Wässrig-ethanolische
Pflanzenextrakte herstellen

Pflanzenwirkstoffe für unsere Kosmetik

Um Wirkstoffe aus Pflanzen nutzen zu können, extrahieren wir sie mit Hilfe verschiedener  Lösungsmittel. Da wir das jeweilige Auszugsmittel in der Regel im Pflanzenextrakt belassen und nicht abdestillieren, sollte dies ungiftig und hautverträglich sein. In unserem Fall bieten sich daher vor allem Ethanol (Trinkalkohol, Weingeist) und Glycerin als Auszugsmittel an. Im Folgenden gebe ich einen kurzen Überblick über bekannte Methoden, wässrig-ethanolische Pflanzenextrakte herzustellen.

Ein großer Vorteil wässrig-alkoholischer Auszüge ist  ihre lange mikrobielle Haltbarkeit; sie konservieren sich quasi selbst. Länger als ein Jahr sollten sie dennoch nicht lagern, auch wenn sie nicht im chemischen Sinne »schlecht« werden können: Die enthaltenen Wirkstoffe unterliegen Oxidations- und enzymatischen Abbauprozessen. Planen Sie daher gut und verarbeiten Sie nur die Mengen, die Sie voraussichtlich benötigen – auch das ist Respekt vor der Natur und ihren Ressourcen.

Ein weiterer Vorteil ist das breite Spektrum an Wirkstoffen, die Alkohol löst. Im Vergleich zu rein wässrigen Auszügen werden höhere Anteile an lipophilen (fettlöslichen) Bestandteilen extrahiert, dazu gehören z. B. viele Flavonoide und Carotinoide; aber auch Alkaloide, Glycoside, Saponine, einige Bitterstoffe und ätherische Öle sind durch verdünnten Alkohol extrahierbar. Ein gewisser Anteil an Wasser wird benötigt, um die Zellwände der Drogen aufzuquellen und das Zellinnere besser zugänglich zu machen. Ein zu hoher Wasseranteil kann eine zu starke Quellung hervorrufen und damit die Extraktion behindern. Wir arbeiten daher mit verdünnten wässrig-ethanolischen Lösungen als Auszugsmittel.

Die Tinktur: Wässrig-ethanolische Auszüge
aus getrockneten Pflanzen

Getrocknete Kräuter (von links: Mäusedornwurzel, Lindenblüten, Süßholzwurzel
Von links nach rechts: Mäusedornwurzeln, Lindenblüten, Süßholzwurzeln

Der Begriff »Extrakt« ist ein übergeordneter Begriff für Auszüge aus Pflanzen- (bzw- tierischem) Material mit unterschiedlichen Lösungsmitteln. Im pharmazeutischen Kontext spricht man bei ethanolischen Auszügen aus frischem oder getrocknetem Pflanzenmaterial von einer Tinktur.

Getrocknete Pflanzen haben den Vorteil, dass sie auch außerhalb ihrer Vegetationszeit für Auszüge zur Verfügung stehen. Daneben erweitern sie das Repertoire an nutzbaren Pflanzen um nichtheimische, die wir nicht frisch ernten können. Da sie nur einen geringen Restwasseranteil aufweisen, liegen die Inhaltsstoffe konzentrierter und teilweise in kristalliner Form vor. Auf der anderen Seite müssen wir durch das Trocknen immer mit einem gewissen Verlust an flüchtigen Substanzen rechnen.

Frischpflanzenauszüge

Meine bevorzugte Auszugsmethode ist daher der Frischpflanzenauszug, der – wie der Name bereits aussagt –  auf Basis frischer Pflanzen hergestellt wird. Er ist vom Prinzip mit der Tinktur aus getrockneten Pflanzen vergleichbar, nur dass hier die Auswahl des frischen Pflanzenmaterials an jahreszeitabhängige und lokale Verfügbarkeit geknüpft ist.

Da Frischpflanzen einen Eigenanteil an Wasser aufweisen, weist der fertige Pflanzenauszug naturgemäß einen höheren Wasser- und einen niedrigeren Ethanolgehalt auf. Für einen rein kosmetischen Einsatz ist dies unerheblich, da unser Augenmerk in diesem Fall auf der Konzentration an extrahierten pflanzlichen Inhaltsstoffen liegt. Relevanz hat der Ethanolgehalt im kosmetischen Einsatz dann, wenn wir ein Therapeutikum herstellen, in diesem Fall ausschließlich mit dem Extrakt konservieren und die Einsatzkonzentration des Ethanols in Volumenprozent auf das Gesamtprodukt (einer Salbe, Creme o. ä.) berechnen wollen. In diesem Fall empfehle ich, das konservierende System mit einem handelsüblichen Produkt (z. B. Dermosoft® 1388 eco oder Pentylenglycol Green) zu unterstützen.

Die Alkoholkonzentration

Ich selbst verwende bevorzugt 70%igen reinen Weingeist zum Ausziehen oder alternativ Mischungen aus Weingeist, Glycerin und Wasser bzw. Hydrolat, z. B. im Verhältnis 50:20:30. Dabei unterscheide ich selbst in der Regel nicht zwischen frischen und getrockneten Pflanzen. In der Literatur gibt es in dieser Hinsicht durchaus unterschiedliche Ansätze. Rudi Beiser und Helga Ell-Beiser empfehlen für Auszüge aus getrocknetem Pflanzenmaterial z. B. geringere Ethanolkonzentrationen, da getrocknete Pflanzen einen höheren Wasseranteil zum Aufquellen benötigen als Frischpflanzen1. Sigfried Bäumler orientiert sich ausschließlich an den wirksamkeitsbestimmenden Inhaltsstoffen der jeweiligen Pflanze und unterscheidet nicht zwischen Tinkturen aus getrockneten Pflanzen und Frischpflanzenauszügen2. Bitte entscheiden Sie, was für Sie praktikabler oder schlüssiger ist.

Als Arbeitsgerät eignet sich ein Stabmixer; wie Sie damit einen intensiven, qualitativ hervorragenden Extrakt erzeugen können, lesen Sie weiter unten im Unterkapitel »Durchführen einer Turboextraktion«.

Alkohol (Ethanol) mit 70 Vol.-%. hat sich als optimaler Standard für viele pflanzliche Drogen bewährt: Diese Konzentration deckt ein breites Spektrum an löslichen Wirkstoffen ab und verhindert ein zu starkes Aufquellen der Zellwände. In der Herstellung von naturkosmetischen Emulsionen hat dieser Verdünnungsgrad einen weiteren Vorteil: Da Tinkturen erst in die erkaltete Emulsion gegeben werden, ist bei einer 70%igen Tinktur die Menge an kalter Flüssigkeit gering, und die Emulsionen bleiben in der Regel stabil. Arbeiten Sie mit (z. B.) 40%igen Tinkturen, kann der Anteil an kalt einzuarbeitender wässriger Phase so groß sein, dass die Emulsion eventuell instabil wird oder das Wasser nicht mehr vollständig aufnimmt.

Je nach Pflanzenteilen und Wirkstoffen sind jedoch auch niedrigere Konzentrationen ausreichend – reiner unvergällter Weingeist ist auch eine Kostenfrage. In seltenen Fällen (z. B. bei der Extraktion von Harzen) kann eine höhere Konzentration sinnvoll sein. Abhängig vom Pflanzenteil reichen u. U. folgende alkoholische Konzentrationen:

  • Blüten, Blätter: 30–55 Vol.-%
  • Wurzeln/verholzte Teile: 55–70 Vol.-%
  • Harze: 70–95 % Vol.-%

Im Hinblick auf Wirkstoffgruppen empfiehlt Cornelia Stern, Leiterin der Freiburger Heilpflanzenschule, folgende Alkohol-Konzentrationen:

  • Schleimstoffe, Glycoside, Saponine, Alkaloide: ca. 20–40 Vol.-%
  • Bitterstoffe, Gerbstoffe: ca. 30–50 Vol.-%
  • Flavonoide: ca. 50 Vol.-%
  • Ätherische Öle, Cumarine, Scharfstoffe: 50–70 Vol.-%

Bei der Entscheidung, welche Alkohol-Konzentration für einen Auszug herstellungstechnisch optimal ist, wird man neben der Löslichkeit der gewünschten Wirkstoffe auch den Charakter des jeweiligen Pflanzenteils berücksichtigen: Eichenrinde als Gerbstoffdroge wird aufgrund seines holzigen Charakters eine höhere Alkohol-Konzentration von eher 60–65 Vol.%. voraussetzen, ein Gerbstoffauszug aus Grüntee ist mit 40–50 Vol.% »gut bedient«. In den Pflanzenportraits habe ich Ihnen jeweils eine Empfehlung der Alkoholkonzentration ergänzt, die Pflanzenteil und Inhaltsstoffe berücksichtigt. Wichtig ist, dass der Ansatz zweimal täglich (gerne mehrere Minuten) bewegt wird, um die Wirkstoffe aus dem Pflanzenmaterial zu lösen; leichte Wärme beschleunigt diesen Prozess. Nach einer gewissen, erstaunlich kurzen Zeit ist ein Konzentrationsgleichgewicht der Inhaltsstoffe zwischen Droge und wässrig-alkoholischer Lösung erreicht; längere Auszugszeiten oder ein zweifacher Ansatz machen daher keinen Sinn. Wer konzentriertere Extrakte wünscht, kann dies durch Abdestillieren des Ethanols erreichen, das jedoch ein gewisses Equipment erfordert.

In verschiedenen Quellen werden unterschiedliche Auszugszeiten genannt. Pharmazeutisch orientierte Fachquellen nennen wenige Minuten (5 Minuten bei einer kontinuierlichen Zerkleinerung der Droge mit einem Stabmixer über diese Zeit, der so genannten Turbo- oder Wirbelextraktion, bis wenige Tage als Dauer für eine erschöpfende Extraktion3. Längere Auszugszeiten, das Auszugsgut gar in der Sonne stehend, beschleunigen oxidative und enzymatische Abbauprozesse.

Herstellung der gewünschten Verdünnung

Wie Sie Alkohol auf einen gewünschten Wert verdünnen können, habe ich in diesem Beitrag in der Rubrik »Tipps und Tricks« beschrieben.

Nun stellen sich wichtige Fragen: wieviel Droge gebe ich auf welche Menge Alkohol? Wie lange muss ich die Pflanzenteile extrahieren lassen? Wie kann ich die Wirkstoffausbeute erhöhen? Je nachdem, was wir extrahieren wollen, kann es unterschiedliche Szenarien geben, die im Wesentlichen folgende vier Faktoren variieren, wobei alle Faktoren in Wechselwirkung mit einander stehen (je wärmer der Auszug erfolgt, je kleiner das Pflanzenmaterial zerkleinert ist, desto kürzer ist die Auszugsdauer):

  1. Konzentration der Extraktionsflüssigkeit
  2. Dauer der Extraktion
  3. Zerkleinerungsgrad der Pflanzendrogen
  4. Temperatur

Nun, ich denke, wir pflegen ein Hobby und wollen keine wissenschaflichen Untersuchungen anstellen. Folgende Anhaltspunkte sollten für unsere Zwecke ausreichen und Ihnen daher als Orientierung dienen:

Herstellung eines wässrig-alkoholischen Auszugs

  1. Sortieren Sie (gerade bei frischen Drogen) alle bräunlichen, welken und optisch nicht mehr einwandfreien Teile aus. (Gekaufte Drogen sind oft bereits ausreichend zerkleinert.) Bei frischen Pflanzen ist es vorteilhaft, sie einige Stunden bis einen Tag anwelken zu lassen, da sie dann nicht mehr soviel Wasser beinhalten.
  2. Zerkleinern Sie die Pflanzen anschließend, unabhängig davon, ob sie frisch oder getrocknet sind. Kleinere Pflanzenteile bedeuten aufgebrochene Zellen, die dem Lösungsmittel sofort zugänglich sind, sie können sofort ausgewaschen werden; zudem kann das Lösungsmittel die Zellwände gut benetzen, quellen und ins Innere der Zellen gelangen, um die dort befindlichen Zellinhaltsstoffe herauszulösen.
  3. Setzen Sie die Drogen mit einer wässrig-alkoholischen Lösung in einem dunklen Glas an und lassen Sie sie bei Raumtemperatur (ca. 25 °C) für ca. 5–7 Tage stehen. Die Pflanzenteile müssen gut bedeckt sein. Wichtig: Schütteln (bewegen) Sie sie mehrmals täglich, um die enthaltenen Wirkstoffe aus dem Pflanzenmaterial zu lösen. Wieviel Pflanzendroge und wieviel Lösungsmittel Sie benötigen, wird in einer Formel ausgedrückt, dem Droge-Extrakt-Verhältnis (kurz DEV). In der Regel nehmen wir auf einen Teil Pflanzen 5 bis 10 Teile Lösungsmittel, das sind DEV-Werte 1:5 und 1:10.
    Den Hinweis, Tinkturen in die Sonne zu stellen, habe ich in seriösen Quellen nicht gefunden. Bewährt haben sich jedoch höhere Temperaturen (bis ca. 60 °C). Vermutlich gibt es daher vereinzelt Hinweise darauf, die Flaschen in die Sonne zu stellen. In der pharmazeutischen Fachliteratur wird jedoch dringend von zu warmer und heller Lagerung abgeraten, da sich Substanzen unter Licht- und Wärmeeinfluss enzymatisch zersetzen.
  4. Filtern Sie den Auszug sorgfältig, eventuell erst durch ein Gaze-Tuch, anschließend durch einen Kaffeefilter, um alle Schwebstoffe zu entfernen. Während bei Tinkturen für die innerliche Einnahme geringe Mengen an Schwebstoffen unkritisch sind, müssen kosmetisch genutzte Tinkturen abschließend durch eine Glasnutsche gefiltert werden (Laborbedarf, nähere Erläuterungen folgen weiter unten), die Schwebstoffe vollständig entfernt. Füllen Sie den fertigen Auszug in dunkle Flaschen und beschriften Sie sie. Sinnvoll ist die Angabe der Pflanze(n), die Alkoholkonzentration (auch um die spätere Konservierung von Rezepturen zu berechnen) und das Datum der Herstellung. Nach einem Jahr konserviert der Pflanzenauszug sicher noch, aber der Wirkstoffgehalt wird nicht mehr hoch sein. Für die Verwendung in den Rezepten haben sich dunkle Pipettenfläschchen oder Flaschen mit Tropfeinsatz bewährt, mit denen sich die benötigten Mengen (je nach Viskosität des Auszugs) gut dosieren lassen.

Extrakte sind übrigens konzentrierte Auszüge, bei denen das Lösungsmittel z. T. oder vollständig entfernt wird. Sie liegen dann flüssig, zähflüssig oder trocken vor. Für unsere Zwecke erscheinen mir die Wirkstoff-Konzentrationen der Tinkturen ausreichend. Pflanzen enthalten hochwirksame Substanzen, die ein Laie (und das sind wir in aller Regel) vorsichtig handhaben sollte.

Das Droge-Extrakt-Verhältnis

Das sogenannte Droge-Extrakt-Verhältnis (kurz DEV) wird in einer Formel berechnet. »Droge« ist das zu extrahierende Pflanzenmaterial, Extrakt meint das fertige Produkt. Die Formel berechnet sich wie folgt:

DEV = Masse der Droge : Masse des Extrakts

Wenn wir beispielsweise 20 g Pflanzenmaterial für 100 g Extrakt einsetzen, haben wir ein Droge-Extraktverhältnis von 20:100. Nun dividieren wir durch die Masse der Droge, hier also »20«:

  • 20:20 = 1,
  • 100:20 = 5

Das DEV beträgt in diesem Fall 1:5. Die Entscheidung, welchen DEV-Wert wir verwenden, ist vom gewählten Pflanzenmaterial abhängig. Wichtig ist, dass dieses vom Lösungsmittel bedeckt ist.

Durchführen einer Turboextraktion

Eine qualitativ ausgezeichnete und fast erschöpfend extrahierende Methode ist die oben kurz genannte Turboextraktion, für die Sie einen Stabmixer benötigen, der 5 Minuten ohne Unterbrechung arbeiten kann. Die Turboextraktion bringt in der Regel erschöpfendere Ergebnisse als mehrwöchige Ansätze3:

Turboextraktion von Jiaogulan
Frischer Turboextrakt

Dieser frisch hergestellte Turboextrakt ist durch die Schwebstoffe und feinsten Pflanzenpartikel trübe. Turboextrakte müssen gut gefiltert werden; dafür erhält man eine ausgezeichnete Ausbeute aus dem Pflanzenmaterial. Manche Extrakte schäumen durch die enthaltenen Saponine.

  1. Füllen Sie die wie oben beschrieben gesäuberten Pflanzendrogen im Verhältnis 1:5 bis 1:10 mit dem wässrig-alkoholischen Auszugsmittel in ein Becherglas und stellen Sie dieses in einen mit kaltem Wasser befüllten Topf.
  2. Setzen Sie den Stabmixer in das Glas (die Größe des Becherglases sollte im Durchmesser dem des Stabmixers angepasst sein, damit nichts herausspritzt) und beginnen Sie vorsichtig mit dem Mixen.
  3. Mixen Sie 5 Minuten; durch das Zerschneiden der pflanzlichen Drogen und der Wirbelung des Ansatzes kann das wässrig-alkoholische Auszugsmittel (alternativ eine Glycerol-Wassermischung 70:30) alle Zellen durchdringen und die Inhaltsstoffe herauslösen. Das kalte Wasserbad verhindert ein Erwärmen über 35 °C.
  4. Anschließend wird der Extrakt ca. 24 Stunden stehen gelassen, damit sich die Schwebstoffe am Boden absetzen. Gießen Sie nun vorsichtig die über dem Bodensatz stehende Flüssigkeit ab und filtern Sie die Flüssigkeit durch eine Glasnusche (siehe unten). Dann wird der Extrakt abgefüllt und entsprechend beschriftet.
  5. Noch konzentrierter wird die Turboextraktion, wenn sie die pflanzlichen Drogen zweimal mit jeweils der Hälfte des Auszugsmittels extrahieren: nach den ersten 5 Minuten wird das Pflanzengut ausgepresst und mit der 2. Hälfte des Extraktionsmittels erneut extrahiert; beide Ansätze gibt man anschließend zusammen. Das frische, ungesättigte Lösungsmittel holt noch vorhandene Substanzen aus dem pflanzlichen Extraktionsgut und extrahiert nahezu erschöpfend.

Bei der Turboextraktion ist eine gute Filterung besonders wichtig, da der Stabmixer feinste Partikel erzeugt, die die Tinktur durch Schwebstoffe instabilisieren können. Ideal dafür ist die Filterung mit einer Glasnutsche.


Weitere Auszugsmethoden

Infus (Aufguss)

Eines dieser »Lösungsmittel« verwenden Sie sicher regelmäßig (denken Sie an Ihre entspannende Tasse Tee): Wasser. Die Pflanzenteile werden mit kochendem oder heißen Wasser übergossen und zugedeckt 5–10 Minuten ziehen gelassen. Welche Temperatur das Wasser haben muss, ist pflanzenspezifisch: einige sollen mit heißem, nicht mehr kochendem Wasser zubereitet werden, um wertvolle Inhaltsstoffe nicht zu zerstören, wie z. B. Grüntee oder Spitzwegerich. Diese Form der Extraktion wird auch Infus genannt. Ein Infus eignet sich für feine Pflanzendrogen mit eher milder Wirkung und breitem therapeutischen Wirkungsspektrum. Der Nachteil eines wässrigen Auszugs ist seine geringe Stabilität, zum einen im Hinblick auf die darin gelösten Wirkstoffe, zum anderen im Hinblick auf die Haltbarkeit, da sich Bakterien in Wasser sehr schnell vermehren. Für kosmetische Zwecke eignen sich wässrige Lösungen daher nur als Frischanwendung, z. B. für Masken und Kompressen.

Dekokt (Abkochung)

Härtere Pflanzenteile (z. B. Wurzeln und Rinden) oder solche mit schwer löslichen Bestandteilen (Kieselsäure im Ackerschachtelhalm) werden mit kaltem Wasser angesetzt, zum Sieden gebracht und 10–15 Minuten leicht gekocht. Anschließend filtriert man den Sud. Auch eine Abkochung ist ohne weitere Konservierung nur kurz haltbar. Flüchtige Wirkstoffe gehen bei der Abkochung verloren. Auch Irisches Moos (Chondrus Crispus) wird als Decoctum verwendet.
Bei kieselsäurehaltigen Pflanzen (z. B. Ackerschachtelhalm) hat sich ein Mazerationsdekokt, ein Einweichen über Nacht in kaltem Wasser bewährt; am nächsten Tag wird der Ansatz 10–30 Minuten lang gekocht und dann gefiltert.

Mazerat (Kaltauszug)

Für schleimhaltige Drogen (Eibischwurzeln z. B. oder Quittensamen) eignet sich der Auszug in kaltem Wasser. Die Droge wird mit kaltem Wasser übergossen und mehrere Stunden oder über Nacht (bei Raumtemperatur) stehen gelassen. Regelmäßiges Umrühren fördert die Ausbeute. Anschließend wird das Mazerat gefiltert.

Kaltauszüge wird man auch dann bevorzugen, wenn durch heißes Wasser unerwünschte Bestandteile gelöst würden. Auch hier gilt: Kurze Haltbarkeit. Es empfiehlt sich, das Mazerat vor Verwendung kurz aufzukochen, da es sehr schnell verkeimt.

Pflanzenextrakte dosieren

Pflanzliche Extrakte sind konzentrierte Auszüge und enthalten intensiv wirkende Substanzen, die das gewünschte Wirkspektrum unserer Pflegeprodukte sanft unterstützen sollen. Dosieren Sie sie mit Bedacht. Mehr als 5 % (auf die Gesamtmenge an Produkt bezogen) sollten Sie nicht einplanen. Dies ist gleichzeitig eine Ethanolkonzentration, die auch trockene und barrieregestörte Haut nicht beeinträchtigen wird.

Quellen

  1. Rudi Beiser, Helga Ell-Beiser: Heilpflanzentinkturen. Wirksame Pflanzenauszüge selbst gemacht. Ulmer, 2017
  2. Siegfried Bäumler: Heilpflanzen Praxis heute. Band 2: Rezepturen und Anwendung. Urban & Fischer, 2013
  3. Rudolf Voigt: Pharmazeutische Technologie. Stuttgart: Deutscher Apotheker-Verlag, 2006
  4. M. Augustin und Y. Hoch, Phytotherapie bei Hauterkrankungen. München: Urban & Fischer 2004
  5. Ursel Bühring: Praxis-Lehrbuch der modernen Heilpflanzenkunde. Grundlagen, Anwendung, Therapie. Stuttgart: Sonntag-Verlag, 2004
  6. R. Hänsel, O. Sticher: Pharmakologie – Phytopharmazie. Heidelberg: Springer, 2010
  7. Michael Heldmaier: Phytochemische Charakterisierung öliger Extrakte aus pflanzlichen Drogen. Dissertation. Hamburg, 2007
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