Przejdź do głównej treści

Panaceum Natury

Suszenie, mrożenie i liofilizacja ziół – wpływ metod utrwalania na substancje aktywne

Zbieramy miętę, melisę, pokrzywę czy tymianek w odpowiednim momencie. Roślina wygląda świetnie, pachnie intensywnie i trafia do naszego koszyka.

I właśnie wtedy zaczyna się kolejny etap, o którym w zielarstwie mówi się zdecydowanie za mało.

Co zrobić z rośliną po zbiorze?

Możemy ją wysuszyć w temperaturze pokojowej. Możemy wykorzystać suszarkę i podnieść temperaturę. Możemy ją zamrozić. W warunkach przemysłowych lub laboratoryjnych możemy zastosować suszenie próżniowe albo liofilizację.

Na pierwszy rzut oka chodzi przecież tylko o usunięcie wody.

Chemicznie sprawa jest jednak znacznie bardziej skomplikowana.

Podczas przetwarzania surowca mogą zachodzić procesy utleniania, hydrolizy, przemiany enzymatyczne, utrata związków lotnych czy degradacja substancji wrażliwych na temperaturę. Jednocześnie uszkodzenie struktur komórkowych może sprawić, że część związków stanie się łatwiejsza do wyekstrahowania i oznaczenia.

Dlatego wysuszone zioło nie jest po prostu świeżą rośliną pozbawioną wody.

To materiał, którego profil chemiczny został w pewnym stopniu zmieniony przez sposób przetwarzania.

I pojawia się bardzo praktyczne pytanie:

🌿 Która metoda pozwala zachować najwięcej substancji aktywnych?

Najbardziej kusząca odpowiedź brzmi: liofilizacja.

Tyle że nauka daje odpowiedź znacznie ciekawszą:

nie istnieje jedna metoda najlepsza dla wszystkich roślin i wszystkich związków.

Żeby zrozumieć dlaczego, musimy najpierw zobaczyć, co właściwie dzieje się z rośliną po jej zerwaniu.

🌱 Zerwanie rośliny nie zatrzymuje jej chemii

Ścięcie pędu czy zerwanie liścia nie powoduje natychmiastowego zatrzymania wszystkich procesów biochemicznych.

Komórki przez pewien czas pozostają aktywne. Jednocześnie uszkadzamy tkanki i bariery oddzielające od siebie różne enzymy oraz ich substraty.

Do tego dochodzi tlen, światło i stopniowa utrata wody.

W zależności od związku mogą więc zachodzić reakcje utleniania, przemiany enzymatyczne, hydroliza czy izomeryzacja.

Dlatego jednym z podstawowych celów suszenia jest stosunkowo szybkie obniżenie zawartości wody i aktywności wody, a przez to ograniczenie aktywności enzymów oraz rozwoju mikroorganizmów.

Problem polega na tym, że sam proces prowadzący do tego celu również może zmieniać skład rośliny.

🔥 Temperatura kontra czas

Tutaj pojawia się pierwszy paradoks.

Można suszyć:

chłodniej, ale długo

albo

cieplej, ale znacznie krócej.

I wcale nie jest oczywiste, która opcja zawsze będzie korzystniejsza.

Długotrwały kontakt z tlenem może sprzyjać reakcjom oksydacyjnym. Zbyt wysoka temperatura może natomiast przyspieszać degradację związków termolabilnych, czyli wrażliwych na ciepło, oraz utratę substancji lotnych.

Właśnie dlatego nie wystarczy powiedzieć:

„im niższa temperatura, tym lepiej”.

Trzeba jeszcze zapytać: dla jakiej rośliny i dla którego związku?

☀️ Suszenie na słońcu – najprostsze nie zawsze znaczy najlepsze

Suszenie roślin przy wykorzystaniu promieniowania słonecznego jest jedną z najstarszych metod utrwalania materiału roślinnego.

Ma oczywistą zaletę – praktycznie nie wymaga energii ani specjalistycznego sprzętu.

Jednocześnie trudno kontrolować temperaturę, wilgotność, przepływ powietrza i intensywność promieniowania.

Dodatkowo część metabolitów roślinnych jest wrażliwa na światło.

Dlatego bezpośrednie słońce może być szczególnie problematyczne w przypadku surowców, w których zależy nam na zachowaniu barwy, związków lotnych czy niektórych związków fotolabilnych.

Nie oznacza to, że każda roślina wysuszona na słońcu zostaje pozbawiona wartości.

Oznacza jedynie, że jest to proces stosunkowo słabo kontrolowany.

🌬️ A tradycyjne suszenie w cieniu?

I tutaj robi się ciekawiej.

Powolne suszenie w przewiewnym, zacienionym miejscu ogranicza bezpośrednie działanie promieniowania i wysokiej temperatury. Dlatego przez pokolenia właśnie w taki sposób suszono wiele surowców zielarskich.

W przypadku roślin aromatycznych metoda ta nadal może wypadać bardzo dobrze.

Najnowsza metaanaliza dotycząca roślin z rodziny jasnotowatych – Lamiaceae, czyli między innymi mięt, tymianków, oregano i bazylii – objęła wyniki ponad 100 badań dotyczących wpływu suszenia na olejki eteryczne.

Wniosek?

Niskie temperatury generalnie lepiej chroniły termowrażliwe związki lotne, ale reakcja zależała od konkretnego rodzaju rośliny.

Liofilizacja, suszenie w cieniu oraz kontrolowane suszenie w niskiej temperaturze należały do metod najlepiej zachowujących integralność olejków, natomiast wysokie temperatury częściej prowadziły do strat frakcji lotnej i zmian jej składu.

Co ciekawe, autorzy wskazali, że umiarkowane suszenie w zakresie około 35–50°C może stanowić rozsądny kompromis między czasem procesu, wydajnością olejku i stabilnością chemiczną.

Czyli ponownie:

„chłodniej” nie musi oznaczać „jak najchłodniej”.

🌿 Badanie pod lupą: mięta, melisa i bazylia w 35°C

Bardzo dobry przykład pochodzi z polskiego badania opublikowanego w 2023 roku.

Badacze porównali suszenie konwekcyjne i próżniowe trzech popularnych roślin:

🌱 mięty pieprzowej (Mentha piperita),
🌱 bazylii pospolitej (Ocimum basilicum),
🌱 melisy lekarskiej (Melissa officinalis).

W obu przypadkach zastosowano temperaturę 35°C. W suszeniu próżniowym ciśnienie obniżono do około 300 mbar.

I właśnie zmniejszenie ciśnienia robi ogromną różnicę.

Woda przy obniżonym ciśnieniu może odparowywać łatwiej, dzięki czemu ograniczamy obciążenie termiczne materiału.

🧪 Wyniki były bardzo konkretne

W mięcie całkowita zawartość polifenoli wynosiła:

332,44 mg GAE/100 g po suszeniu konwekcyjnym,

ale aż:

451,38 mg GAE/100 g po suszeniu próżniowym.

Podobny kierunek zaobserwowano w melisie:

248,31 mg GAE/100 g – suszenie konwekcyjne,

314,41 mg GAE/100 g – suszenie próżniowe.

GAE oznacza ekwiwalenty kwasu galusowego – jest to sposób laboratoryjnego wyrażania całkowitej zawartości związków fenolowych.

Nie oznacza więc, że w mięcie znajdowało się dokładnie 451 mg kwasu galusowego. To wynik metody analitycznej służący do porównania próbek.

I to rozróżnienie jest bardzo ważne.

🍋 Jeszcze ciekawiej zrobiło się w przypadku aromatu melisy

Melisa jest dobrym przykładem rośliny szczególnie wrażliwej na sposób suszenia, ponieważ jej aromat tworzą między innymi lotne terpenoidy.

W świeżej melisie względny udział terpenów w analizowanym profilu związków lotnych wynosił około:

95%.

Po suszeniu konwekcyjnym:

około 51%.

Po suszeniu próżniowym:

około 88%.

Różnica jest ogromna.

To pokazuje, że temperatura zapisana na wyświetlaczu suszarki nie jest jedyną rzeczą, która ma znaczenie.

Liczą się również:

💨 przepływ powietrza,
⏳ czas procesu,
🌡️ temperatura,
🔽 ciśnienie,
💧 tempo usuwania wody
oraz budowa samego surowca.

W przypadku melisy komórki i struktury wydzielnicze zawierające olejek znajdują się stosunkowo blisko powierzchni liścia, dlatego utrata substancji lotnych może następować stosunkowo łatwo.

❄️ A może po prostu zamrozić zioła?

Mrożenie działa zupełnie inaczej niż suszenie.

Nie usuwamy wody z materiału. Zmieniamy natomiast jej stan skupienia i bardzo silnie spowalniamy reakcje chemiczne, aktywność enzymatyczną oraz rozwój mikroorganizmów.

Dlatego mrożenie może być bardzo dobrym sposobem przechowywania niektórych świeżych ziół.

Ale również nie jest chemicznym przyciskiem „pauza”.

Podczas zamarzania powstają kryształy lodu.

Mogą one uszkadzać błony komórkowe i struktury tkanek. Po rozmrożeniu roślina często staje się miękka, uwalnia sok i znacznie szybciej zachodzą w niej reakcje enzymatyczne.

Dlatego rozmrożona bazylia czy mięta nie wygląda tak jak świeżo zerwany liść.

Z punktu widzenia chemii uszkodzenie komórek ma jeszcze jeden interesujący skutek – niektóre związki mogą stać się łatwiej dostępne podczas późniejszej ekstrakcji.

Mrożenie może więc dobrze ograniczać część przemian podczas przechowywania, ale nie jest metodą idealnie zachowującą strukturę żywej rośliny.

❄️➡️💨 Liofilizacja – czyli usuwamy lód bez jego topienia

Liofilizacja jest znacznie bardziej zaawansowanym procesem.

Najpierw materiał zostaje zamrożony.

Następnie obniża się ciśnienie i doprowadza do sublimacji.

Sublimacja oznacza przejście wody ze stanu stałego – lodu – bezpośrednio w parę wodną, z pominięciem fazy ciekłej.

Dzięki temu wodę można usuwać przy stosunkowo niskiej temperaturze.

To bardzo ważne w przypadku związków termolabilnych.

Liofilizacja często bardzo dobrze zachowuje:

🌈 barwę,
🌿 strukturę materiału,
🍋 aromat,
🧪 część polifenoli,
🥕 karotenoidy,
🍊 niektóre witaminy wrażliwe na temperaturę.

Powstały materiał jest również bardzo porowaty.

A to ma konsekwencję, która łączy ten artykuł z poprzednim tekstem o ekstrakcji.

Rozpuszczalnik może później znacznie łatwiej penetrować porowatą strukturę liofilizowanego materiału.

Dlatego liofilizacja może zmienić nie tylko ilość zachowanych związków, ale również łatwość ich późniejszego wyekstrahowania.

Brzmi idealnie?

Jeszcze nie ogłaszajmy zwycięzcy.

⚠️ Liofilizacja też nie zatrzymuje całej chemii

Niska temperatura bardzo ogranicza degradację termiczną, ale podczas procesu nadal mogą zachodzić inne zjawiska.

Samo zamrażanie może powodować uszkodzenie komórek przez kryształy lodu.

Niektóre związki mogą ulegać utlenianiu.

Problematyczne mogą być również związki lipidowe oraz niektóre karotenoidy.

Przeglądy dotyczące liofilizacji ziół wskazują również, że wyniki dotyczące olejków eterycznych bywają sprzeczne i zależne od gatunku oraz związku.

Dlatego zdanie:

„Liofilizacja zachowuje wszystkie substancje aktywne”

byłoby nieprawdziwe.

Znacznie uczciwiej powiedzieć:

liofilizacja należy do metod bardzo dobrze chroniących wiele termowrażliwych składników, ale nie gwarantuje zachowania każdego związku.

🌿 Badanie pod lupą: pokrzywa zaskakuje

Świetnym przykładem tego, dlaczego nie można wybrać jednego „króla suszenia”, jest pokrzywa zwyczajna (Urtica dioica).

W badaniu opublikowanym w 2021 roku porównano:

❄️ liofilizację,
🔥 suszenie w piecu,
🌬️ suszenie pompą ciepła w temperaturze nieprzekraczającej około 35°C.

Badacze analizowali między innymi związki fenolowe, aktywność antyoksydacyjną oraz kwas askorbinowy, czyli witaminę C.

I niespodzianka:

najlepszych wyników dla całkowitej zawartości fenoli nie dała liofilizacja.

Najlepiej wypadło suszenie pompą ciepła w niskiej temperaturze.

Co więcej, w uzyskanym później wodnym ekstrakcie niektóre oznaczane związki fenolowe występowały na poziomach wielokrotnie wyższych niż w ekstrakcie ze świeżych liści.

Dimer kwasu kawoilojabłkowego osiągał po tym sposobie suszenia wartość nawet około 136 razy wyższą niż w ekstrakcie ze świeżego materiału.

Czy pokrzywa podczas suszenia wyprodukowała nagle 136 razy więcej związku?

Nie.

I właśnie tutaj dochodzimy do jednego z najważniejszych zagadnień całego artykułu.

🧪 Więcej w analizie nie zawsze oznacza, że więcej powstało

Suszenie zmienia strukturę materiału roślinnego.

Uszkodzenie błon i ścian komórkowych może sprawić, że związki wcześniej mocniej związane z matrycą roślinną stają się łatwiejsze do wyekstrahowania.

Mogą również rozpadać się niektóre połączenia między cząsteczkami.

W efekcie laboratorium może oznaczyć więcej dostępnego związku, mimo że proces suszenia nie spowodował jego biosyntezy.

To niezwykle ważne podczas czytania publikacji naukowych.

Jeżeli badanie informuje:

„po suszeniu wzrosła zawartość polifenoli”

nie powinniśmy automatycznie wyciągać wniosku:

„suszenie wytworzyło dodatkowe polifenole”.

Czasami prawidłowa interpretacja brzmi:

związki stały się łatwiejsze do wyekstrahowania lub oznaczenia.

🍊 A witamina C? Tutaj pokrzywa opowiedziała inną historię

W tym samym eksperymencie wszystkie trzy metody powodowały straty kwasu askorbinowego względem świeżego materiału.

Spadek wynosił około:

❄️ 36% po liofilizacji,
🔥 55% po suszeniu w 105°C,
🌬️ 39% po suszeniu pompą ciepła.

A więc metoda, która bardzo dobrze wypadła pod względem związków fenolowych, nie zachowała całej witaminy C.

To doskonały przykład pokazujący, dlaczego pytanie:

„Która metoda suszenia zachowuje najwięcej substancji aktywnych?”

jest źle postawione.

Powinniśmy zapytać:

„Które związki chcemy zachować?”

🌿 Polifenol to nie olejek eteryczny, a witamina C to nie karotenoid

Roślina zawiera setki, a czasem tysiące różnych metabolitów.

Każdy ma inne właściwości fizykochemiczne.

💨 Związki lotne

Monoterpeny i inne składniki olejków eterycznych mogą być szczególnie podatne na utratę podczas długiego lub intensywnego ogrzewania.

Dlatego w przypadku mięty, melisy czy tymianku temperatura i czas suszenia są niezwykle ważne.

🍊 Kwas askorbinowy

Witamina C jest wrażliwa między innymi na tlen i temperaturę.

Może utleniać się do kwasu dehydroaskorbinowego, a następnie ulegać dalszym przemianom prowadzącym do utraty aktywności witaminowej.

🌈 Antocyjany

Barwne związki obecne np. w wielu kwiatach i owocach mogą być wrażliwe na temperaturę, światło, tlen oraz pH.

🥕 Karotenoidy

β-karoten, luteina czy likopen również mogą ulegać utlenianiu i izomeryzacji.

🌿 Polifenole

To ogromna grupa związków o bardzo różnej stabilności.

Co więcej, obróbka może jednocześnie degradować część polifenoli i zwiększać dostępność innych.

Dlatego nie ma sensu wrzucać wszystkich „substancji aktywnych” do jednego worka.

🌡️ Czy 40°C niszczy zioła?

To jedno z tych zdań, które często pojawiają się w internetowych poradach:

„Ziół nie wolno suszyć powyżej 40°C, bo stracą właściwości.”

Tak postawiona teza jest zbyt dużym uproszczeniem.

Temperatura rzeczywiście ma ogromne znaczenie, ale efekt zależy od:

gatunku,

części rośliny,

zawartości wody,

czasu suszenia,

przepływu powietrza,

wilgotności,

budowy struktur wydzielniczych,

oraz związku, który analizujemy.

Metaanaliza dotycząca olejków roślin z rodziny Lamiaceae wskazuje, że kontrolowane suszenie w zakresie około 35–50°C może w wielu przypadkach stanowić dobry kompromis pomiędzy szybkością procesu a zachowaniem olejku.

Nie jest to jednak uniwersalna instrukcja dla każdego surowca zielarskiego.

🔬 Dlaczego wyniki badań czasem sobie przeczą?

To pytanie pojawia się bardzo często.

Jedna publikacja wskazuje liofilizację.

Druga suszenie powietrzem.

Trzecia próżnię.

Czwarta umiarkowane ogrzewanie.

Czy naukowcy nie potrafią się zdecydować?

Problem jest inny.

Badania często dotyczą innych roślin, innych związków i innych parametrów procesu.

Nawet pojęcie „suszenie gorącym powietrzem” może oznaczać zupełnie różne warunki.

35°C przez 24 godziny nie jest tym samym co 70°C przez kilka godzin.

Podobnie oznaczenie całkowitej zawartości polifenoli metodą Folina–Ciocalteu nie mówi dokładnie tego samego co analiza konkretnych cząsteczek metodą HPLC.

A test DPPH wykonany w probówce informuje o zdolności próbki do redukcji określonego rodnika w warunkach laboratoryjnych.

Nie jest badaniem klinicznym i nie dowodzi, że wypicie naparu wywoła proporcjonalnie większy efekt antyoksydacyjny w organizmie człowieka.

To rozróżnienie jest szczególnie ważne w zielarstwie.

🏆 A więc która metoda wygrywa?

Gdybym miał odpowiedzieć jednym zdaniem:

nie istnieje uniwersalnie najlepsza metoda utrwalania wszystkich ziół.

Ale możemy powiedzieć coś więcej.

🌿 Suszenie w cieniu

Jest tanie i dostępne, a przy dobrym przepływie powietrza i odpowiednich warunkach może dobrze sprawdzać się w przypadku wielu surowców.

Minusem jest stosunkowo długi czas i niewielka kontrola warunków.

🌡️ Kontrolowane suszenie ciepłym powietrzem

Pozwala znacznie lepiej kontrolować proces.

Umiarkowane temperatury mogą być dobrym kompromisem między czasem a zachowaniem wielu składników.

Zbyt wysoka temperatura zwiększa jednak ryzyko degradacji związków termolabilnych i strat substancji lotnych.

🔽 Suszenie próżniowe

Pozwala usuwać wodę przy mniejszym obciążeniu termicznym.

Badania mięty, melisy i bazylii pokazują bardzo interesujące wyniki dotyczące zachowania polifenoli oraz profilu związków lotnych.

Wadą jest konieczność zastosowania specjalistycznego sprzętu.

❄️ Mrożenie

Może dobrze sprawdzać się do przechowywania niektórych świeżych ziół, ale nie usuwa wody i wymaga zachowania łańcucha chłodniczego.

Kryształy lodu zmieniają również strukturę komórek.

❄️💨 Liofilizacja

Bardzo dobrze zachowuje strukturę, barwę oraz wiele termowrażliwych składników.

Jest jednak kosztowna, energochłonna i – wbrew marketingowym uproszczeniom – nie zachowuje 100% każdego metabolitu.

🌱 Co z tego wynika dla zielarza?

Najważniejsza lekcja jest bardzo podobna do tej z poprzednich artykułów.

Nie wystarczy znać nazwę rośliny.

Nie wystarczy wiedzieć, jakie związki może zawierać.

Liczy się również cała droga surowca.

Roślina wytwarza metabolity w odpowiedzi na własną biologię i środowisko.

Moment zbioru określa punkt, w którym tę chemię przejmujemy.

Następnie sposób utrwalania może ją dalej zmienić.

A później – jak pokazałem w poprzednim artykule – sposób ekstrakcji zdecyduje, jaka część tych związków znajdzie się ostatecznie w naparze, odwarze, maceracie czy nalewce.

Surowiec zielarski nie jest więc chemicznie nieruchomym produktem.

To efekt całego łańcucha procesów.

🌱 roślina
→ ✂️ zbiór
→ 🌬️ suszenie lub inne utrwalanie
→ 📦 przechowywanie
→ ☕ ekstrakcja
→ 🧪 gotowy preparat

Na każdym z tych etapów możemy coś zachować, coś utracić albo zmienić dostępność określonych związków.

🌿 Zapamiętaj

Liofilizacja jest jedną z najlepszych metod ochrony wielu termowrażliwych składników, ale nie jest uniwersalnym zwycięzcą.

Wysoka temperatura może powodować degradację, ale bardzo długie suszenie w niskiej temperaturze również nie zawsze jest idealne.

Olejek eteryczny, polifenole, witamina C i karotenoidy reagują na przetwarzanie inaczej.

Wzrost oznaczonej zawartości związku po suszeniu nie musi oznaczać, że roślina „wyprodukowała go więcej”. Może wynikać ze zmian struktury materiału i skuteczniejszej ekstrakcji.

I przede wszystkim:

Nie pytajmy tylko: „jak najlepiej wysuszyć zioło?”

Lepiej zapytać:

„Co w tej konkretnej roślinie chcemy zachować – i która metoda pozwala zachować właśnie to?”

Bo w zielarstwie sposób postępowania z rośliną po zbiorze jest częścią jej chemii, a nie tylko sposobem na to, żeby zmieściła się w słoiku. 🌿

📚 Literatura naukowa

  1. Żbik K., Górska-Horczyczak E., Onopiuk A., Kurek M. i wsp. Vacuum and convection drying effects on volatile compounds profile and physicochemical properties of selected herbs from Lamiaceae family. European Food Research and Technology. 2023;249:2569–2581.
  2. García L.M., Ceccanti C., Negro C., De Bellis L., Incrocci L. Effect of Drying Methods on Phenolic Compounds and Antioxidant Activity of Urtica dioica L. Leaves. Horticulturae. 2021;7(1):10. doi:10.3390/horticulturae7010010.
  3. Hossain M.B., Barry-Ryan C., Martin-Diana A.B., Brunton N.P. Effect of drying method on the antioxidant capacity of six Lamiaceae herbs. Food Chemistry. 2010;123(1):85–91. doi:10.1016/j.foodchem.2010.04.003.
  4. Hazarika U., Gosztola B. Lyophilization and its effects on the essential oil content and composition of herbs and spices – A review. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria. 2020;19(4):467–473. doi:10.17306/J.AFS.0853.
  5. Belwal T., Cravotto C., Prieto M.A. i wsp. Effects of different drying techniques on the quality and bioactive compounds of plant-based products: a critical review on current trends. Drying Technology. 2022;40(8):1539–1561. doi:10.1080/07373937.2022.2068028.
  6. Eapen A.S., Bhosale Y.K., Roy S. A Review on Novel Techniques Used for Drying Medicinal Plants and Its Applications. International Journal of Biomaterials. 2025;2025:4533070. doi:10.1155/ijbm/4533070.
  7. Boukraâ D., Tadjeddine N., Tabeti S., Başar Y., Sami R. Impact of drying methods on essential oils yield and quality in Lamiaceae: Meta-analysis. South African Journal of Botany. 2026. doi:10.1016/j.sajb.2026.04.005.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *