Technologia produktów roślinnych. Leki, suplementy diety i kosmetyki.

Świat roślin (tzw. flora) to bogactwo surowców służących człowiekowi zarówno do przetrwania, jak i do upiększania życia. Szczególne miejsce w dziejach ludzkości należy się roślinom leczniczym, tzn. służącym ratowaniu zdrowia i życia. Takie surowce roślinne określa się od wieków terminem "zioła". Rośliny stosowane w celach leczniczych były zawsze przetwarzane, by nadać im formę nadającą się do użycia w sposób odpowiedni w danym schorzeniu. Tak więc przygotowywane były np. wywary do spożycia lub maści na skórę. Wraz z rozwojem farmacji, a potem przemysłu farmaceutycznego, dosyć ostra stawała się granica pomiędzy rośliną leczniczą i stosowaną w celach spożywczych. Przełom XX i XXI wieku przyniósł jednak ponowne zatarcie tej granicy poprzez wprowadzenie kategorii produktów spożywczych - suplementów diety. Także rozwijający się przemysł kosmetyczny korzysta z coraz szerszej gamy surowców roślinnych, w tym z takich, które wcześniej były zarezerwowane dla produktów leczniczych.

1 Wprowadzenie

1.1. Wstęp   3

1.2. Produkty lecznicze     4

1.3. Wyroby medyczne i produkty biobójcze     7

1.4. Suplementy diety        8

1.5. Kosmetyki        9

2 Gospodarka surowcowa 11

2.1. Klasyfikacja surowców zielarskich  13

2.2. Uprawy roślin zielarskich      20

            2.2.1.   Rodzaje upraw          20

            2.2.2.   Regionalizacja upraw           21

            2.2.3.   Wymagania stanowiskowe  22

2.3. Pozyskiwanie roślin zielarskich ze stanu naturalnego      23

            2.3.1.   Rodzaje pozyskiwanych surowców           23

            2.3.2.   Uwarunkowania rynkowe   24

            2.3.3.   Zbiór roślin objętych ochroną gatunkową 25

2.4. Wytyczne dobrej praktyki uprawy i zbioru GACP  27

            2.4.1.   Zapewnienie jakości 28

            2.4.2.   Personel i szkolenia  28

            2.4.3.   Budynki i urządzenia           28

            2.4.4.   Dokumentacja           29

            2.4.5.   Nasiona i materiał rozmnożeniowy           29

            2.4.6.   Uprawa          29

            2.4.7.   Pozyskiwanie surowców z natury  30

            2.4.8.   Zbiór   30

            2.4.9.   Obróbka wstępna     31

            2.4.10. Pakowanie     31

            2.4.11. Przechowywanie i dystrybucja       31

2.5. Przyczyny zmian zawartości substancji czynnych w roślinach zielarskich        32

            2.5.1.   Zróżnicowanie genetyczne  32

            2.5.2.   Zmienność rozwojowa         34

            2.5.3.   Zróżnicowanie środowiskowe        35

            2.5.4.   Czynniki pozbiorcze 35

2.6. Rodzaje zanieczyszczeń surowców zielarskich      36

            2.6.1.   Pozostałości środków ochrony roślin        36

            2.6.2.   Alkaloidy pirolizydynowe    37

            2.6.3.   Alkaloidy tropanowe           39

            2.6.4.   Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne 40

            2.6.5.   Aflatoksyny    41

            2.6.6.   Metale ciężkie            42

2.7. Suszenie i przerób surowców zielarskich   42

            2.7.1.   Warunki suszenia     44

            2.7.2.   Rodzaje suszarni       44

            2.7.3.   Adiustacja surowców zielarskich   48

            2.7.4.   Dekontaminacja surowców zielarskich     50

            Piśmiennictwo           53

Przetwórstwo zielarskie 57

3.1. Wstęp   59

            3.1.1.   Przetwórstwo zielarskie      59

            3.1.2.   Operacje jednostkowe w przetwórstwie zielarskim        59

3.2. Ekstrakcja surowców roślinnych     62

            3.2.1.   Wprowadzenie         62

            3.2.2.   Ekstrakty roślinne – definicje stosowane w przetwórstwie zielarskim 63

            3.2.3.   Teoretyczne podstawy ekstrakcji w układzie ciało stałe-ciecz   66

            3.2.4.   Ekstrakcja surowców roślinnych – techniki ekstrakcji    68

            3.2.4.1.            Ekstrakcja w nieruchomej warstwie surowca      68

            3.2.4.2.            Ekstrakcja surowca zawieszonego w ekstrahencie         69

            3.2.5.   Przebieg procesu ekstrakcji surowców roślinnych          69

            3.2.6.   Metody intensyfikacji ekstrakcji     73

            3.2.6.1.            Intensyfikacja ekstrakcji przez zwiększenie siły napędowej      73

            3.2.6.2.            Intensyfikacji ekstrakcji przez zmniejszenie oporu dyfuzyjnego          74

            3.2.7.   Aparaty do ekstrakcji surowców roślinnych        75

            3.2.7.1.            Aparaty ekstrakcyjne o działaniu okresowym     78

            3.2.7.1.1.         Statyczne aparaty ekstrakcyjne      78

            3.2.7.1.2.         Dynamiczne aparaty ekstrakcyjne 82

            3.2.7.2.            Aparaty ekstrakcyjne o działaniu ciągłym 84

            3.2.7.2.1.         Ekstraktory zanurzeniowe  85

            3.2.7.2.2.         Aparaty ekstrakcyjne ze zraszaniem fazy stałej   87

3.3. Ekstrakcja w układzie ciecz-ciecz     89

            3.3.1.   Wprowadzenie         89

            3.3.2.   Ekstrakcja okresowa            90

            3.3.3.   Ekstrakcja ciągła       91

3.4. Ekstrakcja gazami w stanie nadkrytycznym           93

            3.4.1.   Wprowadzenie         93

            3.4.2.   Ekstrakcja nadkrytycznym dwutlenkiem węgla   94

3.5. Zagęszczanie ekstraktów roślinnych           96

            3.5.1.   Wprowadzenie         96

            3.5.2.   Klasyczne aparaty wyparne 96

            3.5.3.   Cienkowarstwowe aparaty wyparne         101

            3.5.4.   Kryteria doboru aparatów wyparnych w przemyśle zielarskim 103

3.6 Suszenie ekstraktów roślinnych       104

            3.6.1.   Wprowadzenie         104

            3.6.2.   Klasyczne metody suszenia ekstraktów roślinnych         105

            3.6.3.   Suszenie ekstraktów roślinnych metodą rozpyłowo-taśmową  109

            3.6.4.   Suszenie sublimacyjne         111

3.7. Wytwarzanie olejków eterycznych  113

            3.7.1.   Wprowadzenie         113

            3.7.2.   Metody wytwarzania olejków eterycznych           113

            3.7.3.   Destylacja z parą wodną      113

            3.7.3.1.            Aparaty destylacyjne o działaniu periodycznym  114

            3.7.3.2.            Aparaty destylacyjne o działaniu ciągłym 116

            3.7.4.   Inne metody wytwarzania olejków eterycznych  118

            3.7.5.   Oczyszczanie surowych olejków eterycznych       119

            Piśmiennictwo           120

4 Nowe metody wytwarzania bioaktywnych substancji roślinnych 123

4.1. Wstęp   125

4.2. Zarys biotechnologii roślin   126

            4.2.1.   Rys historyczny         126

            4.2.2.   Metody           127

4.3. Poprawianie cech roślin leczniczych i wytwarzanie ich organów           131

            4.3.1.   Optymalizacja cech roślin leczniczych – przykład mięty 131

            4.3.2.   Wytwarzanie korzeni żeń-szenia metodą kultur in vitro 132

4.4. Wytwarzanie metabolitów wtórnych w kulturach in vitro

            metodą biosyntezy   133

            4.4.1.   Wytwarzanie szikoniny       133

            4.4.2.   Wytwarzanie paklitakselu   135

4.5. 
Wytwarzanie metabolitów wtórnych w kulturach in vitro metodą

            biotransformacji       137

            4.5.1.   Wytwarzanie arbutyny        137

            4.5.2.   Wytwarzanie digoksyny i b-metylodigoksyny      139

4.6. Inżynieria metabolizmu wtórnego  141

            4.6.1.   Poprawianie wydajności i składu olejku miętowego       141

            4.6.2.   Wytwarzanie artemizyny    144

            4.6.2.1.            Wytwarzanie artemizyny w Artemisia annua       144

            4.6.2.2.            Wytwarzanie artemizyny w Saccharomyces cerevisiae    146

            4.6.2.3.            Wytwarzanie artemizyny w Nicotiana tabacum   147

            Piśmiennictwo        150

5 Technologia postaci produktu z przetworem roślinnym 157

5.1. Przetwory roślinne w różnych klasach i postaciach produktów  159

5.2. Zioła     160

5.3. Kapsułki           162

            5.3.1.   Kapsułki miękkie      163

            5.3.2.   Kapsułki twarde       164

5.4. Tabletki            167

            5.4.1.   Tabletki powlekane  168

            5.4.2.   Tabletki o przedłużonym uwalnianiu        168

            5.4.3.   Tabletki do rozgryzania i żucia       169

            5.4.4.   Tabletki do stosowania w jamie ustnej      169

            5.4.5.   Prasowanie tabletek 170

            5.4.6.   Powlekanie    172

            5.4.7.   Kontrola jakości tabletek     174

5.5. Postacie półstałe i plastry     178

            5.5.1. Sporządzanie maści    180

            5.5.2. Kontrola jakości maści           182

            5.5.3. Inne postacie produktów aplikowanych na skórę 183

5.6. Płyny do stosowania zewnętrznego i aerozole      183

            5.6.1.   Wytwarzanie roztworów    184

            5.6.2.   Aerozole natryskowe i podanie inhalacyjne         187

            5.6.3. Kontrola jakości roztworów 187

5.7. Syropy 187

            5.7.1.   Przygotowywanie syropów 188

            5.7.2.   Kontrola jakości syropów    190

5.8. Czopki  190

            5.8.1.   Wytwarzanie czopków        191

            5.8.2.   Kontrola jakości czopków    192

5.9. Trwałość produktu    193

            5.9.1.   Ocena trwałości chemicznej, fizycznej i mikrobiologiczne          193

            5.9.2.   Badania trwałości     195

            Piśmiennictwo        196

6 Kontrola procesów wytwarzania 197

6.1. Systemy jakości w wytwórniach o różnych profilach produkcji  199

            6.1.1.   Przemysł farmaceutyczny   199

            6.1.2.   Przemysł kosmetyczny        200

            6.1.3.   Przemysł spożywczy            200

            6.1.4.   Równoważność systemów zarządzania jakością  201

6.2. Zakup materiałów wyjściowych i opakowaniowych         201

            6.2.1.   Kwalifikacja dostawców i wytwórców       201

            6.2.2.   Audyty u wytwórców materiałów wyjściowych   202

6.3. Magazynowanie          203

            6.3.1.   Przyjmowanie materiałów do magazynu  203

            6.3.2.   Pobieranie prób        203

            6.3.3.   Badanie materiałów 204

            6.3.4.   Magazynowanie        205

            6.3.5.   Wydawanie materiałów       206

6.4. Obszar produkcji        206

            6.4.1.   Pomieszczenia           206

            6.4.2.   Instalacje wspomagające     209

            6.4.3.   Woda w procesach technologicznych        209

            6.4.4.   Urządzenia produkcyjne     210

6.5. Produkcja i kontrola procesu           211

            6.5.1.   Działania kontrolne przed rozpoczęciem procesu produkcyjnego       211

            6.5.2.   Kontrola procesu      212

            6.5.3.   Pakowanie i etykietowanie produktów pośrednich        213

6.6. Podsumowanie           214

            Piśmiennictwo        214

7 Kontrola jakości surowców i produktów 217

7.1. Wstęp   219

7.2. Badanie tożsamości    219

            7.2.1.   Badanie makroskopowe i mikroskopowe 220

            7.2.2.   Chromatografia cienkowarstwowa            220

            7.2.3.   Chromatografia gazowa      223

            7.2.4.   Absorpcyjna spektrofotometria w podczerwieni 223

7.3. Badanie zawartości    224

            7.3.1.   Absorpcyjna spektrofotometria w nadfiolecie i świetle widzialnym     228

            7.3.2.   Metody chromatograficzne 229

            7.3.2.1.            Chromatografia cieczowa    230

            7.3.2.2.            Chromatografia gazowa      236

            7.3.2.3.           
Zastosowanie chromatografii cieczowej do oznaczania
zawartości w produktach leczniczych       238

            7.3.3.   Oznaczanie zawartości olejków eterycznych        245

            Piśmiennictwo        245

8 Kontrola zanieczyszczeń w surowcach i produktach – mykotoksyny i pestycydy 247

8.1. Wstęp   249

8.2. Pestycydy        249

            8.2.1.   Klasyfikacja pestycydów      251

            8.2.2.   Wymagania legislacyjne       254

8.3. Mykotoksyny   258

            8.3.1.   Charakterystyka wybranych mykotoksyn 260

            8.3.2.   Wymagania legislacyjne       262

8.4. Analiza pozostałości pestycydów i obecności mykotoksyn          265

            8.4.1.   Badania pozostałości pestycydów  265

            8.4.2.   Badania obecności mykotoksyn     271

8.5. Podsumowanie           274

            Piśmiennictwo        276

9 Wiadomości ogólne i podstawowa terminologia 281

9.1. Produkty lecznicze pochodzenia roślinnego i ziołowego  283

            9.1.1.  
Terminy stosowane do określenia leków pochodzących z surowców zielarskich       283

            9.1.2.   Dopuszczanie do obrotu produktów leczniczych 289

            9.1.3.   Procedury dopuszczenia do obrotu produktu leczniczego w Polsce     290

            9.1.3.1.           
Dopuszczanie do obrotu produktów leczniczych w procedurze narodowej    290

            9.1.3.2.           
Procedury międzynarodowe, w których produkty lecznicze dopuszczane są do obrotu w Polsce    295

            9.1.3.3.           
Wprowadzanie do obrotu produktu leczniczego na podstawie importu równoległego         297

9.2. Żywność lub środki spożywcze        298

            9.2.1.  
Podstawowe określenia dotyczące żywności i podstawowe
wymagania dotyczące jej oznakowania     298

            9.2.1.1.            Suplementy diety i wymagania dotyczące ich oznakowania      298

            9.2.1.2.            Środki spożywcze specjalnego przeznaczenia żywieniowego    300

            9.2.1.3.            Środki spożywcze specjalnego przeznaczenia medycznego       300

            9.2.1.4.            Żywność wzbogacona          301

            9.2.1.5.            Inne nieoficjalne nazwy używane w odniesieniu do żywności   301

            9.2.2.   Wprowadzanie do obrotu środków spożywczych           302

            9.2.2.1.           
Wprowadzanie do obrotu produktów spożywczych, które
są objęte obowiązkiem powiadomienia Głównego Inspektora
Sanitarnego   302

            9.2.3. Wymagania w zakresie bezpieczeństwa żywności 305

            9.2.4. Oświadczenia żywieniowe i zdrowotne dotyczące żywności       306

9.3. Wyroby medyczne     309

            9.3.1.  
Podstawowe terminy używane w odniesieniu do wyrobów
medycznych  309

            9.3.2.   Wprowadzanie do obrotu i do używania wyrobów medycznych          310

            9.3.3.  
Przewodnik pomagający odróżnić wyroby medyczne od produktów
innych kategorii        310

9.4. Produkty kosmetyczne          311

            9.4.1.   Podstawowe terminy używane w odniesieniu do kosmetyków 311

            9.4.2.   Notyfikacja kosmetyków     312

            9.4.3.  
Przewodnik pomagający odróżnić produkty kosmetyczne
od produktów innych kategorii      313

9.5. Środki ochrony roślin i produkty biobójcze           314

            9.5.1.   Podstawowe definicje i wprowadzanie do obrotu           314

            9.5.2.   Produkty biobójcze – udostępnianie na rynku i stosowanie       316

            Piśmiennictwo        317