Reklama:

Pozyskiwanie, przetwarzanie i przechowywanie surowców roślinnych

Pochodzenie surowców roślinnych
stosowanych w farmakognozji

Surowce roślinne wykorzystywane do produkcji leków pochodzą zasadniczo z dwóch źródeł:

• upraw,
• zbioru ze stanowisk naturalnych.

Uprawa

To główne źródło ziół, szczególnie tych częściej wykorzystywanych w lecznictwie. Posiada ona wiele zalet:

• mniejsze koszty zbioru - duża koncentracja jednego gatunku na określonym obszarze,
• bardziej jednorodne surowce (również pod względem zawartości substancji czynnych),
• możliwość kontroli warunków wzrostu, wprowadzania wydajniejszych odmian hodowlanych, nawożenia i prowadzenia zabiegów
• antropotechnicznych, co pozwala na zwiększenie wydajności hodowli i uzyskania surowca o lepszej jakości.

W Polsce uprawia się na większą skalę między innymi miętę pieprzową, koper włoski, rumianek pospolity, kozłek lekarski czy naparstnicę wełnistą. Istnieje również możliwość uprawy i pozyskiwania gatunków, które objęte są częściową ochroną wymaga to jednak uzyskania zgody od organów zajmujących się ochroną środowiska.

Zbiór ze stanowisk naturalnych

Zbiór ze stanowisk naturalnych jest w Polsce mniej znaczącą metodą, gdyż zapewnia jedynie 15 % zapotrzebowania na zioła. Należy jednak przyznać, że stanowi główne źródło kilkudziesięciu surowców leczniczych, które trudno jest (z różnych powodów) pozyskać z upraw np.: brzozy, pokrzywy, głogu, mniszka czy podbiału.

Wadą i trudnościami związanymi z tą metodą jest to, że wymaga ona od zbierającego dużego nakładu pracy oraz dobrej znajomości gatunków ziół. Często obserwuje się również zmniejszanie się liczby i zasobności naturalnych stanowisk, z których można pozyskiwać surowce. Może być to wynikiem zmian środowiskowych związanych z rozwojem cywilizacji, często jednak sam nadmierny bądź nieumiejętnie przeprowadzony zbiór ze stanowisk naturalnych prowadzi do takich negatywnych przemian.

Ze względu na stopniowe zmniejszanie się ilości stanowisk niektórych roślin leczniczych, około 17 takich gatunków znajduje się pod częściową ochroną - są one dopuszczone do limitowanego zbioru na potrzeby ziołolecznictwa - po uzyskaniu stosownej zgody. Do gatunków takich należą np.: pierwiosnek lekarski, bobrek trójlistkowy czy konwalia majowa. Dodatkowo objęto ścisłą ochroną około 20 gatunków leczniczych, których populacje skurczyły się do krytycznych rozmiarów np.: cis pospolity, miłek wiosenny, pokrzyk wilcza jagoda i mącznica lekarska. Nie wolno ich zrywać, zbierać ani niszczyć ich siedlisk. Pozyskiwanie surowców leczniczych z tych roślin możliwe jest jedynie po uzyskaniu specjalnych zgód.

Wykorzystanie biotechnologi do pozyskiwania surowców leczniczych.

Biotechnologia oznacza zastosowanie technologiczne, które używa systemów biologicznych, organizmów żywych lub ich składników, żeby wytwarzać lub modyfikować produkty lub procesy w określonym zastosowaniu. W ramach biotechnologii dochodzi często do manipulowania lub modyfikacji organizmów w celu poprawy wydajności procesów technologicznych.

W zakresie farmakognozji wykorzystuje się:

• krzyżowanie i uzyskiwanie nowych, wydajniejszych odmian roślin leczniczych,
• hodowlę tkanek i komórek roślinnych,
• hodowlę grzybów,
• inżynierię genetyczną.

Hodowla tkanek i komórek roślinnych

Współczesne technologie pozwalają na hodowlę pojedynczych komórek lub całych tkanek roślinnych w ścisłe kontrolowanym środowisku. Jest to potencjalnie bardzo obiecująca metoda, gdyż teoretycznie daje możliwości:

• hodowli dowolnego gatunku, również niewystępującego w danym klimacie,
• hodowli w dowolnym czasie i miejscu,
• hodowli transgenicznych ( tkanki, do których wprowadzono obce geny, najczęściej korzenie transformowane - Agrobakterium rhizogenes), które produkują więcej substancji czynnych lub nowe, obce dla siebie substancje.

Niestety, metoda ta napotyka w praktyce wiele trudności, dlatego do tej pory uzyskano zaledwie parę wydajnych technologii pozwalających na uzyskiwanie np.:

• ginsenozydydów z kultury tkankowej żeń-szenia,
• szikoniny z kultury tkankowej Lithospermum erythrorhizon,
• taksolu z kultury tkankowej cisów.

Hodowle grzybów

• promieniowce - produkcja antybiotyków,
• przeprowadzanie w takich hodowlach biotransformacji kortykosteroidów, witaminy C.

Wpływ czynników genetycznych i środowiskowych
na zawartość substancji czynnych w roślinach

Zawartość substancji czynnych w roślinach danego gatunku jest zmienna i zależy od dużej ilości czynników. Możemy podzielić je na :

• genetyczne - rasy chemiczne,
• środowiskowe.

W obrębie jednego gatunku roślin możemy mieć rasy chemiczne. Są to identyczne morfologicznie rośliny, ale wytwarzające inne ilości substancji czynnych lub nawet inne substancje.

Czynniki środowiskowe - mają znaczący wpływ na tempo metabolizmu w roślinach, a więc i na ilość wytwarzanych substancji czynnych. Zaliczyć do nich można:

• rodzaj gleby (indywidualnie dla danego gatunku),
• ilość światła - intensywniejsza fotosynteza (wzrost ilości olejów w surowcu rano i po południu),
• temperatura - przyspiesza metabolizm (do pewnej granicy),
• zaopatrzenie w wodę (każdy gatunek ma swoje optimum),
• wiatry - zmniejszają ilości olejków w roślinach.

W dalszej kolejności na zawartość substancji czynnej w surowcu wpływ mają sposoby jego pozyskiwania, suszenia i przechowywania.

Zbiór surowców roślinnych

Przy zbiorze każdego surowca należy uwzględnić:

• okres zbioru,
• porę dnia,
• warunki pogodowe.

Odpowiednia pora zbioru jest ważna, gdyż każda grupa związków powstaje i gromadzi się w roślinach w różnych fazach wegetacji, a ich poziom może ulegać zmianom nawet w trakcie dnia.
Z tych powodów różne surowce roślinne pozyskuje się w określonych porach roku - na przykład pączki kory i kwiaty roślin leczniczych pozyskuje się najczęściej w okresie wiosennym; liście, owoce i ziela w okresie letnim, a kłącza, korzenie i późno dojrzewające owoce w okresie jesiennym.

Surowce należy zbierać w suche i słoneczne dni, gdyż w przypadku pozyskania wilgotnego surowca:

• trudniej go wysuszyć,
• szybciej przebiega w nim proces rozkładu substancji aktywnych,
• mamy do czynienia z szybszym rozwojem bakterii i grzybów - większe jest więc prawdopodobieństwo zniszczenia surowca.

Mniej wrażliwe na wilgoć są podziemne części rośliny - można je zbierać w dni deszczowe.

Stabilizacja surowców zielarskich

Tylko niewielka ilość pozyskiwanego surowca roślinnego ulega natychmiastowemu przetworzeniu do leków. Pozostała część musi zostać poddana stabilizacji, która ma na celu zatrzymanie przemian zachodzących w materiale roślinnym - tak, aby jak najdłużej zachował on swoje właściwości. Najczęściej osiąga się to poprzez odparowanie wody, co prowadzi do nieuczynnienia enzymów, zapobiega psuciu się lub pleśnieniu surowca. W celu stabilizacji stosuje się:

• suszenie naturalne,
• suszenie termiczne,
• liofilizację,
• denaturację (opary alkoholu, para wodna).

Suszenie

• dąży się do małej zawartości wody w surowcu (5-12 %),
• należy zastosować odpowiednią temperaturę dla konkretnego surowca,
• wrażliwe na wyższe temperatury są surowce zwierające np.: olejki lotne, witaminy lub estry, dlatego przy suszeniu surowców zawierających te substancje nie należy przekraczać temperatury 35 st. Celsjusza,
• czasem stosuje się suszenie 2 etapowe np. przy suszeniu glikozydów nasercowych najpierw 30 st. C., potem 100. Ma to na celu wykorzystanie enzymów roślinnych do przeprowadzenia korzystnych z naszego punktu widzenia przemian biochemicznych w surowcu,
• suszenie naturalne stosuje się jedynie na małych plantacjach; jest ono ryzykowne, bo uzależnione od warunków pogodowych.

Przechowywanie

Właściwe przechowywanie zapobiega stratom składników czynnych. Istnieje kilka ważnych dla właściwego przechowywania czynników:

• temperatura (niska zmniejsza tempo rozkładu substancji),
• wilgotność (niska chroni przed rozwojem mikroorganizmów),
• ochrona przed szkodnikami (owady, gryzonie),
• odpowiednie opakowanie (szczelne dla surowców olejkowych i higroskopijnych).

Czas przechowywania większości ziół wynosi 1 rok.

Zmiany w surowcach podczas przechowywania.

Pomimo optymalnych warunków przechowywania w surowcach roślinnych zachodzą pewne przemiany biochemiczne. Część z nich jest pożądana np. w korze kruszyny zachodzi utlenianie antranozydów do antrachinonów, jednak znaczna ich większość prowadzi do pogorszenia wartości surowca.

Trwałość surowców, przemiany biochemiczne:

• s. alkaloidowe - są trwałe, z nielicznymi wyjątkami,
• s. kardenolidowe - są mało trwałe, następuje w nich hydroliza glikozydów nasercowych - wskazanie do bezpośredniego przerobu,
• s. antraglikozydowe - są wrażliwe na fermentacje i utlenianie,
• s. garbnikowe - są wrażliwe na utlenianie,polimeryzacje, należy przechowywać je nierozdrobnione,
• s. śluzowe - są wrażliwe na wilgoć, fermentację i pleśń, należy przechowywać je w suchym środowisku,
• s. flawonoidowe - są wrażliwe na światło i utlenianie,
• s. olejkowe - są wrażliwe na temperaturę, należy przechowywać je w szczelnych opakowaniach, w chłodzie.

Standaryzacja

Standaryzacja zapewnia ujednolicenie zawartości związków czynnych w każdej porcji surowca lub leku. Surowiec standaryzowany zawiera ściśle określoną ilość składników odpowiedzialnych za efekt leczniczy.
Standaryzacji dokonuje się na podstawie norm farmakopealnych danego kraju lub na podstawie norm jakościowych dla danego surowca lub preparatu. Normy te obejmują badania głównych substancji czynnych odpowiedzialnych za aktywność danego surowca.
Zgodnie z normami, przy standaryzacji wykonuje się nie tylko badanie na zawartość substancji czynnych, ale również ocenę czystości surowca.

Zawartość substancji czynnej określa się różnymi technikami analitycznymi np.: miareczkowo-wagowymi, spektrofotometrycznymi.
W ocenie czystości surowca bierze się pod uwagę obecność domieszek i zafałszowań oraz obecność zanieczyszczeń organicznych (mikroorganizmy i ich toksyny) i nieorganicznych (pestycydy, metale, ciężkie).

Produkcja leków roślinnych powinna przebiegać zgodnie z zasadni GMP - Good Manufacturing Practice (Dobra Praktyka Wytwarzania). Jest to standard produkcji powstały na potrzeby przemysłu farmaceutycznego, wykorzystywany również przy produkcji leku ziołowego.

W wielkim skrócie standard GMP

poprzez:

• dokładne badanie surowców i produktu,
• ścisłe przestrzeganie bardzo szczegółowych procedur i instrukcji na każdym etapie produkcji,
• odpowiednie udokumentowanie wykonanych procedur.

zapewnia:

• pełną kontrolę nad jakością i pochodzeniem surowców,
• odpowiednią kontrolę nad każdym etapem produkcji,
• wysoką jakość produktu finalnego.

mgr farmacji Łukasz Ejsmont
Data: 2018-03-30