Schonende Anreicherung von Ölbegleitkomponenten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Phytosterole sind die dem tierischen Cholesterin pflanzlichen, äquivalenten Verbindungen. Sie kommen in den Zellmembranen pflanzlicher Zellen vor und besitzen als Inhaltsstoff in Lebensmitteln gesundheitsfördernde Eigenschaften. Pflanzliche Lebensmittel, die besonders reich an Phytosterolen sind, sind vor allem Pflanzenöle. Bei der Ölgewinnung durch Pressen verbleibt jedoch ein großer Teil der Phytosterole im Presskuchen. Im Rahmen dieses Projektes wurde daher die Anreicherung dieser Phytosterole aus dem bei der Ölpressung von Rapssaat anfallenden Presskuchen untersucht. Dabei bildeten Gleichgewichtsversuche zur Bestimmung des Phasenverhaltens des pseudoternären Systems Rapsöl – Phytosterole – CO2 die Grundlage. Anhand der bei den Gleichgewichtsexperimenten auftretenden Verteilungskoeffizienten und Trennfaktoren konnten günstige Betriebsbedingungen für die Gewinnung von Phytosterol angereicherten Ölen durch Extraktion des Presskuchens mittels überkritischem CO2 ermittelt werden. Mit den gefundenen vorteilhaften Prozessbedingungen wurden Presskuchen von Maiskeimen und Rapssaat mit überkritischem CO2 zeitlich fraktioniert extrahiert. Es zeigte sich das Sterol reiche Fraktionen hauptsächlich zu Beginn und zum Ende des Extraktionsprozesses erhalten werden. Dies wurde auf die unterschiedlichen Löslichkeiten der verschiedenen Spezies der Sterole – veresterte und unveresterste Sterole – zurückgeführt. Zur weiteren Aufkonzentrierung der Phytosterole in den erhaltenen Ölen wurden die Hochdruckkristallisation sowie –adsorption untersucht. Bei der Hochdruckkristallisation konnte eine Aufkonzentrierung der Sterole in Pressölen um bis zu 30% erreicht werden. Dies wird auf den im Vergleich zu Extraktionsölen höheren Gehalt an Verunreinigungen zurückgeführt, die die Keimbildung bei der Kristallisation erleichtern. Dabei wurden Öle erhalten, die einen vergleichbaren Sterolgehalt wie die mit überkritischem CO2 extrahierten Presskuchenöle aufwiesen. Die Sterolkonzentration dieser Extraktionsöle hingegen konnte bei den untersuchten Bedingungen mit der Hochdruckkristallisation nur um maximal 8% erhöht werden. Als eine technische Möglichkeit zur weitergehenden Aufkonzentrierung von Ölbegleitkomponenten wurde die auf eine Hochdruckextraktion unter isobaren Bedingungen folgende Adsorption untersucht. Hierzu wurde zunächst eine Online-Konzentrationsmessung adaptiert. Die Adsorption selbst hat keine wirtschaftlich interessante Aufkonzentrierung ergeben. Die Möglichkeit, auf diese Weise Wertstoffe durch Desorption in konzentrierter Form zu erhalten besteht, erfordert jedoch den zusätzlichen Einsatz von organischen Lösungsmitteln. Andererseits ist die Adsorption von Ölbegleitkomponenten an lebensmitteltauglichen Feststoffen denkbar. Die in Frage kommenden Adsorbentien zeigen jedoch nur geringe spezifische Wechselwirkungen. Die Ermittlung geeigneter lebensmitteltauglicher Adsorbentien, die mit Phytosterolen aus der überkritischen Lösung heraus beladen werden können, ist eine vielversprechende Zukunftsaufgabe.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Interfacial Tension and Density Measurement of the System Corn Germ Oil – Carbon Dioxide at Low Temperatures. In: European Journal of Lipid Science and Technology 107, 2005, S. 20 - 29
Dittmar, D.; de Arévalo, A. M.; Beckmann, C.; Eggers, R.
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Anreicherung von Minor-Komponenten in Speiseölen mit überkritischem Kohlendioxid. In: Chemie Ingenieur Technik 80, 2008, S. 1147 - 1155
Zacchi, P.; Eggers, R.
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Innovative Verfahrensansätze in der Speiseöltechnik. In: Chemie Ingenieur Technik 80, 2008, S. 1059 - 1068
Eggers, R.
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Phytosterol enrichment in vegetable oil by high pressure processing. Technische Universität Hamburg-Harburg, Dissertation, 2008
de Arévalo, A. M.
