Estrazione con CO₂ supercritica: la terza via

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Un momento, se hai mai schiacciato una foglia di ribes nero tra le dita, il profumo che si sprigiona è così completo, così stratificato, così chiaramente vivo, che capisci immediatamente perché nessun profumo di ribes nero sia mai riuscito davvero a catturarlo. Il morso verde, il muschio felino, la lieve nota solforosa, il succo dolce-acidulo che minaccia di emergere: tutto questo esiste per forse due secondi prima che le molecole volatili si disperdano nell’aria e l’odore si riduca a qualcosa di più semplice. Più piatto. Morto.

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Quella finestra di due secondi è la balena bianca dell’estrazione. Ogni metodo che la profumeria abbia mai ideato è, nel suo nucleo, un tentativo di catturare quell’istante e congelarlo. Per cinquecento anni abbiamo avuto due modi per provarci. Entrambi falliscono in modo istruttivo. Ora ce n’è un terzo.

Il metodo più antico è la distillazione. Si prende il materiale vegetale, fiori, foglie, corteccia, radici, e lo si sottopone a vapore. Il calore rompe le pareti cellulari. Le molecole aromatiche volatili, più leggere dell’acqua, salgono con il vapore, si condensano in una serpentina di raffreddamento e si separano in uno strato di olio essenziale che galleggia sull’idrosoluzione. In linea di principio è semplice. Un alambicco di rame, un fuoco, pazienza. La tecnologia non è cambiata fondamentalmente da quando il polimatematico arabo Jabir ibn Hayyan e i suoi successori la perfezionarono nell’VIII e IX secolo. L’alambicco e il condensatore rimangono la base dell’approvvigionamento delle materie prime del profumiere.

Ma il calore è una violenza. La distillazione a vapore sottopone i materiali grezzi a temperature tra gli 80 e i 100 gradi Celsius, spesso per ore. A queste temperature, le molecole non si limitano a liberarsi. Si trasformano. Gli esteri si idrolizzano. I terpeni si riorganizzano. Gli aldeidi si ossidano. L’olio essenziale che si raccoglie nel fiasco fiorentino non è un ritratto fedele della pianta. È una traduzione, e come tutte le traduzioni porta l’accento del traduttore. L’olio essenziale di lavanda odora di lavanda, certamente, ma odora di lavanda cotta: la versione canforacea, erbacea, semplificata di un fiore il cui profumo vivo include sfaccettature cerose, mielate, quasi animali che il vapore distrugge prima che raggiungano il condensatore.

Per questo alcuni materiali non possono essere distillati affatto. Gelsomino, tuberosa, narciso, mimosa: le loro molecole chiave sono troppo fragili, troppo pesanti o troppo reattive per sopravvivere alla violenza termica del vapore. Per questi, la profumeria ha sviluppato il secondo metodo: l’estrazione con solventi.

La logica dell’estrazione con solventi è diversa. Invece del calore, si usa la chimica. Si lava il materiale grezzo in un solvente organico volatile, storicamente etere di petrolio, oggi quasi universalmente esano, che dissolve i composti aromatici insieme a cere, pigmenti e altri materiali lipofili. Si evapora il solvente sotto vuoto e ciò che rimane è una pasta cerosa e profondamente colorata chiamata concreto. Si lava il concreto con etanolo per separare la frazione aromatica dalle cere, si raffredda, si filtra, si evapora l’etanolo e ciò che rimane è un assoluto: un materiale aromatico concentrato di straordinaria ricchezza.

Gli assoluti sono materiali magnifici. Un assoluto di gelsomino o un assoluto di rosa ha una profondità e complessità che l’olio essenziale corrispondente non può avvicinare. Il metodo preserva le molecole più pesanti, quelle che danno ai fiori corpo, calore e una nota indolica di fondo. Ma l’estrazione con solventi ha i suoi costi, e non sono trascurabili.

Il primo costo è il residuo. Nessuna evaporazione è perfetta. L’esano ha un punto di ebollizione di 69 gradi Celsius e sotto vuoto può essere rimosso a livelli sorprendentemente bassi. Gli standard IFRA consentono fino a 50 parti per milione di solvente residuo negli assoluti finiti, ma "sorprendentemente basso" non è zero. Ogni assoluto porta con sé un fantasma del suo solvente. Se ciò abbia rilevanza tossicologica a tali concentrazioni è discutibile. Se abbia rilevanza filosofica non lo è. L’estratto non è puro. È un artefatto contaminato, seppur lievemente, dal processo industriale che lo ha creato.

Il secondo costo è la selettività, o meglio, la sua assenza. L’esano non è un solvente sottile. Scioglie ciò che vuoi (molecole aromatiche) e molto di ciò che non vuoi (cere, clorofilla, residui di pesticidi se presenti). I successivi lavaggi con etanolo sono un’operazione di pulizia, un’ammissione che l’estrazione iniziale è stata troppo aggressiva. L’assoluto è un prodotto raffinato due volte, ogni raffinazione elimina qualcosa che era indesiderato o danno collaterale.

Il terzo costo è ambientale. L’esano è un derivato del petrolio. È neurotossico a livelli di esposizione occupazionale. È infiammabile. Contribuisce alle emissioni di composti organici volatili. La sua produzione dipende dall’infrastruttura dei combustibili fossili. Nulla di tutto ciò lo squalifica (le quantità usate in profumeria sono modeste rispetto alle applicazioni industriali), ma colloca l’estrazione con solventi saldamente all’interno di un paradigma petrolchimico che il ventunesimo secolo sta lentamente imparando a mettere in discussione.

Per cinque secoli queste sono state le uniche opzioni. Calore o solvente. Violenza termica o violenza chimica. Ogni materiale naturale in ogni organo di profumiere è arrivato attraverso una di queste due porte. La mappa dell’estrazione era completa, o così sembrava.

Nel 1822, il barone Charles Cagniard de la Tour sigillò etere e alcol in canne da fucile separate, li riscaldò oltre i loro punti di ebollizione mantenendo una pressione sufficiente a impedirne l’effettiva ebollizione, e osservò qualcosa di strano. A una certa soglia di temperatura e pressione, diversa per ogni sostanza, le fasi liquida e gassosa smisero semplicemente di esistere come stati distinti. Il menisco tra liquido e gas scomparve. Ciò che rimase fu un fluido omogeneo unico con le proprietà di entrambi: la densità e il potere solvente di un liquido, la diffusività e la bassa viscosità di un gas.

Aveva scoperto lo stato supercritico, e non aveva idea di cosa farne. Né nessun altro, per circa centocinquanta anni.

Il punto critico dell’anidride carbonica è 31,1 gradi Celsius e 73,8 bar. Questo è, per gli standard industriali, particolarmente comodo. Trentauno gradi sono poco più della temperatura ambiente. Settantaquattro bar sono una pressione significativa, circa settantaquattro volte quella atmosferica, ma ben entro la portata delle attrezzature standard di ingegneria chimica. E l’anidride carbonica stessa è economica, abbondante, non tossica, non infiammabile, chimicamente inerte e un gas a condizioni ambientali, il che significa che quando si rilascia la pressione dopo l’estrazione, evapora semplicemente. Completamente. Senza traccia. Nessun residuo. Nessun fantasma.

L’estrazione con CO₂ supercritica funziona così: si carica il materiale vegetale in un recipiente ad alta pressione. Si pompa CO₂ liquida nel recipiente mentre si aumenta temperatura e pressione oltre il punto critico. Il fluido supercritico, né liquido né gas, possedendo le qualità di entrambi, penetra il materiale vegetale con la facilità di un gas e dissolve i composti aromatici con l’efficienza di un liquido. Il fluido carico fluisce in un recipiente separatore, dove la pressione viene ridotta. La CO₂ torna a gas e sfugge, lasciando il materiale estratto dietro. Si recupera la CO₂, la si ricomprime e la si ricircola. Il sistema è chiuso. Il solvente è l’aria che già respiri.

Il metodo è stato sviluppato per applicazioni industriali a partire dagli anni ’70 e ’80. La decaffeinazione del caffè, pionieristica di Kurt Zosel all’Istituto Max Planck per la Ricerca sul Carbone negli anni ’60 e brevettata nel 1970, è stato il primo grande uso commerciale. Seguì l’estrazione del luppolo. Le aziende farmaceutiche lo adottarono per estrarre composti attivi da materiali vegetali senza degradazione termica.

La profumeria se ne accorse. La profumeria fu lenta ad agire.

Gli estratti prodotti dall’estrazione con CO₂ supercritica differiscono da oli essenziali e assoluti, e la differenza non è sottile. Apri una bottiglia di estratto di zenzero CO₂ accanto a una di olio essenziale di zenzero e capirai subito. L’olio essenziale odora di zenzero: brillante, pungente, limonato, caldo. L’estratto CO₂ odora di radice di zenzero: terroso, pungente, resinoso, con una speziatura cruda che si percepisce quasi come una consistenza più che come un odore. L’olio essenziale è stato tradotto. L’estratto CO₂ è stato trascritto.

Questa fedeltà dipende da diversi fattori. Primo, la temperatura. L’estrazione con CO₂ supercritica opera vicino ai 31 gradi, praticamente a temperatura ambiente. A queste temperature, le molecole termolabili sopravvivono intatte. Secondo, la selettività. Regolando pressione e temperatura, l’operatore può modulare con precisione il potere solvente della CO₂ supercritica. Terzo, la purezza. Poiché la CO₂ non lascia residui, l’estratto è esattamente e solo ciò che era nella pianta. Niente aggiunto. Niente lasciato dal processo.

La conseguenza olfattiva è un estratto che odora più vicino alla pianta viva di qualsiasi cosa la distillazione o l’estrazione con solventi possano produrre. I profumieri che lavorano con estratti CO₂ li descrivono con un linguaggio che sfiora il spirituale: "trasparente", "tridimensionale", "vivo".

Se l’estrazione con CO₂ supercritica è superiore, perché non è universale? La risposta è economia, inerzia e un particolare tipo di conservatorismo industriale che governa la catena di approvvigionamento del profumo.

Le attrezzature sono costose. La produttività è spesso inferiore. Gli operatori richiedono una formazione più specializzata. Per una casa di profumi di massa che produce migliaia di tonnellate di materiali aromatici all’anno, queste economie sono proibitive, o meglio, lo sono dato il modello di prezzo del mercato di massa, che richiede costi delle materie prime misurati in decine di euro per chilogrammo anziché centinaia.

C’è anche la questione della convenzione di formulazione. I profumieri imparano il loro mestiere con una palette di materiali stabile da decenni. Gli estratti CO₂ si comportano diversamente. I loro profili molecolari differiscono, il che significa che le loro interazioni con il resto della formula differiscono anch’esse. Un profumiere che passa dall’assoluto di gelsomino all’estratto CO₂ di gelsomino non può semplicemente sostituire l’uno con l’altro alla stessa concentrazione. La formula deve essere ripensata.

E poi c’è la profonda inerzia istituzionale della catena di approvvigionamento. Le grandi case di profumi di Grasse, Ginevra e New York hanno rapporti di approvvigionamento e infrastrutture di estrazione costruite nel corso di generazioni. Passare alla CO₂ supercritica non significa semplicemente comprare nuove attrezzature. Significa ristrutturare gli acquisti, riqualificare i materiali, riformulare i prodotti, riformare i profumieri. Significa, in un senso reale, ammettere che i metodi che hanno costruito l’industria sono sempre stati compromessi piuttosto che ideali.

La dimensione filosofica dell’estrazione con CO₂ supercritica è, per chiunque pensi seriamente a cosa sia la profumeria e cosa pretenda di fare, la parte più interessante.

La profumeria si presenta come un’arte di catturare la natura. Questo è, in una certa misura, una nobile menzogna. La distillazione non cattura la rosa. Cattura ciò che sopravvive all’incontro della rosa con il vapore. L’estrazione con solventi non cattura il gelsomino. Cattura ciò che l’esano scioglie, meno ciò che il lavaggio con etanolo rimuove, più qualche parte per milione di esano stesso. Ogni materiale "naturale" sullo scaffale di un profumiere è un artefatto.

L’estrazione con CO₂ supercritica non risolve completamente questo problema. L’estratto rimane una frazione della chimica totale della pianta. Ma è la frazione meno interventista. È il metodo che tocca il materiale più delicatamente, che impone meno di sé su ciò che prende. La CO₂ arriva, dissolve, trasporta, rilascia e scompare. È un corriere che consegna il pacco senza aprirlo.

C’è una soddisfazione filosofica, persino etica, in un metodo di estrazione il cui solvente è la stessa molecola che la pianta stessa ha usato, durante la fotosintesi, per costruire i composti che vengono estratti. L’anidride carbonica entra nella foglia come materia prima; la pianta la trasforma in terpeni, esteri, aldeidi, l’intero vocabolario del profumo; l’estrazione con CO₂ supercritica usa quella stessa molecola per recuperare ciò che è stato costruito da essa. Il cerchio è elegante in un modo che l’esano, una frazione del petrolio senza alcuna relazione biologica con la pianta, non potrà mai essere.

Una manciata di estrattori, operazioni artigianali a Grasse, aziende specializzate in Germania, alcuni produttori pionieri in India e Madagascar, hanno scelto la CO₂ supercritica come metodo primario o esclusivo. I loro cataloghi sono limitati. I loro prezzi sono alti. I loro clienti sono, per necessità, le case disposte a pagare per la fedeltà piuttosto che per il volume.

Questa non è una tecnologia da scoprire. È una tecnologia da scegliere. L’ingegneria è matura. La scienza è consolidata. La superiorità olfattiva è riconosciuta da praticamente ogni profumiere che abbia lavorato con entrambi. Ciò che resta è una questione di valori: se l’industria del profumo, e i consumatori che la sostengono, siano disposti a pagare il vero costo di catturare ciò che una pianta odora realmente.

Trentuno gradi. Settantaquattro bar. Una molecola che tocca tutto e non lascia nulla dietro di sé. La terza via è qui da decenni. La domanda non è mai stata se funziona. La domanda è se ci importa abbastanza da usarla.

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