Ekstrakcja, DER i standaryzacja – o jakości ekstraktów grzybowych w suplementach diety

Ekstrakcja to szerokie zagadnienie o fundamentalnym znaczeniu dla efektywności preparatów roślinnych i grzybowych. Wiele zmiennych, takich jak użyta metoda, czas trwania, temperatura czy rozpuszczalnik mają wpływ na produkt końcowy niezależnie od jego formy: tabletki, kapsułki, proszku czy formy płynnej w kroplach. Ekstrahujemy, ponieważ w ten sposób jesteśmy w stanie umożliwić uwolnienie konkretnych związków aktywnych zawartych wewnątrz celulozowych ścian komórkowych roślin lub chitynowych struktur grzybów, co w innym przypadku stanowiłoby barierę dla ich biodostępności. Innymi słowy, ekstrakcja może zwiększać dostępność wybranych składników aktywnych i ułatwiać ich wykorzystanie w gotowym preparacie. Bez tego procesu, nawet pomimo spożycia odpowiedniej części rośliny czy grzyba, nasze ciało nie jest w stanie efektywnie przyswoić dobroczynnych składników aktywnych.

DER i standaryzacja ekstraktów

Procesy ekstrakcyjne są również ściśle powiązane z kolejnym ważnym aspektem dyktującym aktywność biologiczną, jakim jest koncentracja, czyli DER (ang. Drug Extract Ratio) danego ekstraktu. DER to oznaczenie liczbowe stosowane w ziołolecznictwie, określające stosunek ilości surowca użytego do otrzymania danej ilości ekstraktu. Innymi słowy, informuje ono, ile kilogramów lub gramów surowca wykorzystano do wyprodukowania określonej ilości ekstraktu. Modulacja tych dwóch zmiennych pozwala przygotować odpowiednią porcję danego suplementu, tak aby ilość związków aktywnych mogła wywołać zakładany profil składników aktywnych.

Grzyby funkcjonalne w segmencie suplementów diety

Każdy rynek rządzi się swoimi prawami, natomiast segment suplementów diety przechodzi konkretne cykle, wewnątrz których zachodzi predykcyjna ewolucja. Jest to swoisty proces dojrzewania segmentu. Dobrym przykładem tego procesu są grzyby funkcjonalne – doskonałe exemplum postępu, rosnącej świadomości procesów ekstrakcyjnych i skupienia na konkretnych grupach związków biologicznie aktywnych, których poszukują klienci i które wymagają odpowiedniego podejścia producentów. Grzyby funkcjonalne, określane na rynku amerykańskim również jako „medyczne” lub „lecznicze”, w Polsce wymagają ostrożniejszej terminologii ze względu na obowiązujące regulacje dotyczące suplementów diety. Tego typu określenia mogą sugerować działanie lecznicze, którego suplementy diety nie powinny komunikować. Jednocześnie jest to kategoria stosunkowo nowa, ale coraz wyraźniej obecna na rynku – nie jako chwilowy trend, lecz jako rozwijający się segment produktów funkcjonalnych, silna emergentna kategoria. Zaczynając naszą działalność w 2017 roku, zderzyliśmy się z całkowitym brakiem świadomości dotyczącej suplementów z grzybów, a wręcz w dużej ilości przypadków z jego niechęcią. Grzyby w formie suplementów w tamtym czasie nasuwały skojarzenia z gatunkami odpowiedzialnymi za działanie psychoaktywne, a równoczesny boom na konopie, nie tylko te z CBD, tym bardziej podsycał niekorzystną z perspektywy sprzedawców aurę. Jednak wraz z upływem czasu nieuzasadniona, odruchowa wręcz niechęć zaczęła ustępować, a w jej miejsce zagościły fakty, rosnąca świadomość oraz zainteresowanie.

Coraz większa liczba doniesień o prozdrowotnych właściwościach grzybów sprawiła, że rynek zaczął ewoluować w szybkim tempie. Klienci zaczęli zwracać uwagę na informację o związkach aktywnych, takich jak polisacharydy, pojawiło się rozróżnienie ze względu na część grzyba, z której pozyskuje się surowiec; czy jest to owocnik, czy grzybnia, zwiększył się nacisk na rodzaj przeprowadzonej ekstrakcji; wodnej, alkoholowej lub tzw. ekstrakcji dualnej. Wybiegając w przyszłość, można stwierdzić, że segment ekstraktów grzybowych jest już w fazie dojrzałej. Nie liczy się już tylko i wyłącznie całkowita ilość polisacharydów, a znaczenia mają bardziej specyficzne frakcje błonnika o konkretnych właściwościach immunomodulacyjnych, jakimi są beta-D-glukany o konfiguracji 1,3/1,6. Ponadto konsumenci coraz częściej interesują się związkami aktywnymi charakterystycznymi dla danego gatunku, np. triterpenoidami obecnymi w lakownicy żółtawej (Reishi), które są przedmiotem badań naukowych dotyczących m.in. aktywności antyoksydacyjnej i przeciwzapalnej. Związki te, ze względu na ich budowę objawiają się specyficznym gorzkim profilem smakowym, który sensorycznie pozwala ocenić jakość surowca oraz fakt, czy do jego ekstrakcji użyto odpowiedniej metody – w tym przypadku ekstrakcji alkoholowej. To z kolei prowadzi nas do fundamentalnej kwestii, jaką jest rodzaj i funkcja ekstrakcji konkretnych gatunków grzybów.

Ekstrakcja to jeden z najważniejszych czynników świadczących o jakości suplementu grzybowego i powinna być jednym z pod-stawowych kryteriów przy wyborze konkretnego preparatu przez konsumenta. Pozwala na wydobycie z grzybów związków odpowiedzialnych za właściwości biologiczne składników, głównie: polisacharydów, terpenów, polifenoli, steroli czy kwasów tłuszczowych. Jak wspomniałem wcześniej, grzyby zbudowane są z chitynowych ścian komórkowych. W praktyce oznacza to, że aby wydobyć cenne składniki musimy najpierw złamać ich chitynowe ściany. Grzyby zawierają bowiem dwie główne klasy substancji bioaktywnych: związki rozpuszczalne w wodzie, takie jak polisacharydy, w tym beta-D-glukany 1,3/1,6, oraz związki rozpuszczalne w tłuszczach, które do skutecznej ekstrakcji wymagają użycia solwentów polarnych, np. alkoholu – jak w przypadku terpenoidów. W zależności od finalnej formy produktu, czy jest to proszek, kapsułka czy forma płynna dozowana pipetą, rozpuszczalnik po zakończonym procesie ekstrakcyjnym zostaje odparowany lub pozostawiony w formie płynnej.

Ekstrakcja wodna – pozyskiwanie polisacharydów

Ekstrakcja gorącą wodą (hot water extraction) jest najstarszą techniką ekstrakcyjną i polega na wygotowaniu surowca, czyli stworzenie tzw. odwaru. Jako że nasz organizm nie posiada skutecznej ścieżki enzymatycznej, która mogłaby trawić twardy polimer, jakim jest chityna (nie posiadamy enzymu chitynazy), wygotowanie surowca grzybowego pozwala na uwolnienie związanych polisacharydów, takich jak beta-D-glukan. W tej metodzie parametry takie jak temperatura, czas, stosunek woda: surowiec i sposób mieszania silnie wpływają na uzysk i właściwości biologiczne ekstraktów. Gorąca woda rozpuszcza polarne składniki ściany komórkowej (polisacharydy, część fenoli), ułatwiając ich dyfuzję z matrycy grzyba do roztworu. Należy jednak mieć na uwadze, że zbyt wysoka temperatura może degradować niektóre związki. Ten rodzaj ekstrakcji trwa zazwyczaj kilka godzin, a stosunek początkowej ilości wody do surowca wy-znaczy koncentrację ekstraktu. Jeśli 1 część surowca ekstrahuje się w 10 częściach wody i następnie odparuje rozpuszczalnik do 1/10 objętości, uzyskuje się zagęszczony ekstrakt, jednak jego rzeczywisty DER (np. 10:1) zależy od wydajności ekstrakcji i nie wynika wyłącznie z redukcji objętości.

Najważniejszymi zaletami ekstrakcji wodnej jest łatwość, taniość i skuteczność w wydobyciu największej grupy grzybowych związków aktywnych, jakimi są polisacharydy, a w głównej mierze beta-D-glukany. Pomimo tego, że tania i efektywna, ta metoda nie pozostaje bez minusów. W przypadku gatunków bogatych w ciężkie molekularnie triterpeny, takich, jak Reishi czy Chaga, ekstrakcja gorąca wodą po-zostawi zamknięte w surowcu związki nierozpuszczalne w wodzie.

Ekstrakcja alkoholowa – związki mniej polarne

Ekstrakcja alkoholowa, czyli inaczej maceracja to kolejny sposób na uwolnienie związków aktywnych, które pozostały w materiale po ekstrakcji wodnej. W tej metodzie używa się wysokoprocentowego alkoholu, który pozwoli na ekstrakcje związków mniej polarnych, rozpuszczalnych w tłuszczach, takich jak kwasy ganoderowe w Reishi, czy inotodiol w Chaga czy hericenony/erinacyny w Lion’s mane. Po przeprowadzonej maceracji uzyskany płyn zostaje przefiltrowany, a alkohol jest odparowywany, co pozwala na uzyskanie pożądanego stopnia koncentracji. Ważną kwestią podczas ekstrakcji surowca grzybowego alkoholem jest fakt, że może on naruszać strukturę beta-D-glukanów oraz wytrącać je z roztworu, tym samym zmniejszając ich ilość w końcowym ekstrakcie. Z tego powodu maceracja alkoholem powinna następować po ekstrakcji gorącą wodą, w trakcie której polisacharydy, w tym beta-D-glukany zostały wyciągnięte z surowca. Drugą i równie ważną kwestią jest dobór rodzaju ekstrakcji do danego gatunku, ponieważ nie wszystkie grzyby funkcjonalne posiadają związki rozpuszczalne w wodzie, co oznacza, że ta metoda nie sprawdzi się w każdym przypadku.

Ekstrakcja dualna – szerszy profil składników aktywnych

Rozumiejąc podstawy doboru metody ekstrakcji, możemy płynnie przejść do obecnie najbardziej popularnej metody – szczególnie pożądanej przez świadomych konsumentów w dojrzałym segmencie grzybów, czyli ekstrakcja dualna (dual-extraction). Ten rodzaj to nic innego jak połączenie dwóch wcześniej wspomnianych metod w jeden produkt, czy to w formie proszkowej, czy płynnej. W ten sposób otrzymujemy optymalny produkt bogaty w rozpuszczalne w wodzie polisacharydy oraz nierozpuszczalne frakcje, takie jak terpenoidy. Gatunkiem, który szczególnie skorzysta z metody dualnej jest Reishi (Ganoderma lucidum). Ta metoda jest zdecydowanie droższa i zajmuje więcej czasu, ale pozwala ona uzyskać ekstrakt, który będzie zawierał szerokie spektrum związków biologicznie aktywnych.

Kontrola jakości i analiza związków aktywnych

Procesy ekstrakcyjne stanowią jeden z kluczowych etapów wytwarzania preparatów na bazie grzybów funkcjonalnych, ponieważ wpływają na profil składników aktywnych, ich dostępność oraz powtarzalność jakościową gotowego produktu. Jednak nawet po wyborze odpowiednich parametrów i rodzaju ekstrakcji dla danego gatunku, w dalszym ciągu pozostaje kwestia efektywności przeprowadzonych procesów ekstrakcyjnych. Aby upewnić się, że w ekstrakcie znajdują się odpowiednie związki aktywne i jeśli tak, to w jakim stężeniu; należy posłużyć się metodami diagnostycznymi pozwalającymi na ich zmierzenie. Tylko w ten sposób możemy mieć pewność potwierdzającą efektywność ekstrakcyjną. Oczywiście grzyby to skomplikowane organizmy produkujące szeroki wachlarz aktywnych metabolitów wtórnych, dlatego oprócz polisacharydów znajdujących się w ścianach komórkowych każdego gatunku, pozostałe związki, takie jak hericenony (z Soplówki jeżowatej), cordycepinę (z Cordycepsu), czy szersza klasa triterpenów, wymagają doboru odpowiednio dopasowanej matrycy pomiarowej. Zachowując staranność procesów ekstrakcyjnych i mierząc finalny efekt, możemy przygotować produkt spełniający oczekiwania konsumentów – pod względem jakości i standaryzacji – oraz budujący ich długofalowe zaufanie.