Herstellung, Charakterisierung und Verwendung von Kräuterölen und -emulsionen

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Ulrich Baumann
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1 Herstellung, Charakterisierung und Verwendung von Kräuterölen und -emulsionen Muschiolik, G. Grzeschik, E. Junghanns, W. 1

2 Agenda 1. Kräuter-Ölkonzentrate - Hintergrund - Gewinnung, Charakterisierung - Angebotspalette 2. Ölkonzentrate in multifunktionellen Emulsionen - Rohstoffbasis, Herstellung - Eigenschaften, Einsatzmöglichkeiten - Ausblick 2

3 Kräuter-Ölkonzentrate 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 3

4 Mögliche Gewinnungsmethoden für Pflanzeninhaltsstoffe Lösungsmittelextraktion (auch mikrowellenunterstützt) Wasserextraktion Ölextraktion Wasserdampfdestillation Extraktion mit überkritischem Gas (CO 2 ) Nachteile: zeitaufwändig energieaufwändig erfordern teilweise höhere Schutzmaßnahmen 4

5 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 5

6 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 6

7 Gewinnung der Kräuter-Ölkonzentrate geschälte Ölsaat (z.b. Sonnenblume) getrocknete Pflanzenteile (z.b. Kräuter) Gemisch Schneckenölpresse 7

8 Anreicherung von Pflanzeninhaltsstoffen in Öl (Short-Press-Extraction, ShPE) 8

9 Anlage zur Anreicherung von Öl mit Pflanzen-Inhaltsstoffen Behälter mit geschälter Ölsaat + pflanzlichem Material Vormischer Schneckenölpresse Filterpresse 9

10 Geeignete Rohstoffe Ölträger: geschälte Sonnenblumenkerne Sesamsaat Rapssaat Aromastoff- und Wirkstoffträger: - Getrocknete Kräuter - Gewürze - Wurzeln, Rinden usw. - Harze (Weihrauch) 10

11 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: Flavonoide: Aromastoffe, ätherische Öle: Gaschromatographie HPLC/DAD-Kopplung GC/MS Fo.-Stelle: Hochschule Anhalt, Inst. für Bioanalytische Wissenschaften, Prof. Dr. Ingo Schellenberg 11

12 Anteile an ätherischen Ölen im Kraut und im Ölkonzentrat Profil der Inhaltsstoffe Beispiel Thymian und Oregano 12

13 Gehalt an ätherischen Ölen Basilikum: Kraut und Ölkonzentrat Kraut Öl 13

14 Ölkonz.: ml/100 ml Kraut: ml/100 g Gehalt an ätherischen Ölen Oregano: Kraut und Ölkonzentrat Kraut Öl Proben 14

15 Ätherische Öle in Thymian- und Oregano-Ölkonz. Thymian Oregano 15

16 Vergleich ätherisches Öl im Ausgangsrohstoff und im Ölkonzentrat (g/100g Öl) Wolf u. Schellenberg, Fo.-Bericht BMBF 2006 Oregano Basilikum Proben- Nr. Pflanze Ölkonzentrat Proben- Nr. Pflanze Ölkonzentrat 42 3,9 0, ,70 0,60 9A 3,1 1, ,45 0,15 9 0,2 0, ,40 0,12 16

17 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 17

18 Angebotspalette (Auszug) Ölkonzentrate mit pflanzlichen Inhaltsstoffen aus: 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) 18

19 Ölkonzentrate in multifunktionellen Emulsionen 19

Multifunktionelle Emulsionen mit Kräuterölkonzentraten Konzept: Emulsion (definierte Öl- oder Fettphase) Ionische Biopolymere (Protein und

20 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 Protein Ölkonzentrat Polysaccharid 20

21 Neuheit: Multifunktionelle Emulsionen mit Kräuterölkonzentraten 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 21

22 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 22

23 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 23

24 Inhaltsstoffe: Anwendungen im Food-Bereich -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 24

25 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) 25

26 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) 26

27 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. 27

28 Kontakte: Kräuter-Ölkonzentrate: Dipl.-Ing. Engelbert Grzeschik, Geschäftsführer EG Ölmühle & Naturprodukte GmbH Multifunktionelle Emulsionen: Jörg Steenpass, Geschäftsführer Optisens GmbH Prof. Dr. Gerald Muschiolik 28

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