Wie werden Terpene gewonnen?
Terpene sind flüchtige, aromatische Verbindungen, die in vielen Pflanzen vorkommen und für deren charakteristische Düfte und Aromen verantwortlich sind. Sie sind nicht nur für die natürliche Parfümindustrie und Aromatherapie von Bedeutung, sondern auch für die pharmazeutische und kosmetische Industrie. Die Gewinnung von Terpenen erfolgt durch verschiedene Extraktionsmethoden, die je nach Pflanzenart, gewünschtem Endprodukt und Verwendungszweck variieren. Hier eine detaillierte, aber verständliche Erklärung der wichtigsten Herstellungsverfahren zur Gewinnung von Terpenen:
1. Wasserdampfdestillation
Was ist Wasserdampfdestillation?
Die Wasserdampfdestillation ist die älteste und am weitesten verbreitete Methode zur Extraktion von Terpenen, die in ätherischen Ölen enthalten sind. Bei diesem Verfahren wird das Pflanzenmaterial, z. B. Blätter, Blüten oder Schalen, durch Dampfdurchfluss behandelt, um die flüchtigen Terpene zu extrahieren.
Wie funktioniert es?
Erhitzung des Wassers: Das Pflanzenmaterial wird in ein Destilliergerät gegeben, das mit Wasser gefüllt ist. Das Wasser wird erhitzt, bis Dampf entsteht.
Dampfdurchdringung: Der Dampf dringt in das Pflanzenmaterial ein, wodurch die Terpene und andere ätherische Verbindungen aus den Zellen der Pflanze gelöst werden.
Kondensation: Der Dampf, der jetzt die ätherischen Öle enthält, wird durch einen Kühlapparat geleitet, in dem der Dampf kondensiert und sich wieder in flüssiger Form sammelt.
Trennung der Phasen: Das kondensierte Gemisch besteht aus Wasser und ätherischen Ölen. Die Terpene schwimmen meist oben und können vom Wasser getrennt und gesammelt werden.
Vorteile der Wasserdampfdestillation:
- Schonend für Terpene: Da das Verfahren mit relativ niedrigen Temperaturen arbeitet (im Vergleich zu anderen Methoden wie der Destillation bei hohem Druck), bleiben viele empfindliche Terpene erhalten.
- Weit verbreitet und bewährt: Diese Methode ist besonders effektiv bei Pflanzen, die reich an ätherischen Ölen sind, wie Lavendel, Rosmarin oder Kamille.
- Umweltfreundlich: Im Gegensatz zu chemischen Extraktionsmethoden sind bei der Wasserdampfdestillation keine schädlichen Lösungsmittel erforderlich.
Anwendungsgebiete:
Ideal für Pflanzen wie Lavendel, Pfefferminze, Eukalyptus und viele Zitrusfrüchte. Es ist eine sehr effektive Methode, um ätherische Öle für die Aromatherapie, Hautpflegeprodukte oder Parfümherstellung zu gewinnen.
2. Kaltpressung (Expression)
Was ist Kaltpressung?
Die Kaltpressung ist eine mechanische Methode, die vor allem für die Gewinnung von Terpenen aus Zitrusfrüchten wie Orangen, Zitronen oder Limetten verwendet wird. Bei diesem Verfahren werden die ätherischen Öle durch physikalischen Druck aus der Fruchtschale extrahiert, ohne dass Hitze zugeführt wird.
Wie funktioniert es?
Zerkleinern der Fruchtschale: Zunächst wird die Schale der Zitrusfrüchte mechanisch aufgebrochen oder zerkleinert.
Auspressen: Durch Druck wird das Öl aus den Schalen der Früchte herausgepresst. Der Prozess erfolgt ohne Hitze, weshalb auch hitzeempfindliche Terpene wie Limonen in ihrer ursprünglichen Form erhalten bleiben.
Trennung des Öls: Das gewonnen Öl wird von den anderen flüssigen Bestandteilen wie Wasser getrennt, um das reine ätherische Öl zu erhalten.
Vorteile der Kaltpressung:
- Keine Erhitzung: Da keine Wärme angewendet wird, bleiben die Terpene in ihrer natürlichen Form und verlieren keine wertvollen Inhaltsstoffe.
- Natürliche Extraktion: Es werden keine chemischen Lösungsmittel verwendet, was die Methode besonders rein und umweltfreundlich macht.
- Schnelle Extraktion: Kaltpressung ist eine schnelle Methode, um große Mengen von Zitrusölen zu extrahieren, die dann reich an Terpenen wie Limonen und Linalool sind.
Anwendungsgebiete:
Besonders geeignet für die Zitrusfrüchte wie Orange, Zitrone, Bergamot, Limette, da diese Früchte in ihrer Schale hohe Konzentrationen an ätherischen Ölen und Terpenen enthalten.
3. CO₂-Extraktion (Superkritische Extraktion)
Was ist CO₂-Extraktion?
Die CO₂-Extraktion ist eine der fortschrittlichsten Methoden zur Extraktion von Terpenen, insbesondere für hochwertige ätherische Öle und pflanzliche Extrakte. Dabei wird Kohlendioxid (CO₂) unter extrem hohem Druck und bei kontrollierten Temperaturen in einen „superkritischen Zustand“ versetzt, bei dem es Eigenschaften sowohl einer Flüssigkeit als auch eines Gases besitzt.
Wie funktioniert es?
CO₂ in den superkritischen Zustand bringen: CO₂ wird in einem Extraktionsbehälter auf einen sehr hohen Druck (über 74 bar) und eine niedrige Temperatur (um 31°C) gebracht, sodass es seinen superkritischen Zustand erreicht.
Extraktion der Terpene: In diesem Zustand verhält sich das CO₂ wie ein Lösungsmittel und löst die Terpene und ätherischen Öle aus dem Pflanzenmaterial.
Trennung: Nachdem das CO₂ das Pflanzenmaterial durchflossen hat, wird der Druck reduziert und das CO₂ kehrt in seinen normalen Zustand zurück, sodass die extrahierten Terpene als hochreines Öl übrig bleiben.
Vorteile der CO₂-Extraktion:
- Schonend und präzise: Da keine hohe Wärme angewendet wird, bleiben die Terpene in ihrer reinen Form erhalten und die Extraktion erfolgt präzise.
- Hohe Reinheit: CO₂-Extraktion liefert hochreine Terpene, da keine Lösungsmittelrückstände zurückbleiben.
- Vielseitig: Diese Methode eignet sich für viele verschiedene Pflanzenarten und kann selbst für empfindliche Pflanzenstoffe wie Cannabis oder Rosenblätter verwendet werden.
Anwendungsgebiete:
Ideal für den Einsatz in der Pharma- und Kosmetikindustrie, da sie hochreine und sichere Produkte liefert. Sie wird auch zunehmend in der Cannabisindustrie zur Gewinnung von Terpenen verwendet.
4. Lösungsmittel-Extraktion
Was ist Lösungsmittel-Extraktion?
Bei der Lösungsmittel-Extraktion werden chemische Lösungsmittel wie Hexan oder Ethanol verwendet, um Terpene und andere flüchtige Verbindungen aus den Pflanzenteilen zu extrahieren. Diese Methode wird häufig bei Pflanzen angewendet, die nur geringe Mengen ätherischer Öle enthalten oder bei denen andere Methoden wie Destillation nicht effektiv sind.
Wie funktioniert es?
Mischen mit Lösungsmittel: Das Pflanzenmaterial wird mit einem Lösungsmittel vermischt, das die ätherischen Öle und Terpene herauslöst.
Verdampfen des Lösungsmittels: Das Lösungsmittel wird durch Erhitzen oder durch Vakuumverdampfung entfernt, sodass die Terpene und ätherischen Öle als Rückstand übrig bleiben.
Reinigung: Das Extrakt wird weiter gereinigt, um mögliche Lösungsmittelrückstände zu entfernen.
Vorteile der Lösungsmittel-Extraktion:
- Effektiv für geringe Erträge: Diese Methode eignet sich gut für Pflanzen, die geringe Mengen ätherischer Öle enthalten, oder für schwierig zu extrahierende Pflanzen.
- Hohe Ausbeute: Lösungsmittel-Extraktion liefert größere Mengen an Terpenen im Vergleich zu anderen Methoden, was sie zu einer kostengünstigen Option macht.
Anwendungsgebiete:
Häufig verwendet bei der Extraktion von ätherischen Ölen aus Pflanzen wie Jasmin, Vanille und einigen Arten von Cannabis.
5. Molekulardestillation
Was ist Molekulardestillation?
Die Molekulardestillation ist eine sehr präzise Methode, um einzelne Terpene zu isolieren. Diese Technik nutzt Vakuum und Temperaturkontrolle, um die Moleküle nach ihrem Siedepunkt zu trennen, ohne dass hohe Temperaturen notwendig sind.
Wie funktioniert es?
Vakuum und Temperaturkontrolle: Das Ausgangsmaterial (z. B. ein ätherisches Öl) wird unter Vakuum gesetzt, wodurch der Siedepunkt der Moleküle gesenkt wird.
Verdampfen der Terpene: Durch die kontrollierte Erhitzung verdampfen die Terpene, und durch Kondensation werden sie als einzelne, hochreine Moleküle gesammelt.
Vorteile der Molekulardestillation:
- Präzision: Diese Methode erlaubt es, einzelne Terpene in höchster Reinheit zu isolieren, ohne dass sie mit anderen Verbindungen vermischt werden.
- Schonend: Durch das Arbeiten bei niedrigeren Temperaturen bleiben die Terpene intakt und verlieren keine wertvollen Eigenschaften.
Anwendungsgebiete:
Wird oft für die Herstellung von sehr reinen Terpenen verwendet, die in der Pharmaindustrie oder in hochentwickelten Kosmetikprodukten Verwendung finden.
Die Wahl des Extraktionsverfahrens hängt von der Art der Pflanze, den gewünschten Terpenen und dem Verwendungszweck des Endprodukts ab. Jedes Verfahren hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Die Wasserdampfdestillation und Kaltpressung bieten natürliche und bewährte Methoden, die Terpene in ihrer reinsten Form zu extrahieren, während die CO₂-Extraktion eine moderne und präzise Methode für hochreine Ergebnisse darstellt. Lösungsmittel-Extraktion und Molekulardestillation bieten zusätzliche Möglichkeiten für spezifische Anwendungen und die Gewinnung großer Mengen oder einzelner Terpene.