Gyakran halljuk azt a mikrohullámú sugárzás káros hatással van a gyógynövények hatóanyagaira és az így készült tea nem rendelkezik előnyös hatásokkal, ezért a gyógyteák készítése során kerülni kell a mikrohullámú sütő alkalmazását. Cikkünkben annak jártunk utána, hogy a mikrohullámú sugárzás hogyan befolyásolja a gyógynövények kivonásának a hatékonyságát, az így készült kivonatok összetételét és azok várható biológiai hatását.

A mikrohullámokkal segített kivonás elméleti háttere

A kivonás során alkalmazott mikrohullámú sugárzás hatása azon alapul, hogy a folyamat során az elektromágneses energia hőenergiává alakul. A mikrohullámú energiaközlés nem konvektív (vezetéses), hanem úgynevezett belső hőkeltésen alapuló energiaközlés. A hagyományos hőközléssel járó kivonási eljárások során a hő jelentős része elveszik, míg ez a veszteség a mikrohullámú sugárzás alkalmazása során szinte nullára csökken.

A folyamat előnyei

A hagyományos hőközléssel járó kivonási eljárásokkal (pl. főzés, forrázás, Soxhlet-készülék) szemben a mikrohullámokkal segített kivonás gyorsabb és hatékonyabb módszer, továbbá alkalmazásával a hőérzékeny anyagok kíméletesebb kivonása is lehetővé válik. A mikrohullámokkal segített kivonás során az anyagok kivonása gyorsabbá válik anélkül, hogy a vegyületek szerkezete módosulna. A kivonás itt azon alapul, hogy a mikrohullámok az oldószert melegítik fel, így szelektív és hatékony hőközlére adódik lehetőség. A folyadék hirtelen elpárolgása miatt a növényi sejtfalak károsodnak és jobban átjárhatóvá válnak a különböző anyagcseretermékek számára. A mikrohullámú sugárzással segített kivonás során a molekulák forgása és rezgése fokozódik, és ez a másodlagos kölcsönhatások (hidrogén-kötések) gyengüléséhez vezet, amelynek eredményeképpen a vegyületek könnyebben felszabadulnak abból a természetes mátrixból, amelyben a növényi sejtben előfordultak, így javul a kivonásuk hatékonysága.

Poliszacharidok kivonása

A poliszacharidok hagyományos vizes, savas vagy bázikus kivonása növényekből, gombákból és moszatokból egyszerűen kivitelezhető folyamat, azonban a megfelelő hatékonyságú kivonáshoz hosszú idő és magas hőmérséklet szükséges, amely bizonyos vegyületek bomlásához és így biológiai hatékonyságuk csökkenéséhez vezethet. A mikrohullámokkal segített kivonás segítségével kíméletesebb körülmények között végezhető el a poliszacharidok kivonása a gombákból, valamint a növények perikarpiumából, héjából, magjából, virágjából, leveléből és gyökeréből.

Zsíros olajok, lipidek kivonása

A zsíros olajok kivonása hagyományosan szerves oldószerek segítségével történik. Mikrohullámú sugárzás segítségével ennek a folyamatnak a hatásfoka is javítható. Egy kutatás során igazolták azt, hogy a mikrohullámú sugárzás alkalmazásával kinyert tökmagolaj magasabb linolsav tartalommal és antioxidáns kapacitással rendelkezett, mint a Soxhlet-készülék segítségével kivont olaj.

Fehérjék kivonása

A növényi fehérjék kivonásának hatékonysága is javítható mikrohullámú sugárzás alkalmazásával. Egy tanulmány alapján a földimogyoróból mikrohullámú kivonás segítségével kinyert fehérje tisztasága és hozama is jobb volt, mint a mikrohullámok alkalmazása nélkül kinyert fehérjéé. Továbbá a fehérje emészthetősége úgy javult, hogy annak funkcionális tulajdonságai nem változtak meg.

Illóolajok kinyerése

Az illóolajok mikrohullámú sugárzás segítségével végzett kivonása során hasonló összetételű illóolajat lehet kinyerni a növényi nyersanyagokból, mint a hagyományos oldószeres eljárások alkalmazásával, azonban az azonos hozam elérése jóval rövidebb idő alatt megtörténik. Kutatások során hasonló összetételű, de erőteljesebb tumorsejt-pusztító (citotoxikus) hatású fahéjolajat sikerült kinyerni a kasszia fahéj mintából (Cinnamomum cassia) mikrohullámú vízgőzdesztilláció alkalmazásával, mint hagyományos vízgőzdesztillációval. Egy további vizsgálat kimutatta, hogy a levendulaolaj hőérzékeny összetevői kevésbé bomlottak el a mikrohullámmal segített vízgőzdesztilláció során, mint a hagyományos vízgőzdesztilláció esetén. A mikrohullámmal segített vízgőzdesztilláció segítségével nyert illóolajokban, különösen vízmentes közegben megnövekszik az oxidált vegyületek aránya, ugyanakkor a hőérzékeny vegyületek bomlása (hidrolízise, transzészterezése) megelőzhető a mikrohullámok által létrehozott gyors hőközlés segítségével. A mikrohullámokkal segített illóolaj-kinyerés alkalmazásával jelentősen csökkenthető a folyamat energia-, idő- és költségigénye.

Fenolos anyagok kinyerése

A mikrohullámokkal segített kivonás alkalmazható fenolos anyagok kinyerésére is. Számos növényi nyersanyag (pl. gyógynövény, babfélék, fenyőmag, zöldkávé, hajdina) esetén igazolták, hogy a mikrohullámokkal segített kivonás hatékonysága meghaladja a hagyományos eljárásét.

Más, biológiailag aktív vegyületek kinyerése

A mikrohullámokkal segített kivonás szerves savak, alkaloidok és tioglikozidok esetén is előnyösen alkalmazható, használata során javul a kivonás hozama és hatékonysága is.

A kivonás körülményei

A kivonás hatékonyságának optimalizáláshoz, a kivonást befolyásoló paraméterek megfelelő szinten tartása elengedhetetlenül szükséges. Jelen módszer esetén az egyik legfontosabb paraméter a mikrohullám teljesítménye és a hőmérséklet. Az optimális teljesítmény vízoldékony poliszacharidoknál 350–600 W, fenolos anyagok estén 300–900 W, illóolajok esetén 85–600 W. A megfelelő teljesítménysűrűség fenolos anyagok esetén 1-2 W/g. Magasabb teljesítmény esetén a fenolos anyagok kivonásának hatékonysága javulhat, azonban nagyobb eséllyel következik be a vegyületek bomlása is. A hőmérséklet emelése szintén javíthat a kivonás hatékonyságán, azonban magasabb hőmérsékleten a vegyületek bomlása is felgyorsul. Azért, hogy elkerülhetők legyenek a bomlási reakciók, és ne hosszabbodjon meg jelentősen a kivonáshoz szükséges idő érdemes a kivonást több ciklusban végezni.

Gyógyteák készítése

Rövid kivonási idő (0,5-1 perc) javasolt a szennozidok (szennalevél hashajtó hatású vegyületei), fenolos vegyületek (pl. fekete bodza, fekete áfonya), poliszacharidok (pl. orvosi ziliz), illóolajok (pl. kamilla, menta) kivonásához. A mikrohullámú hullámokkal segített kivonás során a kivonási időt és a mikrohullám teljesítményét érdemes együtt szabályozni. A zöldtea cserzőanyagainak a kivonásához 400-800 W alkalmazása szükséges 5 percen keresztül, míg fekete tea esetén ez az érték 900 W 3 percen át. A cseresznye fenolos vegyületeinek a kivonásához 1000 W teljesítmény alkalmazása javasolt 45 másodpercen keresztül. A legmagasabb hatóanyag tartalmú kivonat készítéséhez szükséges idő és teljesítmény számos (gyógy)növény esetén nincsen pontosan meghatározva. Jelenleg nem állnak rendelkezésre arra vonatkozó információk, hogy melyik gyógytea esetén milyen kivonási módszer lenne az eredményesebb, a hagyományos forrázás vagy a mikrohullámú sütőben készített tea készítése. A legtöbb háztartásban használt mikrohullámú sütő hasonló teljesítmény leadására képes, mint a kutatások során alkalmazott készülékek. A kutatási eredmények alapján tehát feltételezhető, hogy a mikrohullámokkal segített kivonási módszer házi alkalmazása is előnyös lehet, mivel a gyógyteák megfelelő teljesítményen végzett néhány perces mikrohullámú hőkezelése a hatóanyagok károsítása nélkül fokozhatja a kivonás hatékonyságát. Érdemes megjegyezni, hogy a hideg áztatással, vagy alacsony hőmérsékleten készítendő teák (pl. medveszőlőtea, csipkebogyótea) készítése során nem ajánlott mikrohullámú sugárzást alkalmazni.

Összefoglalásként elmondható, hogy a mikrohullámokkal segített kivonás költséghatékonyabb és energiatakarékosabb kivonást tesz lehetővé, mint a hagyományos kivonási módszerek. A megfelelő kivonási idő, hőmérséklet és teljesítmény megválasztásával a hatóanyagok bomlása elkerülhető.