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GDL-Symposium „Technologie Kräuter/Gewürze III“ 2010
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Herstellung, Charakterisierung und Verwendung von
Kräuterölen und -emulsionen
Muschiolik, G. Grzeschik, E.
Junghanns, W.
GDL-Symposium „Technologie Kräuter/Gewürze III“ 2010
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Agenda
1. Kräuter-Ölkonzentrate
- Hintergrund
- Gewinnung, Charakterisierung
- Angebotspalette
2. Ölkonzentrate in multifunktionellen
Emulsionen
- Rohstoffbasis, Herstellung
- Eigenschaften, Einsatzmöglichkeiten
- Ausblick
GDL-Symposium „Technologie Kräuter/Gewürze III“ 2010
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Ziele:
- kein Isolieren und Aufkonzentrieren pflanzlicher
Inhaltsstoffe
- Anreicherung von Ölphasen mit wertgebenden
pflanzlichen Inhaltsstoffen (ätherische Öle,
Farbstoffe, Antioxidantien)
-Schonende Extraktion der pflanzlichen Inhaltsstoffe
(Erhaltung von Wirkstoff- und Geruchsprofil)
- Verzicht auf Lösungsmittel
- Rohstoffe möglichst in Bio-Qualität und mit
Clean-Label-Auslobung
- Eignung für Food und Natur-Kosmetik
Kräuter-Ölkonzentrate
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Mögliche Gewinnungsmethoden für
Pflanzeninhaltsstoffe
• Lösungsmittelextraktion (auch mikrowellen-unterstützt)
• Wasserextraktion
• Ölextraktion
• Wasserdampfdestillation
• Extraktion mit überkritischem Gas (CO2)
Nachteile:
• zeitaufwändig
• energieaufwändig
• erfordern teilweise höhere Schutzmaßnahmen
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Möglichkeiten für Verzicht auf Extrakte
• Einsatz von Kräutern (gehackt, getrocknet, keimreduziert, eingesalzen usw.)
• Einsatz von Kräuter-Homogenat oder –Pasten (pasteurisiert)
• Einsatz von Kräuterpulver
Nachteile:
• Teilweise Verlust flüchtiger Substanzen
• Standardisierung erschwert
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Neuer Lösungsweg
• Short-Press-Extraction (ShPE-Verfahren) von Inhaltsstoffen unter Einsatz üblicher Schneckenölpressen
• Nutzung der hydrophoben und hydrophilen Pflanzenölkomponenten zur Inhaltsstoff-Extraktion mittels Kaltpressverfahren
Temperatur: ~ 40 bis 60 °C (druck- und materialabhängig)
Vorteile:
Breite Anwendbarkeit: Kräuter, Gewürze, Wurzeln…
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Gewinnung der Kräuter-Ölkonzentrate
getrocknete Pflanzenteile (z.B. Kräuter) geschälte Ölsaat (z.B. Sonnenblume)
Schneckenölpresse
Gemisch
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Anreicherung von Pflanzeninhaltsstoffen in Öl (Short-Press-Extraction, ShPE)
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Anlage zur Anreicherung von Öl
mit Pflanzen-Inhaltsstoffen
Behälter mit geschälter Ölsaat + pflanzlichem Material
Schnecken- ölpresse
Vormischer
Filterpresse
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Geeignete Rohstoffe
Ölträger:
– geschälte Sonnenblumenkerne
– Sesamsaat
– Rapssaat
Aromastoff- und Wirkstoffträger:
- Getrocknete Kräuter
- Gewürze
- Wurzeln, Rinden usw.
- Harze (Weihrauch)
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Bisherige Forschung: (Verbundprojekt BNBest-BMBF 98)
Ausbeuteoptimierung
• Einfluss Gehalt an ätherischen Ölen im Rohstoff auf den Anreicherungsgrad im Öl
• Einfluss Mischungsverhältnis und Pressbedingungen auf den Anreicherungsgrad im Öl
Methodik
Fettsäurenmuster: Gaschromatographie
Flavonoide: HPLC/DAD-Kopplung
Aromastoffe, ätherische Öle: GC/MS
Fo.-Stelle: Hochschule Anhalt,
Inst. für Bioanalytische Wissenschaften,
Prof. Dr. Ingo Schellenberg
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Anteile an ätherischen Ölen im Kraut und im Ölkonzentrat
Profil der Inhaltsstoffe
Beispiel Thymian und Oregano
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Gehalt an ätherischen Ölen Basilikum: Kraut und Ölkonzentrat
Kraut
Öl
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Gehalt an ätherischen Ölen Oregano: Kraut und Ölkonzentrat
Kraut
Öl
Proben
Ölkonz.: ml/100 ml Kraut: ml/100 g
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Ätherische Öle in Thymian- und Oregano-Ölkonz.
Thymian Oregano
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Vergleich ätherisches Öl im Ausgangsrohstoff und im Ölkonzentrat (g/100g Öl)
Wolf u. Schellenberg, Fo.-Bericht BMBF 2006
Oregano Basilikum
Proben-Nr.
Pflanze Ölkon-zentrat
Proben-Nr.
Pflanze Ölkon-zentrat
42 3,9 0,93 39 1,70 0,60
9A 3,1 1,30 21
0,45 0,15
9 0,2 0,05 60
0,40 0,12
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Anteil ätherisches Öl im Ölkonzentrat (Wolff u. Schellenberg, 2006)
• Rohstoffabhängig
• Abhängig vom Verhältnis
Ölsaat/getrocknetes Pflanzenmaterial
Beispiel:
Ölsaat/getr. Material = 3/1
ätherisches Öl im Ölkonzentrat: ~ 1/3 des Materials
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Angebotspalette (Auszug)
• Anis • Bärlauch • Basilikum • Estragon • Gewürznelken • Ingwerwurzel • Kamillenblüten • Kardamom • Koriander • Kreuzkümmel (Cumin) • Kurkumawurzel • Lavendel • Lorbeerblätter • Macis • Majoran
• Melisse (Zitronenmelisse)
• Oregano
• Paprika (süß)
• Pfeffer
• Pfefferminze
• Piment
• Rosmarin
• Salbei
• Schwarzkümmel
• Thymian
• Zimtrinde (Cassia u. Ceylon)
Ölkonzentrate mit pflanzlichen Inhaltsstoffen aus:
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Ölkonzentrate in multifunktionellen Emulsionen
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Multifunktionelle Emulsionen mit
Kräuterölkonzentraten
Konzept:
• Emulsion (definierte Öl- oder Fettphase)
• Ionische Biopolymere (Protein und Polysaccharid) als Emulgator und Stabilisator
• Interaktion der ausgewählten Biopolymere bestimmt die Konsistenzgebung
Öl-
konzentrat
Protein
Polysaccharid
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Multifunktionelle Emulsionen mit Kräuterölkonzentraten
Neuheit:
• Emulsionen mit Bio-Rohstoffen
(Clean-Label-Auslobung möglich)
• Konsistenz einstellbar (dünnflüssig bis pastös)
• für Food und Kosmetik geeignet
• schlanke Rezeptur
– Wasser
– disperse Phase, bis zu 50 % Öl- oder Fettphase
– Protein
– Polysaccharid
– evtl. pH-Regulator
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Herstellung multifunktioneller Emulsionen
Proteinlösung (Emulgator)
in wässriger Lösung
Ionisches Polysaccharid (Konsistenzgeber)
in wässriger Lösung
Ölkonzentrat, allein oder mit flüssigen Fetten
Protein-Polysaccharid-Lösung
Emulsionsbildung (20 bis 60 °C möglich)
Untermischen weitere Bestandteile, Emulsion mit wählbarer Konsistenz
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Eigenschaften der multifunktionellen Emulsionen
• breites Einsatzgebiet
– Lebensmittel flüssig bis pastös
– Kosmetika, flüssig bis cremig, Naturkosmetik
• Einstellbarkeit von Viskosität, Fließverhalten, Mundgefühl, Streichverhalten, Hautgefühl
• gefrier-tau-stabil
• hitzestabil (rezepturabhängig)
• pH-stabil (pH > 3,8)
• Geschmacks- und Geruchsnote standardisierbar
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Anwendungen im Food-Bereich
Inhaltsstoffe: -Kräuter-Ölkonzentrate mit sekundären Pflanzenstoffen und natürlichen Aroma- und Farbstoffen, Biopolymere als Emulgator/Stabilisator-Gemisch Vorteile: - natürliche Emulgatoren (breite Auswahl an Proteinen) - Ballaststoffe als Konsistenzgeber - Konsistenz wählbar - gefrier-tau- und hitzestabil (rezepturabhängig) - pH-stabil (pH > 3,8) - auf Fette kann verzichtet werden
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Anwendungen im Food-Bereich
Funktionelle Emulsion mit bis zu 50 %
Kräuter-Ölkonzentrat
• Feinkosterzeugnisse (Dips, Dressing, Mayonnaise)
• Fertiggerichte (Suppen, Fertigsaucen)
• Fleischerzeugnisse (Brüh- u. Kochwurst, Pasteten, Marinaden)
• Getränke (Light, Bio, Wellness)
• Milcherzeugnisse (Frischkäse, Kräuterbutter)
• Süßwaren (Füllungen, Kräuterbonbon)
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Anwendungen im Kosmetik-Bereich
Inhaltsstoffe: -Ölkonzentrate mit sekundären Pflanzenstoffen und natürlichen Duftstoffen, Biopolymere als Emulgator Vorteile: - keine künstlichen Emulgatoren - natürliche Pflanzeninhaltsstoffe - Konsistenz wählbar - angenehme Eigenschaften auf der Haut - gefrier-tau-stabil Anwendung: - Grundstoff für Lotions, Creme, Pasten und Salben - Hautpflegemittel - Massageanwendungen - Emulsionen für Kräuterbäder (Kräutermilch)
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Zusammenfassung
• Das ShPE-Verfahren erleichtert die Extraktion von Pflanzeninhaltsstoffen bei gleichzeitiger Anreicherung in Ölphasen
• Durch den Einsatz von angereichertem Pflanzenöl (Kräuter-Ölkonzentrat) in multifunktionellen Emulsionen wird die Applikation von Kräuter-Ölkonzentrat für Food und Kosmetik erleichtert und erweitert.
• Zugleich werden bei Kosmetika die Anforderungen an Lebensmittel erfüllt.
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Kontakte:
Kräuter-Ölkonzentrate:
Dipl.-Ing. Engelbert Grzeschik, Geschäftsführer
EG Ölmühle & Naturprodukte GmbH
Multifunktionelle Emulsionen:
Jörg Steenpass, Geschäftsführer
Optisens GmbH
Prof. Dr. Gerald Muschiolik