PROCESS FOR PRODUCING PLANT EXTRACTS WITH SENSORY PROPERTIES

Abstract: 1. A process for the production of plant extracts having improved sensory properties, the plants initially being subjected to a first extraction with liquefied or supercritical gas, then to a second extraction with water or an organic solvent, after which the two extracts are combined and dried, characterized in that the plant ingredients obtained in the first extraction with liquefied or supercritical gas are deposited on a powder-from or granular carrier material in the separation vessel of the extraction apparatus, the extract obtained in the second extraction with water and/or a monohydric alcohol containing from 1 to 3 C-atoms is dried and optionally size-reduced and the two extraction products are combined by mixing.

Description: Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakten mit verbesserten sensorischen Eigenschaften Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakten mit verbesserten sensorischen Eigenschaften, wobei man die Pflanzenteile zunächst einer ersten Extraktion mit verfl.üssigtem oder uberkri- tischem Gas unterwirft, danach eine zweite Extraktion mit Wasser oder einem organischen Lösungsmittel durchführt, beide Extrakte vereinigt und trocknet, dadurch gekennzeichnet, dass man die in der ersten Extraktion mit verflüssigtem oder überkritischem Gas gewonnenen Pflanzeninhaltsstoffe im Abscheidebehälter der Extraktionsanlage auf einem pulver- oder granulatförmigen Trägermaterial niederschlägt, den in der zweiten Extraktion mit Wasser und/oder einem einwertigen Alkohol mit 1-3 C-Atomen erhaltenen Extrakt trocknet und gegebenenfalls zerkleinert und die beiden trockenen Extraktionsprodukte durch Mischen vereinigt. Bei der üblichen Herstellung wässriger Auszüge mit anschliessender Aufkonzentrierung und Trocknung über hierzu geeignete technische Verfahren, wie Sprühtrocknung, Sprühgranulierung, Extrudierung und ähnlichem geht ein grosser Teil leicht flüchtiger Aromatoffe verloren bzw. temperaturlabile Inhaltsstoffe werden zerstört, so dass eine Beeinträchtigung der Aromaqualität der Produkte die Folge ist. Es sind auch verschiedene Verfahren bekannt, um die temperaturlabilen, geruchsaktiven oder sonstigen für das Aroma oder die Wirksamkeit des Extraktes wesentlichen Inhaltsstoffe auf schonendem Wege bei niedrigen Temperaturen zu extrahieren, so dass die ursprüngliche Zusammensetzung weitgehend erhalten bleibt. Diese Verfahren verwenden entweder niedrig siedende Lösungsmittel oder komprimierte Gase, vor allem CO2, in verflüssigtem oder überkritischem Zustand. Es ist auch bekannt, dass man die in den o.g. Lösungsmitteln nicht löslichen polaren Inhaltsstoffe des Pflanzenmaterials in einer nachgeschalteten Extraktion mit Wasser, Ethanol oder anderen geeigneten Lösungsmitteln entfernen kann, und dass die vereinigten Extrakte mit bekannten üblichen Verfahren getrocknet bzw. instantisiert werden können (vgl. DE-OS 27 09 033 und 29 31 395). Nun führt zwar eine Sprühtrocknung der vereinigten Extrakte zu trockenen und gut wasserlöslichen Produkten, gleichzeitig geht jedoch während des Sprühtrocknungsvorgangs ein Teil des Aromas wieder verloren, so dass die während der schonenden Extraktion in der ersten Stufe erzielten Vorteile für das Endprodukt nicht in vollem Umfang realisiert werden können. Diesem Mangel hilft die Erfindung durch das eingangs beschriebene Verfahren ab. Danach wird das zu extrahierende Pflanzenmaterial zunächst einer ersten Extraktion mit einem verflüssigtem oder überkritischem Gas unterworfen, wobei in an sich bekannter Weise gearbeitet wird. (Vergl. Angewandte Chemie (1978) Heft 10, S. 747-774). Hierfür kommen in erster Linie Kohlendioxid, aber auch andere gesundheitlich unbedenkliche Gase, wie Distickstoffoxid, niedermolekulare gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffe mit 1-2 C-Atomen, wie Ethan, Ethylen, Difluorethylen, Trifluormethan, Pentachlorethan oder Schwefelhexafluorid infrage. Die extrahierten Pflanzeninhaltsstoffe werden im Abscheidebehälter der Extraktionsanlage unmittelbar auf ein geeignetes Trägermaterial niedergeschlagen. Hierfür kommen in wasserlösliche und wasserunlösliche Substrate, z.B. Kohlenhydrate, wie Dextrose, Milchzucker, Saccharose, Dextrin, Maltodextrin, Stärke, Stärkeabbauprodukte, Milchpulver, aber auch Kochsalz und dgl. in Betracht. Besonders elegant lässt sich das Verfahren gestalten, wenn man bei einer chargenweisen Verarbeitung des Rohmaterials den sprühgetrockneten wässrigen oder alkoholischen Extrakt einer vorausgegangenen Charge als Trägermaterial für die Abscheidung des Extraktes einer nachfolgenden Gas-Extraktionsstufe einsetzt. Das Trägermaterial wird unmittelbar in den Abscheidebehälter der Extraktionsanlage eingebracht, so dass sich der Extrakt während des Extraktionsvorganges auf diesem Trägermaterial niederschlägt. Die Abscheidung der Extrakte erfolgt durch Druck- und/oder Temperaturänderung. Die Menge an Trägermaterial wird so bemessen, dass nach der Entspannung ein trockenes, pulver- oder granulatförmiges Produkt erhalten wird, das gegebenenfalls durch Mahlen weiter zerkleinert werden kann. Der Rückstand der Gas-Extraktion wird anschliessend einer zweiten Extraktion mit Wasser und/oder einem einwertigen Alkohol mit 1-3 C-Atomen, z.B. Ethanol oder wässriges Ethanol, Methanol, Propanol oder Isopropanol, unterworfen. Die dabei gewonnenen Extrakte werden zunächst getrocknet, vorzugsweise durch Sprühtrocknung, wobei gegebenenfalls Hilfsstoffe und Füllmittel, wie Dextrin, Gummi arabicum, Glukosesirup oder dgl. zugefügt werden können. Erst danach werden die trockenen Extraktionsprodukte beider Extraktionsstufen miteinander vermischt. Auf diese Weise wird vermieden, dass die besonders empfindlichen Extrakte der Gas-Extraktion einem Trocknungsvorgang unterworfen werden müssen. Die Erfindung wird insbesondere bei der Herstellung von Extrakten aus pflanzlichen Rohstoffen, wie Blättern, Blüten oder Früchten, die üblicherweise als Tees Verwendung finden, angewendet, beispielsweise bei der Herstellung von Kamillen-, Fenchel-, Pfefferminz-, Lindenblüten-, Früchtetee, schwarzen Tee und dgl.. Sie kann jedoch vorteilhaft auch bei der Gewinnung von Gewürzen und Drogen, z.B. Pfefferextrakt, angewendet werden. Die gewonnenen Extrakte sind je nach Trägermaterial wasserlösliche, oder in Wasser dispergierbare Pulver oder Granulate. Sie können aber auch - je nach Verwendungszweck und Trägermaterial - als Fett- oder Ölaispersionen durch Verkneten oder Verrühren mit Nahrungsfetten oder Ölen hergestellt werden. Beispiele Beispiel 1 1,0 kg Kamillenblüten werden mit C02 in einer geeigneten 0 Druckextraktionsapparatur bei 30 und 250 bar 3 Stunden lang extrahiert und der Extrakt bei 240 und 35 bar auf 250 g Dextrose abgeschieden. Man erhält 287 g Produkt (I) mit einem angenehmen Geruch nach Kamille. Der Rückstand der Extraktion wird zweimal mit je 3 1 heissem Wasser aufgebrüht, gründlich gemischt und anschliessend das Extraktwasser abgepresst. Der wässrige Extrakt wird auf 10% Trockenmasse aufkonzentriert und sprühgetrocknet: 3,0 l wässriger Extrakt, 375,0 g Maltodextrin, 56,0 g Gummi arabicum, 300,0 g Glucosesirup, 42 DE ergeben 928 g Sprühprodukt (II). Die Mischung aus I und II ergibt 1,215 kg eines gut wasserlöslichen, rieselfähigen Kamillenteepulvers, das mit Wasser aufgegossen einen Kamillentee ergibt, der in seinen Geruchs- und Geschmackseigenschaften einem aus frischen Kamillenblüten aufgegossenen Tee nicht nachsteht. Dieses Teekonzentrat eignet sich ebenfalls vorzüglich für die Herstellung von Teetabletten. Aus dem nach Beispiel 1 hergestellten Teekonzentrat wurden Teetabletten hergestellt und diese gegen Teetabletten aus einem herkömmlich hergestellten Teekonzentrat (Vergleich A) getestet. Dieses Teekonzentrat wurde durch Sprühtrocknung einer Mischung aus einem C02-Extrakt und einem wässrigen Extrakt des Rückstandes hergestellt. Die Teetabletten wurden als Teeaufguss gegen einen aus Kamillenblüten - derselben Charge, die auch zur Herstellung der Extrakte gedient hatte - frisch hergestellten Teeaufguss (Vergleich B) sensorisch geprüft. Der sensorische Test wurde durch ein geschultes Geschmackspanel nach einer Vergleichsmethode mit 6-stufiger Bewertungsskala durchgeführt mit "6" als positivem Extrem und "1" als negativem Extrem. Folgendes Ergebnis wurde erhalten; wobei neben den Einzelkriterien Farbe, Aromaqualität, Aromastärke auch der Gesamteindruck sensorisch bewertet wurde: Vergleich-A Vergleich B Beispiel 1 (Sprühprodukt) (Blütenaufquss) Farbe 4,1 3,3 4,7 Aromaqualität 4,0 3,8 3,9 Aromastärke 3,6 3,6 3,7 Gesamteindruck 3,8 3,6 3,7 Hinsichtlich der Aromaqualität und des Gesamteindrucks wurde der nach Beispiel 1 hergestellte Kamillentee sogar besser beurteilt alv der aus Kamillenblüten hergestellte Vergleich. Auch im Gehalt an Wirkstoffen (Matrizin, En-in-dicycloether, Bisabolol) entspricht das nach Beispiel 1 hergestellte Kamillenteekonzentrat nach dünnschichtchromatografischer Prüfung völlig dem Ausgangsrohstoff. Insbesondere erweist sich das Verfahren im Hinblick auf die Erhaltung des temperaturempfindlichen Matrizins als vorteilhaft. Während in einem nach herkömmlichen Prozess hergestellten Sprühprodukt colorimetrisch kein Matrizin mehr nachgewiesen werden kann, besitzt das nach Beispiel 1 hergestellte Produkt noch den vollen Gehalt. Beispiel 2 Ein nach C02-Extraktion von 1 kg Kamillenblüten verbleibender Rückstand wird gemäss Beispiel 1 mit insgesamt 6 1 heissem Wasser extrahiert und nach Abtrennen der Blüten und Zusatz von Dextrin, Gummi arabicum und Glucosesirup sprühgetrocknet. Man erhält ca. 0,9 kg eines trockenen Pulvers, das als Trägermaterial für die Abscheidung eines aus einer zweiten 1 kg-Charge Kamillenbtüten. gewonnenen C02-Extraktes dient. Zweckmässigerweise verwendet. man nur einen Teil des aus dem wässrigen Extrakt gewonnenen Sprühkonzentrates zur Abscheidung und mischt diesen nach beendeter Extraktion mit dem Rest auf. Man erhält ca. 1,2 kg eines grünlichgelben, angenehm nach Kamille duftenden Pulvers. Beispiel 3 1,0 kg Fenchelsamen werden bei 400 und 300 bar 2 Stunden mit C02 extrahiert und bei 40 bar und 210 auf 300 g Dextrose abgeschieden. Man erhält 450 g eines pulverförmigen Produktes mit angenehmem Geruch nach Fenchel. Der Rückstand wird dreimal mit je 2 1 Ethanol/H20 (1:1) durch Kochen im Rückfluss extrahiert. Die Lösung wird nach Abfiltrieren des Unlöslichen durch Eindampfen im Vakuum vom Ethanol befreit und der verbleibende Rest nach Zusatz von 500 g Dextrin oder Gummi arabicum sprühgetrocknet. Man erhält 620 g eines gelblichen Pulvers, das mit dem durch C02-Extraktion gewonnenen Teilextrakt 1,07 kg eines trockenen Fenchelextraktes ergibt, der sowohl zur Würzung als auch für Teeaufgüsse verwendet werden kann. Beispiel 4 1,0 kg gemahlener Pfeffer, dem mit C02 unter Druck bereits das ätherische Öl und ein grosser Teil der Geschmacksstoffe entzogen sind, wird mit 3 1 96%igem Ethanol am Soxhlet extrahiert. Man erhält nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum 85 g eines dunkelgrünen Extrakts, der mit 500 g Milchzucker/Kochsalz (6:4) vermischt wird. 585 g dieses Produktes dienen als Vorlage für die Abscheidung des C02-Extraktes der nächsten Charge Pfeffer. Aus 1 kg Rohstoff werden nach 3-stündiger Extraktion bei 300 und 140 bar 60 g, enthaltend 30 ml ätherisches Öl, extrahiert, so dass man insgesamt 645 g eines hellen pulverförmigen Pfefferextraktes erhält, der ein abgerundetes und würziges Aroma und eine harmonisch abgestimmte Schärfe besitzt. Beispiel 5 1 kg Fenchelsamen werden bei 400 und 200 bar 3 Stunden mit N20 extrahiert und bei 40 bar und 210 auf 300 g Milchzucker abgeschieden. Man erhält 470 g Produkt. Der Rückstand wird entsprechend Beispiel 3 weiterbehandelt. Man erhält insgesamt 1,1 kg eines trockenen Fenchelextraktes. Beispiel 6 1 kg gemahlener Pfeffer wird bei 280 und 120 bar mit Trifluormethan (CHF3) 3 Stunden lang extrahiert und der Extrakt auf 500 g Milchzucker/Kochsalz (6:4) bei 150 und 30 bar abgeschieden. Man erhält 580 g Produkt, das mit 66 g eines gemäss Beispiel 4 mit Ethanol aus dem Rückstand der Hochdruckextraktion gewonnenen Nachextraktes vermischt wird. Man erhält 646 g Gesamtextraktions-Pro dukt.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakten mit verbesserten sensorischen Eigenschaften, wobei man die Pflanzenteile zunächst einer ersten Extraktion mit verflüssigtem oder überkritischem Gas unterwirft, danach eine zweite Extraktion mit Wasser oder einem organischen Lösungsmittel durchführt, beide Extrakte vereinigt und trocknet, dadurch gekennzeichnet, dass man die in der ersten Extraktion mit verflüssigtem oder überkritischem Gas gewonnenen Pflanzeninhaltsstoffe im Abscheidebehälter der Extraktionsanlage auf einem pulver- oder granulatförmigen Trägermaterial niederschlägt, den in der zweiten Extraktion mit Wasser und/oder einem einwertigen Alkohol mit 1-3 C-Atomen erhaltenen Extrakt trocknet und gegebenenfalls zerkleinert und die beiden trockenen Extraktionsprodukte durch Mischen vereinigt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Extraktion mit verflüssigtem oder überkr- tischem C02, oder N20, oder einem gegebenenfalls halogeniertem Kohlenwasserstoff mit 1-2 C-Atomen, oder SF6 durchgeführt wird. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial in der ersten Extraktion Dextrose, Milchzucker, Saccharose, Dextrin, Stärke, Milchpulver oder Kochsalz verwendet wird. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Chargenbetrieb gearbeitet wird, wobei in der ersten Extraktionsstufe als Trägermaterial der getrocknete und zerkleinerte Extraktionsrückstand einer zweiten Extraktionsstufe einer späteren Charge verwendet wird. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Extraktionsstufe mit Wasser, Ethanol oder wässrigem Ethanol durchgeführt wird. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Extrakt der zweiten Extraktionsstufe vor dem Vermischen mit dem Extrakt der ersten Extraktionsstufe sprühgetrocknet wird. 7. Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 - 6 zur Herstellung von Tee-Extrakten oder Gewürzaromen.

Inventors: PFEIFFER, HANS, DR., VAN DER MEI, HENK, WUST, REINHOLD, Wüst, Reinhold
Applicants: HENKEL KOMMANDITGESELLSCHAFT AUF AKTIEN
Application year: 1982
Main classification: A23L1
IPC codes: A23L1, B01D11, A23F3