Methoden zur Gewinnung von aromatischen Substanzen aus Pflanzen

Januar 15, 2020

Methoden zur Gewinnung von aromatischen Substanzen aus Pflanzen

Konzentrierte aromatische Bestandteile in Pflanzen werden auf verschiedene Arten erzeugt. Die daraus resultierenden Extraktionen können ätherische Öle oder Extrakte sein. In der Aromatherapie werden am meisten ätherischen Öle verwendet, während andere Präparate vor allem in der Parfümerie und Kosmetik verwendet werden.

1. Ätherische Öle

Ätherisches Öl wird durch die Kaltpressung und die Destillation gewonnen. Die Destillation kann mit Wasserdampf, Wasser, Wasser und Wasserdampf oder Wasserdampf unter Druck erfolgen.

1.1. Einfache (Wasser) Destillation 

Die Pflanzenteile stehen bei der Wasserdestillation in direktem Kontakt mit kochendem Wasser. Die meisten Wasserdestilliergeräte haben im Kessel ein Sieb, das verhindert, dass die Pflanzenteile an der Wärmequelle überhitz werden. Die einfache Destillation wird in der Regel für die Destillation von Spirituosen verwendet.

1.2. Wasser- und Wasserdampfdestillation 

Bei dieser Art der Destillation wird Wasserdampf dem Wasser zugeführt, in dem sich die Pflanzenteile befinden.

1.3. Dampfdestillation

Bei der Dampfdestillation werden Kupferkessel verwendet. Die aromatischen Teile der Pflanzen werden auf ein Sieb gelegt, durch das Wasserdampf dringt, der eine Temperatur von etwa 100°C hat. Die Wassertropfen im Dampf ziehen mit sich auch die aromatischen Substanzen und werden im Kühlbehälter wieder verflüssigt. Im Endbehälter werden somit aromatische Substanzen gewonnen, die im Wasser löslich sind (Hydrolate) und die im Wasser unlöslich sind (ätherisches Öl). Beide Produkte werden wegen ihrer heilenden Eigenschaften in der Aromatherapie sehr geschätzt.

Bei der Dampfdestillation spielen eine sehr wichtige Rolle die Dampftemperatur und die Dauer der Destillation selbst. Die Dampfdestillation von Lavendel dauert etwa eine Stunde, während die Destillation von Sandelholz viel länger dauert.

Es gibt verschiedene Arten von Destillierkolben für die Dampfdestillation. Der tragbare Destillierkolben ist praktisch und leicht. Dieser kann direkt auf dem Lavendelfeld verwendet werden, jedoch können gleichzeitig nur kleinere Materialmengen destilliert werden. Ein Umlauf- oder Redestillierungs-Destillierkolben ermöglicht uns, die Destillationsflüssigkeit bei der Destillation wiederzuverwenden. Der Fraktionierungsdestillator ermöglicht uns, die Temperatur und die Länge der Destillation selbst genau zu bestimmen. Dies erzeugt unterschiedliche Fraktionen von ätherischen Ölen. Pfefferminze enthält Terpene, die bei einer Temperatur von 150°C verdampfen, und Menton sowie Menthol, die bei Temperaturen von 200-230 ° C verdampfen.

1.4. Wasserdampfdestillation unter Druck

Bei dieser Form der Destillation liegt der Druck im Kessel zwischen 100 und 200 mmHg. Der Vorteil einer solchen Destillation liegt in der Geschwindigkeit der Gewinnung von ätherischem Öl. Der einzige Nachteil ist der, dass der Destillierkolben ein extrem effizientes Kühlsystem haben muss.

1.5. Kaltpressung 

Mithilfe der Kaltpressung werden nur ätherische Öle aus der Fruchtschale gewonnen. Die Schale wird zuerst mit einer Reibemaschine gerieben und wird dann in eine Presse gegeben, wo ätherische Öle in einem kontrollierten Temperaturbereich kaltgepresst werden. Diese ätherischen Öle werden dann in einer Zentrifuge extrahiert. Um ätherisches Öl zu gewinnen, können die geriebenen Schalenteile auch in einer herkömmlichen Presse gepresst werden. 

2. Absolute und Extrakte

Zusätzlich zur Dampfdestillation gibt es auch zahlreiche andere Verfahren zur Gewinnung aromatischer Extrakte, die in der Parfümerie und Kosmetik verwendet werden. Eines dieser Extrakte ist ein Absolut, dass eigentlich kein ätherisches Öl ist, weil es mit petrochemischen Lösungsmitteln gewonnen wird. Nach abgeschlossener Extraktion können nämlich nicht alle Lösungsmittel entfernt werden. Im Jahr 1989 schlug der internationale Verband der Duftstoffindustrie (International Fragrance Research Association) eine zulässige Konzentration von Benzol in einem Absolut von maximal 10 ppm vor.

2.1. Lösungsmittelextraktion

Bereits 1835 verwendete Pierre Jean Robiquet einen dreistufigen Prozess, der sehr geschätzt wurde. Die Extraktion wird nämlich bei Raumtemperatur durchgeführt, jedoch wird dazu ein extrem teures Gerät verwendet. In der ersten Phase wird ein Lösungsmittel (Benzol, Hexan usw.) verwendet, um die Aromastoffe aus den Pflanzenteilen auszusondern. Das Ergebnis ist eine wachsartige Mischung, die Konzentrat genannt wird. Es besteht zu 50% aus Aromastoffen und zu 50% aus Wachsen. In der zweiten Phase wird ein Lösungsmittel dazugegeben, dass das in der ersten Stufe verwendete Lösungsmittel löst. Der Vorgang wird mehrmals wiederholt, dabei wird als Lösungsmittel Ethanol verwendet. In der dritten Phase wird die Mischung aus Alkohol und Wachs unter Druck verdampft. Trotzdem ist es nicht möglich, alle Lösungsmittel aus den Absoluten auszusondern.

2.2. Enfleurage 

Diese Methode zur Herstellung von Duftpräparaten wird hauptsächlich für empfindliche Pflanzen verwendet. Mit diesem körperlich anstrengenden Prozess haben sie in Frankreich begonnen, jedoch wird dieser heutzutage nicht mehr verwendet. Zuerst wird das Tierfett weich geschlagen und dann werden damit Glasschalen (Chassis) bedeckt. Blüten werden dann auf die Glasschalen gelegt, bis diese ihre Aromastoffe in das Fett auslassen. Die Pflanzen werden zwischendurch mit frischen ersetzt. So wird duftendes Fett erzeugt, das im Alkohol aufgelöst wird.

2.3. Extraktion mit Kohlendioxid

Diese innovative Methode der Extraktion mit verflüssigtem Kohlendioxid ist seit den 1980er Jahren bekannt. Mit dieser Methode werden die Grundzutaten für Aromen und Düfte gewonnen. Sie wurde von deutschen Wissenschaftlern entdeckt, da diese die aromatischen Substanzen aus Pflanzen gewinnen wollten, indem sie diese nicht zerstörten oder während des Extraktionsprozesses selbst veränderten. Während dieser Extraktion werden keine Lösungsmittel oder hohe Temperaturen verwendet. Die Temperatur von Kohlendioxid wird unter Druck bei 31°C in einem flüssigen Zustand gehalten. Das Kohlendioxid löst die aromatischen Substanzen in der Pflanze. Das Ergebnis ist ein Extrakt mit einem leichten pH-Wert, der sich von dem durch die Dampfdestillation erhaltenen ätherischen Öl unterscheidet.

 

Das ätherische Öl der deutschen Kamille ist dunkelblau, da während der Wasserdampfdestillation durch Wasser und Hitze Chamazulen gebildet wird, das in der Kamille eigentlich nicht vorhanden ist. In der Kamille finden wir seinen farblosen Vorgänger, das Matricin, das entzündungshemmend sein soll. Das Matricin wird nur durch Extraktion mit Kohlendioxid gewonnen.

Dieses Verfahren ist jedoch extrem teuer und erfordert eine komplexe Ausrüstung. Dennoch wird das Verfahren bei der Herstellung von Parfüm- und Gewürzölen sehr geschätzt. Es wird auch von Aromatherapeuten sehr wertgeschätzt, da mithilfe dieses Verfahrens tatsächlich 100% reine Pflanzenextrakte gewonnen werden, die tatsächlich von der Pflanze erzeugt werden. Obwohl bezüglich der Wirkung dieser jungfräulichen Extrakte noch vieles erforscht werden muss, sollte diesem Bereich viel Aufmerksamkeit geschenkt werden. In den kommenden Jahren können diese Extrakte zum zentralen Bestandteil der Aromatherapie werden.

2.4. Extraktion mit Florasol

Auch dieses Extraktionsverfahren gilt als relativ neu. Es wurde in England entwickelt und pantentiert. In diesem Extraktionsverfahren wird Florasol als Lösungsmittel verwendet. Interessanterweise hat das Lösungsmittel einen Siedepunkt bei 30°C. So können Aromastoffe bei Raumtemperatur gelöst werden, das Lösungsmittel wird ohne Sieden aus dem Absoluten eliminiert und somit können die darin enthaltenen Verbindungen nicht zerstört werden. Im Vergleich zu Hexan ist der Gehalt dieses Lösungsmittels in der Endlösung 1000-mal kleiner. Diese Absolute werden auch bei der Herstellung von Parfüm- und Gewürzölen sehr geschätzt.

 

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