Ekstrakty roślinne w suplementach diety – od jakości surowca do powtarzalności działania surowca

Suplementy diety oparte na składnikach roślinnych cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Konsumenci sięgają po produkty zawierające w swoim składzie ashwagandę, kurkumę czy inne popularne ekstrakty, wierząc w ich jakość i skuteczność. Pomimo zbliżonych informacji na etykiecie, suplementy mogą znacząco różnić się składem chemicznym, biodostępnością oraz działaniem biologicznym.

W niniejszym artykule chcemy przedstawić najważniejsze czynniki wpływające na jakość oraz skuteczność działania składników pozyskiwanych z roślin stosowanych powszechnie w suplementacji, ze szczególnym uwzględnieniem aspektów technologicznych oraz analitycznych. Podstawę stanowiły najnowsze dane literaturowe, zalecenia European Medicines Agency (EMA) oraz European Food Safety Authority (EFSA), wytyczne ustawodawców, a w szczególności doświadczenia praktyczne zbierane na przestrzeni lat.

Dlaczego dwa suplementy o tym samym składzie jakościowo-ilościowym mogą wykazywać różne działanie?

Wpływ na to ma szereg czynników. Należy podkreślić, że ekstrakt roślinny to złożony kompleks licznych związków chemicznych. Może zawierać od kilkudziesięciu do kilkuset substancji, w skład których wchodzą, na przykład: fitoestrogeny, alkaloidy, terpeny czy flawonoidy, a ich profil jest zależny między innymi od pochodzenia surowca, sposobu ekstrakcji czy przechowywania [1]. Poszczególne związki różnią się między sobą działaniem biologicznym, ich skuteczność może wynikać z efektu synergii (wzmacniania działania) albo antagonizmu (efektu osłabiania) [2, 3]. Zmiany proporcji poszczególnych składników ekstraktu mogą wpływać na profil działania i przewidywalność właściwości produktu. Przykładem może być popularny żeń-szeń (łac. Panax ginseng), który zawiera związki aktywne nazywane ginsenozydami. Poszczególne z nich wykazują odmienny, a niekiedy antagonistyczny wpływ na ośrodkowy układ nerwowy – np. Rg1 o działaniu pobudzającym OUN i Rb1 o działaniu uspokajającym i neuroprotekcyjnym [4]. W zależności od wieku korzenia, warunków uprawy, metody ekstrakcji czy stopnia standaryzacji możemy uzyskać ekstrakt o różnej zawartości tych związków [1, 4]. Skutkiem może być uzyskanie ekstraktu o innym profilu działania niż zakładany, np.: zamiast ekstraktu o profilu bardziej stymulującym można uzyskać surowiec o profilu łagodniejszym, uspokajającym lub mniej wyraźnym działaniu biologicznym. Sytuacja ta może wiązać się z wyciąganiem przez konsumenta błędnych wniosków („to nie działa”), a także utratą zaufania do całej kategorii produktów.

Jakie praktyczne aspekty kryją się za składnikiem roślinnym?

W suplemencie mogą znajdować się składniki roślinne, które zwyczajowo nazywają się tak samo, a w praktyce stanowią dwa odmienne gatunki roślin, charakteryzujące się różnym działaniem biologicznym. Przykładem może być żeń-szeń. Właściwy (Panax ginseng) o działaniu pobudzającym oraz pięciolistny (Panax quinquefolius) opisywany w artykułach naukowych jako łagodniejszy, mniej stymulujący. Różnice w składzie ginsenozydów są przyczyną tego efektu[5, 6].

Niemniej istotne będą gatunki w kontekście regulacyjnym. Cieszący się szeroko uznaniem Cordyceps sinensis jest dostępny dla konsumentów, ale już jego „kuzyn” Cordyceps militaris został w 2025 r. uznany jako nowa żywność, której historia nie jest wystarczająco poznana przed 15 maja 1997 r. i tym samym nie może stanowić składnika suplementów diety na rynku UE bez uprzedniej autoryzacji Komisji Europejskiej [7].

Kolejnym aspektem jest wykorzystanie do ekstrakcji różnych części rośliny. Wyciąg z nasion może różnić się znacząco składem chemicznym względem wyciągu z łodygi, co rzutuje na właściwości produktu końcowego. Dobrym przykładem jest ostropest – sylimaryna pozyskiwana jest głównie z nasion, ponieważ łodyga zawiera jej znikome ilości [1]. Niemniej istotnym aspektem będzie kwestia bezpieczeństwa i toksyczności.

Popularne są ekstrakty z owoców czarnego bzu (Sambucus nigra L.), jednak ekstrahowanie liści tego samego gatunku botanicznego generuje wysokie stężenia sambunigryny – związku z grupy glikozydów cyjanogennych [8, 9, 10]

Postać składnika także ma znaczący wpływ na skuteczność działania suplementu. Proszek roślinny i ekstrakt różnią się koncentracją związków bioaktywnych. W tym pierwszym obserwuje się ich niższą ilość, gdzie ten drugi zawiera skondensowaną porcję substancji. Proszek ponadto charakteryzuje się wysoką zmiennością surowca, a ekstrakt daje większą powtarzalność produktu końcowego. Dodatkowo należy zaznaczyć, że ekstrakty mogą zachowywać pełen kompleks fitozwiązków albo być selektywne – zawierać konkretne wyizolowane substancje. Ma to miejsce na przykład w przypadku kurkumy, gdzie proszek w swoim składzie posiada głównie błonnik oraz niewielkie ilości kurkuminoidów (około 2–5%), w przeciwieństwie do ekstraktu etanolowego, który może być standaryzowany na nawet 95% kurkuminoidów[11, 12]. Następstwami takiej sytuacji są między innymi: brak powtarzalności efektów, ryzyko niedoszacowania substancji aktywnej lub przeszacowania działania, a także problemy w interpretacji badań naukowych.

Rozpuszczalnik ekstrakcyjny odpowiada za to, jakie związki uwalniamy z rośliny. Woda warunkuje wyekstrahowanie polisacharydów, etanol – flawonoidów i alkaloidów, a rozpuszczalnik hydro-alkoholowy pozwala na uzyskanie szerokiego spektrum związków. W rezultacie dwa ekstrakty tego samego gatunku botanicznego mogą mieć zupełnie różny profil składników aktywnych zależny od zastosowanego ekstrahenta [13].

Biodostępność – jaka ilość związku aktywnego zostanie wykorzystana?

Biodostępność określa, jaka część podanej substancji aktywnej dociera do krążenia ogólnego w postaci niezmienionej i jest zdolna do wywołania efektu fizjologicznego. W przypadku ekstraktów roślinnych jest to kluczowy parametr, ponieważ obecność związku aktywnego nie stanowi jedynego wyznacznika potencjału biologicznego i jakości funkcjonalnej produktu.

Na biodostępność wpływ mają:
1. Właściwości fizykochemiczne związku
Substancje o niskiej rozpuszczalności w wodzie (np. kurkuminoidy) charakteryzują się ograniczonym wchłanianiem w przewodzie pokarmowym. Ponadto podlegają intensywnemu metabolizmowi pierwszego przejścia w wątrobie, co istotnie obniża ich stężenie w osoczu [14].
2. Matryca ekstraktu i interakcje między składnikami
Ekstrakty roślinne stanowią złożone mieszaniny wielu związków, które mogą wzajemnie wpływać na swoją biodostępność poprzez efekt synergii lub antagonizmu. Niektóre składniki mogą zwiększać rozpuszczalność lub hamować enzymy metabolizujące, inne natomiast ograniczać wchłanianie [2].
3. Czynniki technologiczne i formulacyjne
Sposób przygotowania ekstraktu oraz forma produktu końcowego mają kluczowe znaczenie. Na biodostępność mogą wpływać m.in.: stopień rozdrobnienia (mikronizacja), zastosowanie nośników lipidowych, obecność substancji zwiększających wchłanianie (np. inhibitorów enzymów jelitowych), typ zastosowanego rozpuszczalnika ekstrakcyjnego.

Przykładem jest kurkumina, której biodostępność jest naturalnie bardzo niska, jednak może istotnie wzrosnąć w obecności substancji hamujących jej metabolizm, np. piperyny lub w formach zwiększających rozpuszczalność [14].

W praktyce oznacza to, że suplementy zawierające tę samą ilość deklarowanego składnika aktywnego mogą znacząco różnić się efektem biologicznym, jeśli różnią się biodostępnością. Podsumowując, z punktu widzenia klinicznego ważna nie jest ilość substancji znajdująca się w preparacie, ale przede wszystkim faktyczna biodostępność.

Standaryzacja – dlaczego jest tak istotna?

Standaryzacja to określenie minimalnej zawartości konkretnego związku chemicznego (markeru) w ekstrakcie. Dzięki tej informacji wiemy, jaka ilość substancji aktywnej znajduje się w produkcie, co rzutuje na powtarzalność efektów.

Należy zwrócić jednak uwagę, że sama standaryzacja nie zawsze jest równoznaczna z jakością kliniczną. Czasami standaryzuje się marker, który jest po prostu łatwy do oznaczenia, a nie aktywny biologicznie. W takim przypadku pojawiają się różnice w biodostępności składników aktywnych, a w następstwie trudniejsze staje się przewidywanie właściwości biologicznych produktu końcowego [5]. Uzyskujemy surowiec, który spełnia określone kryteria jakościowe, jednak nie zawsze przekłada się to na efekt kliniczny. [5, 15]. W związku z po-wyższym mamy złudne poczucie produktu o wysokiej jakości. Istotne jest standaryzowanie ekstraktów na marker aktywny biologicznie, ponieważ w ten sposób można wykazać działanie kliniczne, a także porównać je z innymi wynikami badań naukowych. Przykładem jest dziurawiec zwyczajny (Hypericum perforatum), którego ekstrakty przez lata standaryzowane były na zawartość hiperycyny ze względu na łatwość jej oznaczania analitycznego. Obecnie wiadomo jednak, że działanie wpływające na nastrój ekstraktu związane jest również z obecnością hiperforyny oraz synergistycznym działaniem wielu składników. Sugeruje to, że standaryzacja wyłącznie na hiperycynę nie zawsze pozwala przewidzieć efekt kliniczny preparatu. [16, 17, 18].

Czy DER naprawdę ma znaczenie?

DER (Drug Extract Ratio) to stosunek ilości surowca roślinnego do ekstraktu. Z praktycznego punktu widzenia DER 10:1 oznacza, że z 10 kg surowca otrzymano 1 kg ekstraktu. Wysoki współczynnik DER może świadczyć o dużym stopniu koncentracji ekstraktu. W praktyce ekstrakty o bardzo wysokim DER częściej spotyka się w produktach leczniczych, natomiast suplementy diety często wykorzystują ekstrakty o niższym stopniu koncentracji. Jednakże parametr DER, posiada pewne ograniczenia – nie determinuje klasyfikacji produktu ani jego skuteczności [19].

Z DER nie uzyskamy informacji o jakości surowca, zawartości substancji aktywnych ani metodzie ekstrakcji. W związku z tym dwa ekstrakty 10:1 mogą znacznie różnić się pod względem jakości. Brak świadomości tego faktu może wiązać się z błędną interpretacją składu przez konsumenta, a także sprzyjać nadużyciom marketingowym lub wiązać się z brakiem korelacji z efektem biologicznym [19].

Heterogeniczność wyników czyli dlaczego niepełne dane badawcze utrudniają pracę producenta?

Publikacje naukowe niejednokrotnie nie podają kluczowych cech interwencji, co stanowi ryzyko przy projektowaniu produktów, a tym samym dla wiarygodności producenta. Heterogeniczność badań naukowych, czyli różnorodność wyników, wynika z wielu czynników, np.: odmiennych dawek, różnych populacji badanych, różnic w formie preparatu (rodzaju surowca, np.: ekstrakt, proszek, użycie różnych części rośliny), a także braku pełnych danych dotyczących składnika. Wiele badań nie raportuje informacji o DER, standaryzacji czy metodach ekstrakcji, co uniemożliwia rzetelne powtórzenie badania. Trudna staje się również interpretacja danych oraz formułowanie zaleceń klinicznych – nie wiemy, jaka dawka i jaki typ ekstraktu odpowiadały za obserwowane wyniki w badaniu [20]. Idealnie scharakteryzowany składnik roślinny w badaniu naukowym powinien zawierać:
• pełną nazwę botaniczną rośliny oraz część używaną do ekstrakcji (np. korzeń, liść, owoc),
• rodzaj preparatu (np. ekstrakt suchy),
• metodę ekstrakcji i zastosowany rozpuszczalnik,
• DER (Drug Extract Ratio),
• standaryzację ekstraktu (np. zawartość kurkuminoidów, bio-flawonoidów),
• metodę analityczną oznaczenia składników aktywnych (np. HPLC, LC-MS, UV-VIS, GC-MS),
• profil fitochemiczny/ fingerprint chromatograficzny,
• ocenę jakości i bezpieczeństwa (metale ciężkie, pestycydy, zanieczyszczenia mikrobiologiczne)
• informacje o warunkach przechowywania.

Taka charakterystyka umożliwia ocenę jakości, powtarzalności i bezpieczeństwa badanego składnika oraz porównywanie wyników między badaniami.

Powszechne wyzwania z obszaru zanieczyszczeń roślinnych suplementów diety

Ekstrakty roślinne mogą zawierać różnego rodzaju zanieczyszczenia, dlatego identyfikacja zagrożeń biologicznych, chemicznych i fizycznych, stanowi nieodłączny element informacji niezbędnych przedsiębiorstwu wykorzystującemu surowce roślinne. Ekstrakty roślinne powinny być kontrolowane m.in. na obecność metali ciężkich, pestycydów, tlenku etylenu, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych [15]. Metale ciężkie, takie jak ołów, arsen, kadm i rtęć, stanowią podstawę badań jakościowych. Źródłami zanieczyszczeń surowców mogą być gleba, woda i zanieczyszczenia środowiskowe. Rośliny stosunkowo łatwo kumulują metale ciężkie, a te mogą prowadzić do uszkodzeń narządów, działać karcynogennie lub powodować zaburzenia metaboliczne [21].

Na szczególną uwagę zasługują pestycydy. Stosowane w uprawie mogą pozostawać w surowcu. Ich działanie może być toksyczne i zaburzać funkcjonowanie układu hormonalnego [22].

Tlenek etylenu (ETO) stosowany jest do sterylizacji surowców, lecz nie jest dopuszczony do stosowania w żywności w UE. Jest klasyfikowany jako substancja kancerogenna i mutagenna, a historia wycofań z rynku suplementów diety zanieczyszczonych tym związkiem jest bogata, m.in. w ashwagandhę czy bacope monnieri [23].

Niemniej istotnym zagadnieniem są wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), których graniczne ilości w suplementach diety określa Rozporządzenie Komisji (UE) 2015/1933 z dnia 27 października 2015 r. [24]

WWA powstają w procesach niecałkowitego spalania lub termicznego rozkładu materii organicznej – zarówno wskutek czynników naturalnych, jak i działalności człowieka, np. zastosowania procesów suszenia i ekstrakcji w wysokiej temperaturze [25, 26]. Wykazują działanie genotoksyczne i kancerogenne, a ich metabolity mogą oddziaływać na DNA, prowadząc do mutacji i indukcji procesu nowotworowego. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) uznał tę grupę związków za znaczące zagrożenie dla zdrowia konsumentów, zwracając uwagę na konieczność ciągłego monitorowania ich poziomów w suplementach diety [26, 27].

Jak czytać specyfikację ekstraktu roślinnego ? Punkty krytyczne.

Dokumentacja jakościowa surowca, szczególnie w kontekście eks-traktów roślinnych, stanowi ważny element wyjściowy do oceny jakości i bezpieczeństwa surowca. Kluczowe elementy, na które należy zwrócić uwagę, to: nazwa łacińska, część rośliny, DER, rozpuszczalnik, standaryzacja oraz forma ekstraktu, metody analityczne, poziomy obecności mikrobiologii, metali ciężkich, WWA, ETO, pestycydów czy informacje o alergenach czy GMO. Wszystkie te dane stanowią ważny element oceny charakterystyki surowca oraz wymagań jakościowych [1, 15, 28].

Wnioski

Rynek ekstraktów roślinnych charakteryzuje się niejednorodnością jakościową, co bezpośrednio przekłada się na profil chemiczny i fizyczny oraz działanie gotowego produktu. Skuteczność i bezpieczeństwo są wypadkową wielu aspektów – jakość, metody prowadzenia ekstrakcji, współczynnika DER, standaryzacji oraz biodostępności składników aktywnych – nie tylko deklarowanego składu jakościowo-ilościowego finalnego produktu. Dla producentów suplementów diety dobór składnika roślinnego do produktu wiąże się z koniecznością szczegółowej weryfikacji surowców, krytycznej analizy dokumentacji jakościowej oraz świadomego doboru ekstraktów w oparciu o dane analityczne i kliniczne.

Szczególnego znaczenia nabiera także rzetelna interpretacja publikacji naukowych oraz ocena, czy badany ekstrakt odpowiada rzeczywiście surowcowi wykorzystywanemu w recepturze produktu. Spełnienie powyższych kryteriów zwiększa szanse na uzyskanie powtarzalnych parametrów jakościowych i przewidywalnych właściwości produktu, co sprzyja budowaniu zaufania konsumentów. Rosnące wymagania regulacyjne oraz oczekiwania rynku kładą nacisk na transparentność jakościową i powtarzalność parametrów ekstraktów, które stanowią kluczowe elementy odpowiedzialnego rozwoju suplementów diety.