Michaela Makulová Není lahvička jako lahvička. Samozřejmě ta s éterickým olejem. Proč tomu tak je? Kvalitu a vůni esenciálního oleje ovlivňuje mnoho faktorů. Od zdroje semen, přes způsob pěstování a třeba i míru slunečního svitu až po způsob zpracování (destilace) a uchování už hotových voňavých lahviček. Zaměřte se s námi na kvalitu, zorientujte se s námi ve fascinujícím světě aromatických rostlin.
Kateřina Svobodová Brooker spolu se svým mužem Johnem Brooker pro vás připravili 15dílný seriál z tajuplného a fascinujícího světa aromatických rostlin. Začtěte se do 5. dílu u šálku odpoledního čaje, ať si ho náležitě vychutnáte. 4. díl najdete tady. (For english version scroll down)
Co ovlivňuje kvalitu a vůni esenciálních olejů? – díl V.
Éterické oleje nejsou statickými složkami rostlin, ale jsou ovlivněny aktivním rostlinným metabolismem.
Vůně rostliny závisí jak na genetickém stavu, tak na přírodních podmínkách a způsobu pěstování. Například byliny a aromatické keře rostoucí v horkých, suchých středomořských oblastech mají výraznější vůni než ty stejného genetického původu, ale pěstované v mírnějších klimatických podmínkách. Vůně se také liší mezi divokými rostlinami a kultivovanými rostlinami, zejména těmi, které byly zařazeny v šlechtitelských programech pro jiné vlastnosti, jako je barva, trvanlivost nebo velikost květu či plodu. Zdá se, že tyto charakteristiky a vůně nejsou propojeny ve šlechtitelských programech.
Ontogeneze
Profil vůně květiny se mění během jejího života, což je důvod, proč starší květiny mohou vonět odlišně od mladších. Totéž platí i o ostatních částech rostliny. Navíc maximální výnos čerstvých listů nebo květin a maximální obsah éterických olejů neprobíhá současně a je nezbytné najít optimální dobu sklizně pro každý druh a kultivar. To platí také pro složení éterického oleje.
Například nejvyšší výnos esenciálního oleje (EO) pro saturejku je v době plného květu, zatímco pro řebříček je na začátku kvetení. Nicméně, nejlepší složení EO saturejky je v raných stádiích kvetení, takže existuje kompromis mezi kvalitou a kvantitu.
Obsah chamazulenu v řebříčku a heřmánku se zvyšuje s věkem a výběr rostlin závisí na kupujícím a jaké složení vyžaduje. V petrželovém EO je během vegetačních stádií hlavní složka ocimene (60 % v/w), zatímco při pozdním rozkvětu a vývoji semen jsou to myristicin (30 % v/w), apiol, phellandren a a-pinen.
Stabilní zdroj semen, řízků nebo jiných propagulů
Komerční plantáž je obvykle založena na zvoleném typu nebo chemotypu, a to na základě výběru osiva a propagace. Rostliny musí být testovány na variabilitu a vytrvalost. Například genetická divergence byla zkoumána u 34 typů citronely (Cymbopogon winterianus) z Indie a Srí Lanky. Na základě botanických a chemických vlastností byla skupina rozdělena do sedmi klastrů, přičemž hlavními složkami byly elemol, geraniol a limonen v různých poměrech. Musí být stanoveny parametry pro daný druh rostliny; zpočátku proto musí být pěstovány a sledovány za experimentálních podmínek a teprve pak je možné je použít ve velkém měřítku. Tyto experimentální plány obvykle trvají asi 5 let.
Pěstování: výsadba, agronomie
(Hnojení, vodní režim, herbicidy, pesticidy, sklizeň)
Některé EO jsou pěstovány především moderními zemědělskými metodami; proces je zcela mechanizován, osiva rostlin jsou odvozena z komerční odrůdy a všechny parametry jsou vědecky určeny pro vysoký výtěžek oleje a přesné složení. Podrobné informace o vhodnosti půdy pro pěstované druhy, techniku setí, šířku řádků, hustotu rostlin, ochranu plodin a další podrobnosti jsou nezbytné. Tyto systémy jsou obvykle kopírovány a modifikovány podle toho, jaké environmentální a klimatické podmínky ovlivňují konkrétní produkci plodin v dané oblasti.
Vzdělávejte se v aromaterapii s námi! Seriál pro vás publikujeme zcela zdarma díky laskavé podpoře firmy Saloos.
Složení půdy, nadmořská výška, sezónní a klimatické změny
(Sluneční záření, déšť, délka dne)
Příliš mnoho deště zvyšuje hladinu a-pinenu v římském heřmánku, od požadovaných 6-8 % na 11-13 % a kupující může odmítnout koupit tento éterický olej. Nadmořská výška (př. Provence – Francie) je důležitým faktorem pro některé rostlinné druhy, zejména levandule. Světelné záření ovlivňuje složení EO v tymiánu, bazalce a saturejce.
Stresové faktory, jako je vysoká sluneční záře, nedostatek živin, sucho, vítr, stín, mráz, přispívají k výrazným změnám v složení éterických olejů a musí být specificky zkoumány pro každý rostlinný druh. Podrobná znalost těchto environmentálních a ontogenních trendů a reakce rostlin na ně je velmi důležitá pro optimální sklizeň z volné přírody a také pro úspěšné kultivační systémy.
Posklizňová technologie: sušení, zpracování, destilace a skladování
Při skladování může dojít k významné degradaci éterického oleje, ať už kvůli oxidaci těkavých olejových složek nebo v důsledku enzymatických změn rostlinného materiálu. Je důležité, aby se sklizený materiál dodal do sušárny co nejrychleji. Sušení znamená snížení vlhkosti v rostlinné hmotě na maximum 5-10 % a materiál by měl zachovat původní barvu. U rostlin s EO by teplota neměla překročit 40° C, protože éterické oleje se při vyšších teplotách ztrácí nebo se rozkládají.
Někteří pěstitelé mají své destilační zařízení a destilují čerstvé bylinky (levandule) nebo po sušení na poli několik dní po sklizni (římský heřmánek). Proces je obvykle monitorován – EO pro mezinárodní prodej, včetně farmaceutických, potravinových nebo kosmetických trhů, musí splňovat stanovené normy. Farmář / producent by měl experimentovat s podmínkami pěstování, aby byl schopen dodat co nejkvalitnější éterický olej; případně by mohl získat tuto radu a podporu od specializovaného výzkumného centra.
Šlechtění rostlin pro éterické oleje
Šlechtění je důležitou součástí produkce éterických olejů. Používají se obvyklé tyto metody: výběr, křížení, použití polyploidů (= zvýšení počtu chromozomů – máta, kozlík, bazalka, heřmánek, řebříček), mutace, sběr a ukládání různých druhů do genových bank na celém světě.
Nejvyšší prioritou je výběr uniformity rostlin, který zahrnuje morfologii rostlin, dobu kvetení, růstový vývoj a stabilní chemotyp. Biotechnologie a tkáňová kultura přinášejí nové aspekty do pěstování – přenos genů odpovědných za určitou vůni, například linalool pro odrůdy citronové vůně. Byly identifikovány geny a enzymy, které kódují jednotlivé složky éterického oleje.
Divoký typ oregana, nalezený v izraelské poušti, měl výnos EO 6-8 %, což je výrazně vyšší než obvyklé 1-3 % a zvyšuje výnos éterického oleje při velkoplošném pěstování. Pačuli (Pogostemon cablin) byl geneticky transformován a obsahuje geny pro rezistenci proti patchouli mosaic virus.
Závěry
Existuje velká variabilita ve fyziologii, růstových strukturách a biochemii u všech druhů rostlin, které produkují éterické oleje. V důsledku toho není ani množství ani složení EO jednotné a stabilní. Několik průmyslových druhů a odrůd s vysokou hodnotou bylo podrobně prozkoumáno a jejich výrobní charakteristiky byly standardizovány. Na trhu je však mnoho dalších druhů, včetně nových, které vykazují velkou variabilitu.
Původ kultivace a produkce je často obtížné zjistit u méně obvyklých nebo nových olejů. To také dává příležitost k falšování. Osoba, která nemá dostatek informací o éterických olejích, je bezradná a snadno se dá ošálit. Například si ani neumí uvědomit skutečnost, že různé rostlinné druhy neprodukují EO (např. okurky, broskve, maliny) nebo že některé oleje jsou tak vzácné a drahé, že se nedají snadno koupit (magnólie, lotus), a toto by mělo varovat kupujícího, že nabízená lahvička pravděpodobně obsahuje syntetické materiály!
Toto zahrnuje syntetické vůně, včetně vanilky, santalového dřeva, kadidla a všech možných druhů ovoce, na které si můžete pomyslet, začínající melounem a končící borůvkami. Musíme si toho být vědomi; můžeme přijmout mírně odlišné formy heřmánku, pokud byly vyrobeny v Egyptě, v Anglii nebo v Brazílii, ale neměli bychom přijímat syntetické vonné látky!
© Kouzlo vůní, Kateřina Svobodová
Kateřina Svobodová Brooker (BSc Hons, PhD)
Po emigraci do Británie pracovala na katedře botaniky Glasgow University a udělala doktorát na Farmaceutické Fakultě se specializací na rostlinnou biochemii a využití přírodních produktů. Jako jedna z prvních byla zodpovědná za výzkum aromatických rostlin z hlediska botaniky, fyziologie, biochemie a biotechnologie, zkoumat aromatické rostliny byl její sen, za kterým si šla celou svoji kariéru.
Publikovala v odborných časopisech (přes 100 odborných a populárních článků) a měla přes 70 odborných příspěvků na mezinárodních konferencích – v Evropě, Israeli, Japonsku, Koreji, Brazilii a USA. Pracovala jako editorka pro CAB Abstracts on Aromatic and Medicinal Plants (Commonwealth Agriculture Bureau) a též jako poradce ve výboru BHTA (British Herb Trade Association).
Aktuálně žije po většinu roku v ČR a aktivně zde vyučuje při Asociaci českých aromaterapeutů. Je vdaná a má 2 syny, kteří žijí v zahraničí. Při psaní seriálu jí vypomáhá i její manžel John Brooker.
Autorkou článku je Kateřina Svobodová, předmluva: Michaela Lusílija Makulová, foto: Pixabay, archiv Kateřiny Svobodové.
Partnerem seriálu pro rok 2018 je firma Saloos. Díky této laskavé podpoře vám seriál přinášíme zcela zdarma.
Essential oils – what influences their quality and fragrance? – part V.
The scent produced by a plant depends both on its genetic makeup and growing conditions. For example, herbs and aromatic shrubs grown in hot, dry Mediterranean regions are more pungent than those of the same genetic origin but grown in wetter temperate climates. Scent also differs between wild plants and cultivated plants, especially those that were in breeding programmes for other characteristics, such as colour, vase shelf life or size. It seems that long vase life and fragrance genes are not linked in breeding programmes.
The active constituents of EO plants are not static components of the plant, but under the influence of active metabolism.
Life ontogeny
The scent profile of a flower changes during its life, which is why older flowers may smell different from younger ones. In addition, usually maximum yield of fresh leaves or flowers and maximum EO content do not occur simultaneously, and it is necessary to find the optimal harvest time for each species and cultivar. This also applies for EO composition. For example, the highest EO yield for savory is during full flowering, whilst for yarrow it is at the beginning of flowering. However, the best composition of savory EO is at the early stages of flowering, so there is a compromise between quality and quantity. The chamazulene content of yarrow and chamomile increases with plant age and selection depends on the buyer and what composition is required. In parsley EO during vegetative stages, the main oil component is ocimene (60% v/w), whilst during late flowering and seed development it is myristicine (30%), apiole, phellandrene and a-pinene.
Stable supply of uniform seeds, cuttings or other propagules
A commercial plantation is usually established with a chosen type or chemotype, based on selection of the seed and propagules. Plants have to be tested and screened for their patterns of variability and diversity. For example, genetic divergence was studied in 34 accessions of citronella (Cymbopogon winterianus) from India and Sri Lanka. Based on botanical and chemical characteristics, the group was divided into seven clusters with major components being elemol, geraniol and limonene in various proportions. The parameters for a given plant species have to be determined; initially, therefore, they have to be grown and monitored under experimental conditions and only then can they be used in large scale cultivation. These experimental plans usually take about 5 years.
Cultivation: planting, husbandry (fertilization, water regime, herbicides, pesticides, harvesting)
Certain EO are produced mainly by modern farming methods; the process is completely mechanized, the plant stock is derived from a commercial variety and all parameters are scientifically determined for high oil yield and exact oil composition. Detailed information on suitability of the soil for the species to be grown, sowing techniques, row width, population density, crop protection and further details are needed. These growing systems are usually copied and modified according to what environmental and climatic conditions influence specific crop production.
Nature of soil, altitude, seasonal and climatic changes (sun radiation, rain, day-length)
Too much rain increases the level of a-pinene in Roman chamomile, from the required 6-8% to 11-13% and the buyer can refuse to buy that year’s product. Altitude (e.g., Provence, Fr.) is an important factor for certain plant species, notably lavender. Light irradiation influences EO composition in thyme, basil and savory. Stress factors including high irradiance, lack of nutrients, drought, dry wind, shade, frost, all contribute to pronounced changes in EO composition and have to be specifically investigated for each plant species. Detailed knowledge of these environmental and ontogenic trends and the plant responses are very important for optimal harvest from the wild and also for successful growing systems.
Postharvest technology: drying, handling, processing, distilling and storage
Significant degradation can occur during storage, either due to oxidation of volatile oil constituents, or as a result of enzymatic changes in the plant material. It is important that the cut herb is delivered to the drying plant as quickly as possible. Drying involves reducing the moisture in the herb to a maximum of 5-10% and the herb should retain its original colour. For EO plants, the temperature should not exceed 40 C, because the EO is lost at higher temperatures, or can degrade. Some growers have their distillation apparatus at the premises and distil herbs fresh (lavender), or after drying in the field for several days after the cut (Roman chamomile). The process must be tested – EO for sale internationally, including pharmaceutical, food or cosmetic markets, must meet given standards. The farmer/producer should experiment with growing conditions, or alternatively he could obtain this advice and support from a specialized research centre.
Breeding of EO plants
Breeding forms an important part of EO production. The usual breeding methods are applied: selection, crosses, back crosses, use of polyploids (=increase of chromosome numbers – mint, valerian, basil, chamomile, yarrow), mutation, collection and bank storage of different species worldwide. The top priority is to select for plant uniformity, which includes plant morphology, time of flowering, growth development and stable chemotype. Biotechnology and tissue culture brings new aspects to breeding – transfer of genes responsible for a certain flavor, for example linalool for lemon scented varieties. Genes and enzymes responsible for the production of individual components have been identified. Wild type oregano, collected in the Israeli desert, had EO levels of 6-8%, which is significantly higher than the usual 1-3% and increases the EO yield from the field. Patchouli (Pogostemon cablin) has been transformed and contains genes for resistance to patchouli mosaic virus.
Conclusions
There is a great variability in the physiology, growth patterns and biochemistry of EO plant species. Consequently, EO yield and composition is not uniform or stable. A few species and varieties with high value for industry have been investigated in depth and their production characteristics have been standardized. However, many more species are on the market, including novel ones, which show great variability. The origin of cultivation and production is often difficult to track for minor or novel oils. This also give a chance for adulteration and falsification. A person who does not have enough information about an EO is easily misled or confused. To be aware of the fact that various plant species do not produce EO (eg cucumber, peaches, raspberry), or that the oil is so rare and expensive that it could not easily be bought (magnolia, lotus) should warn a buyer that an offered vial may contain synthetic materials! Synthetic fragrances, including vanilla, sandalwood, frankinscence and any possible fruit you can think of, starting with melon and finishing with blueberry, can be bought cheaply. We must be aware of this; we can accept slightly different forms of chamomile, as long as it was produced in Egypt rather than in England, but we should not accept synthetic fragrances.
