время сушки и хранения. Деградация цвета в сушеных травах вызвана деградацией пигментов, таких как хлорофилл и антоцианин. Для зеленых трав деградация хлорофиллов является наиболее распространенным изменением, которое может произойти в процессе сушки.
Разрушение в процессе сушки растительных тканей может привести к высвобождению молекул хлорофилла из белкового комплекса, что может способствовать превращению хлорофиллов в феофитины из-за большего воздействия тепла на структуру хлорофиллов. Это событие также может привести к высвобождению субстратов для ферментативных реакций потемнения в окружающие области.
Чтобы в полной мере сохранить исходных цвет вашего лекарственного сырья, требуется применение низкотемпературных сушилок.
Холодная атмосферная сушилка по принципу теплового насоса — технология, направленная на повышение эффективности традиционной конвективной сушки. Холодная атмосферная сушилка с тепловым насосом подходит для промышленной сушки трав, поскольку она может работать в широком диапазоне скорости воздуха и температуры сушки от двадцати до тридцати пяти градусов Цельсия. Еще одним важным преимуществом осушителей с тепловым насосом является их способность осушать воздух, контактирующий с сырьем. Эффект осушения возникает, когда температура испарителя ниже точки росы воздуха на входе в испаритель. Сушка тепловым насосом может обеспечить более высокое качество высушенных продуктов благодаря способности контролировать свойства воздуха во время процесса. Скорость сушки у холодных атмосферных сушилок несмотря на низкую температуру сушки не уступает скорости сушки в традиционных высокотемпературных конвективных сушилках.
Холодные атмосферные сушилки с тепловым насосом дают более качественные высушенные продукты с точки зрения сохранения биоактивных соединений по сравнению с другими методами сушки: горячим воздухом, микроволновой сушкой и сублимационной сушкой. Сушка тепловым насосом приводит к увеличению количества биологически активных соединений по сравнению с образцами, высушенными горячим воздухом при тех же температурах сушки, лучше сохраняет первоначальную форму клеточных структур паренхимы высушенных продуктов по сравнению с сушкой на воздухе.