Inzicht in verhoudingen tussen planten en extracten in botanische extracten

Voedingssupplement De huidige Good Manufacturing Practice (cGMP) vereist de vaststelling van kwaliteitsparameters voor elke component die wordt gebruikt bij de vervaardiging van een voedingssupplement om ervoor te zorgen dat aan de specificaties voor de identiteit, zuiverheid, sterkte, samenstelling en limieten voor verontreinigingen wordt voldaan.* Naleving van de ingrediëntenspecificaties van botanische extracten worden gegarandeerd door gebruik te maken van wetenschappelijk geldige analysemethoden, waarvan de resultaten worden gerapporteerd op analysecertificaten (CoA's). CoA's bevatten echter routinematig aanvullende gegevens die niet vatbaar zijn voor verificatie door middel van analysemethoden. Dergelijke beschrijvende informatie kan plant-tot-extract-verhoudingen omvatten, dit zijn verhoudingen van de hoeveelheid botanisch artikel die is gebruikt bij de vervaardiging van het extract en de hoeveelheid verkregen extract. Verhoudingen tussen plant en extract kunnen misleidend zijn als de betekenis ervan niet duidelijk is.

Klik hier om Cistanche-extract te krijgen met 30 procent echinacoside

Verhoudingen tussen plant en extractbeschrijven botanische extracten niet volledig omdat andere belangrijke factoren van invloed zijn op de samenstelling van uiteindelijke extracten, zoals de kwaliteit van het ruwe uitgangsmateriaal (zoals gedefinieerd door farmacopeiale normen), gebruikte extractieoplosmiddel(en), duur en temperatuur van extractie, en percentage en type hulpstoffen aanwezig. Andere belangrijke kwalitatieve beschrijvingen kunnen bestaan ​​uit "vingerafdrukken". Ondanks deze problemen worden plant-tot-extractverhoudingen vaak gebruikt als maatstaf voor de sterkte van het extract voor doseringsberekeningen. Dit artikel definieert en verduidelijkt de betekenis van verhoudingen tussen planten en extracten en hun juiste gebruik bij het beschrijven en labelen van ingrediënten van botanische extracten en eindproducten die deze bevatten.

1. Inleiding

Botanische extracten zijn samengesteld uit geëxtraheerde stoffen verkregen uit uitgangsmaterialen van botanische oorsprong [United States Pharmacopeia (USP)]. Ze zijn het resultaat van het oplossen van oplosbare plantenbestanddelen in extractieoplosmiddelen en het scheiden van onopgeloste plantenmaterialen. Een botanisch extract is gedefinieerd als "het complexe, uit meerdere componenten bestaande mengsel dat wordt verkregen na het gebruik van een oplosmiddel om componenten van het botanische materiaal op te lossen" (Dentali, 2013). Ruwe botanische extracten (die zonder toegevoegde hulpstoffen) worden natuurlijke of echte extracten genoemd. Hulpstoffen worden vaak aan extracten toegevoegd om hun materiaalbehandelingseigenschappen te verbeteren, om concentraties van bestanddelen te standaardiseren en voor andere functionele doeleinden. De term "botanisch extract" verwijst hier naar alle soorten extracten, onafhankelijk van de relatie tussen geïdentificeerde bestanddelen en de bioactiviteit (potentie) van het extract.

Hoewel botanische extracten kunnen worden onderworpen aan aanvullende bewerkingen om het gehalte aan een bepaalde chemische klasse van bestanddelen te verrijken, worden deze artikelen en afgekolfde sappen, eenmaal geïsoleerd als fractie of als gezuiverde afzonderlijke bestanddelen, niet als botanische extracten beschouwd. Bovendien bevatten extracten geen chemisch gemodificeerde plantenbestanddelen, behalve wanneer artefacten het gevolg zijn van verwarmings- of extractieprocessen. Bovendien wordt voor de doeleinden van dit artikel de term plant of botanisch gebruikt in brede zin om algen, schimmels en korstmossen te omvatten, evenals plantaardige producten zoals exsudaten of oleo-gomharsen.

Botanische extracten kunnen gedeeltelijk worden beschreven aan de hand van de verhouding tussen plant en extract van botanisch ruw uitgangsmateriaal (ook wel biomassa genoemd) waarvan ze zijn gemaakt, tot de resulterende natuurlijke of afgewerkte extracten. De richtlijnen van het Europees Geneesmiddelenbureau (EMA) [Europees Geneesmiddelenbureau (EMA), 2010] verwijzen naar de verhouding tussen uitgangsmateriaal en echt/natuurlijk extract als de DER echt (Drug to Genuine Extract Ratio),† en leggen uit hoe de percentage echt/inheems extract met het percentage hulpstoffen voor afgewerkte extracten. De DER wordt gebruikt als onderdeel van de sterktekarakterisering van een extract, dwz de hoeveelheid uitgangsmateriaal die wordt gebruikt om een ​​extracteenheid te maken. Community Herbal Monographs van EMA gebruiken de DER, samen met informatie over het extractieoplosmiddel, voor het bepalen van ruwe uitgangsmateriaalequivalenten bij het vergelijken van extracten, en voor het schatten van extractdoseringen op basis van gevestigde of traditionele plantgebruiken.

Verhoudingen van plant tot extract kunnen de bepaling van de grondstofequivalenten van een extract mogelijk maken, hoewel de uiteindelijke chemische samenstelling kan variëren afhankelijk van de kwaliteit van het uitgangsmateriaal van de plant en de extractieomstandigheden. Een goede vergelijkbaarheid van extracten, ook bekend als hun fyto-equivalentie (Australian Government. Department of Health, 2011), kan niet worden vastgesteld zonder een gedetailleerde vergelijking van de gebruikte oplosmiddelen en productieprocessen, soms aangevuld met uitgebreide vergelijkingen van de chemische stoffen van de extracten. composities.

Dit artikel geeft eerst een overzicht van botanische extracten, inclusief hun verschillende soorten en vormen, standaardisatie en categorisatie. In aanvullende paragrafen wordt het concept van plant/extract-verhoudingen en de veelvoorkomende misvattingen uitgelegd. Er worden ook aanbevelingen gegeven voor het toepassen van de plant/extract-verhouding bij etikettering, en de relevantie ervan voor de dosering van equivalenten van plantaardig materiaal.

2 Botanische extracten

Botanische extracten, zoals gedefinieerd in het General Chapter van de USP<565>Botanische extracten [United States Pharmacopeia (USP)] worden vaak gebruikt als ingrediënten in voedingssupplementen. Botanische extracten die voldoen aan USP-monografieën voor botanische extracten moeten worden verkregen uit botanische artikelen die ook voldoen aan de overeenkomstige USP-monografieën. Extracten kunnen worden vervaardigd om gewenste bestanddelen te concentreren, het gehalte aan ongewenste bestanddelen of onzuiverheden te verminderen, de houdbaarheid te verbeteren en consistent materiaal te produceren voor het testen van geclaimde voordelen. Afhankelijk van het type botanisch materiaal en de gebruikte extractietechnologie, kan het ruwe uitgangsmateriaal voorafgaand aan de extractie worden onderworpen aan verschillende soorten voorbehandelingen, waaronder snijden en malen om de deeltjesgrootte te verkleinen en de blootstelling van het oppervlak te optimaliseren, ontvetten, enz.

De samenstelling van botanische extracten van dezelfde plant kan aanzienlijk variëren, afhankelijk van de gebruikte extractieoplosmiddelen, de temperatuur en duur van de extractie en de processen die worden gebruikt om de extracten te drogen. Andere bronnen van variatie zijn onder meer de stappen die zijn genomen om gerichte bestanddelen of klassen van bestanddelen te concentreren of te verwijderen, en de verbindingen die tijdens extractie of verdere verwerking worden gevormd. Extra variatie in de samenstelling van botanische extracten die zijn gemaakt met dezelfde plantensoort en plantendelen als uitgangsmaterialen, kan optreden als gevolg van genetische factoren, omgevingsfactoren en landbouwpraktijken. Door de natuurlijke variaties in het uitgangsmateriaal te beheersen en gestandaardiseerde extractieprocedures te gebruiken, kunnen extracten met een consistente samenstelling worden gemaakt. Geschikte inerte stoffen (excipiënten) worden vaak via granulatie of andere procedures aan extracten toegevoegd om te fungeren als dragers of verdunningsmiddelen die fysieke hanteringseigenschappen zoals vloeibaarheid en mengbaarheid verbeteren. Hulpstoffen kunnen ook de productie van een poeder vergemakkelijken, klontering verminderen en de homogeniteit, biologische beschikbaarheid, stabiliteit en andere kenmerken verbeteren. Hulpstoffen kunnen ook worden gebruikt om het extract te standaardiseren tot een gedefinieerd gehalte van een of meer bestanddelen.

Volgens het Algemeen Kapittel van de USP<565>Botanische extracten [United States Pharmacopeia (USP)], botanische extracten kunnen worden geclassificeerd op basis van hun fysieke toestand als vloeibare (bijv. vloeibare extracten en tincturen), halfvaste (zachte) of vaste (droge) vormen. Deze fysieke vormen zijn gedefinieerd in Tabel 1.

3 Standaardisatie van botanische extracten

Verschillende organisaties definiëren de standaardisatie van botanische extracten anders

De American Herbal Products Association (AHPA) (American Herbal Products Association, 2003), de toonaangevende kruidenhandelsorganisatie in de Verenigde Staten, definieert standaardisatie als "het complete geheel aan informatie en controles dat dient om de batch-to-batch consistentie van een botanisch product. Standaardisatie wordt bereikt door de inherente variatie van de samenstelling van natuurlijke producten te verminderen door middel van kwaliteitsborgingspraktijken die worden toegepast op landbouw- en productieprocessen. " AHPA (American Herbal Products Association, 2021) wijst erop dat, "[i]in feite, standaardisatie - wanneer correct uitgevoerd - veel meer inhoudt dan alleen het beheersen van de inhoud van een bepaalde markerverbinding ... Het omvat een grote verscheidenheid aan grondstoffen en procescontroles, evenals het gebruik van een consistent recept."

Markerverbindingen zijn bestanddelen die al dan niet in verband kunnen worden gebracht met therapeutische activiteit en die vaak worden gebruikt als controles tijdens het proces. Ze kunnen ook helpen bij het aantonen van identiteit wanneer ze specifiek zijn voor de botanische grondstof in kwestie. Aan de andere kant kunnen de niveaus van merkerverbindingen niet proportioneel variëren met andere verbindingen die van groter belang zijn in verhouding tot de therapeutische activiteit, vanwege verschillen in genetica, groeiomstandigheden of stabiliteit tijdens verwerking en opslag.

De EMA categoriseert "gestandaardiseerde extracten" als extracten waarvan wordt aangenomen dat de geïdentificeerde bestanddelen volledig verantwoordelijk zijn voor de bewezen therapeutische activiteit van een extract [Europees Geneesmiddelenbureau (EMA), 2010]. De relatie tussen geïdentificeerde bestanddelen en de biologische activiteit van een extract is niet altijd duidelijk. Awang (2004) merkte op dat de identiteit van bestanddelen die verantwoordelijk zijn voor de biologische activiteiten van een plantenextract zelden duidelijk wordt vastgesteld, zelfs niet met bioassays en klinische onderzoeken, en dat talrijke bestanddelen in verschillende mate en in verschillende opzichten actief kunnen zijn. Een paar voorbeelden van bioactieve bestanddelen in "gestandaardiseerde extracten" zijn de laxerende sennosides van sennablad, de hepatoprotectieve silymarine flavonolignanen van mariadistelfruit en de anti-misselijkheid gingerols van gemberwortelstok.

Eliminatie van ongewenste bestanddelen, zogenaamde negatieve markers, uit extracten wordt ook beschouwd als een vorm van standaardisatie. Voorbeelden van negatieve markers zijn de neurotoxische thujonen die worden aangetroffen in boerenwormkruid en hepatotoxische pyrrolizidine-alkaloïden die worden aangetroffen in smeerwortel en andere kruiden. Merkerverbindingen omvatten bestanddelen die kenmerkend zijn voor een bepaalde soort of variëteit van een plant en die dus nuttig zijn voor standaardisatie, maar die mogelijk niet volledig verantwoordelijk zijn voor de beoogde therapeutische activiteit. Voorbeelden zijn parthenolide in moederkruid en echinacoside in Echinacea angustifolia en E. pallida.

Bioassays van extracten kunnen een zekere mate van therapeutische activiteit opleveren, hoewel ze zelden worden gebruikt voor standaardisatie. Een klassiek voorbeeld is het gebruik van in vivo bioassays met kikkers, katten en duiven om extracten van digitalis te standaardiseren (Dieuaide et al., 1935; Lehman, 1936). In een ander voorbeeld wordt bioassay aanbevolen als een manier om reproduceerbare farmacologische activiteit (potentie) van het botanische latexgeneesmiddel van drakenbloed (Croton lechleri) te garanderen (US Department of Health and Human Services, 2012). Hoewel ze nuttig kunnen zijn voor het standaardiseren van extracten tot een potentiemeting, omvatten de uitdagingen met op bioassays gebaseerde standaardisatie kosten, complexiteit en het aantonen van de relatie met klinisch relevante effecten bij mensen.

Standaardisatie naar actieve of markerbestanddelen en bioassays die de onderliggende werkingsmechanismen weerspiegelen, werden beschreven door van Breemen et al. (2007). Hubbard et al. (2019) rapporteerden dat recente ontwikkelingen in bioinformatica en bioassaytechnologie het mogelijk hebben gemaakt om grote aantallen fytochemische bestanddelen in een plantenextract en de potentiële diversiteit van hun biologische effecten aan te pakken. Dit maakt een veel grotere mate van detail mogelijk voor het karakteriseren van de kenmerken die zouden kunnen worden gebruikt voor standaardisatie van plantenextracten.

4 Indeling van botanische extracten

Naast de classificatie van extracten of ze vloeibaar, zacht of droog zijn, wordt de bovengenoemde EMA-categorie van "gestandaardiseerde extracten" vergezeld door twee andere categorieën extracten, namelijk "gekwantificeerde extracten" en "andere extracten", afhankelijk van over de relatie tussen bekende bestanddelen en de biologische activiteit van het extract [Europees Geneesmiddelenbureau (EMA), 2010]. In tegenstelling tot de door de EMA aangewezen gestandaardiseerde extracten, zijn in gekwantificeerde extracten de geïdentificeerde bestanddelen gedeeltelijk, maar niet volledig, verantwoordelijk voor de bioactiviteit van een extract. In dit geval, en voor "andere extracten" die geen verband houden tussen de geïdentificeerde bestanddelen en de bioactiviteit van het extract, wordt het volledige extract beschouwd als het actieve materiaal.

Ruwe extracten kunnen verder worden verwerkt, of er kan in het begin een selectieve extractie worden uitgevoerd om bepaalde klassen van fytochemicaliën te concentreren of om het gehalte aan ongewenste bestanddelen te verminderen, of beide. Gymnema-bladextract met NLT dan 5,0 procent gymnemische zuren als USP-gezuiverd Gymnema-extract, en USP-gepoederd ginkgo-extract dat NLT 22,0 procent en NMT 27,0 procent flavonol bevat glycosiden, en NLT 5,4 procent en NMT 12,0 procent van de terpeenlactonen, zijn voorbeelden van extracten waarin specifieke bestanddelen zijn versterkt. Zoethoutwortel-gedeglycyrrhizeerd extract en cafeïnevrij extract van groene theebladeren met een geconcentreerd gehalte aan catechinen als USP-gepoederd cafeïnevrij groene thee-extract vertegenwoordigen extracten waaruit specifieke bestanddelen zijn verwijderd.

Deze gespecialiseerde extracten vallen langs een continuüm van chemische complexiteit van selectieve en semi-gezuiverde botanische extracten of extractfracties die een fytochemische klasse concentreren, tot een geïsoleerde klasse van fytochemische bestanddelen, tot een enkele verbinding (Figuur 1). Afhankelijk van de mate van chemische zuivering, kunnen deze laatste twee voorbeelden niet langer terecht als extracten worden beschouwd. Voorbeelden van geconcentreerde samenstellende klassen van verbindingen omvatten sennosiden geëxtraheerd uit senna-blaadjes of senna-peulen (USP Sennosides) en curcuminoïden geëxtraheerd uit kurkuma-wortelstok (USP Curcuminoïden).

Vraag voor meer:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel: plus 86 15292862950