Az illóolajok kinyerési módjai

A növényekből való kinyerésükre többféle módszer létezik:

  • extrahálás
  • sajtolás
  • enfleurage (pomádés eljárás)
  • desztilláció

 

Extrahálás:

Oldószeres kivonás, akkor alkalmazzák, amikor az illóolajok kivonása vízgőz-desztillációval nehezen vagy egyáltalán nem oldható meg.

Az oldószeres kivonás illékony vagy nem illó oldószerrel történhet alacsony vagy magasabb hőmérsékleten.

Az illékony oldószeres extrakciót melegen végzik, az oldószer forráspontjától függő hőmérsékleten. Ilyen anyagok a petroléter, az aceton, a metil- és etilalkohol.

Illóolajokon kívül a kivonat tartalmazhat más, az oldószer(-ek)ben oldódó anyagokat is (gyanta, zsír, viasz, festékanyagok).

Az extrahálás folyamata

  • az oldószert az extrahálandó anyaggal érintkezésbe hozzák
  • az oldószert a növénytömegtől elkülönítik
  • a kivont anyagot az oldattól leválasztják
  • az oldatból az oldószert visszanyerik
  • Az illatanyagokon kívül a kivonat az oldószerben oldódó egyéb anyagokat is tartalmaz (gyanta, zsír, viasz, színezőanyag).
  • Az extrakt minősége az oldószertől és a kivonási technológiától függ.

Illékony oldószeres extrakció folyamata

  • Rendszerint melegen végzik
  • Oldószerek: petroléter, klórozott szénhidrogének, aceton, alkoholok
  • A kivonás szakaszos vagy folyamatos üzemű
  • A növényt először vízzel nem elegyedő zsíroldó szerrel extrahálják
  • Az így kapott konkrét olajat alkoholban oldják
  • Az alkoholban nem oldódó anyagok leválasztása után nyerik az abszolút olajat, amely illóolajokban és alkoholban is oldódik.

 

Sajtolás

A hőmérséklet-emelkedésre érzékeny illóolajoknál (citrusfélék) alkalmazzák.

A Citrus-félék illóolaja már 100 °C-on is károsodik, ezért desztillációval nem nyerhető belőlük jó minőségű illóolaj.

Az illóolajat hideg úton sajtolják a termésfalból, vagy pépesítés után centrifugálással nyerik ki.

 

Enfleurage  ( ejtsd: enflörázs ) vagy pomádés eljárás

Érzékeny, virágszirmokból nyert illóolajoknál alkalmazzák azoknál a növényeknél amelyek illóolajai más módon nem vonhatók ki maradéktalanul.

Általában a liliom, tubarózsa, erdei ibolya, narancsvirág, jázmin, stb. illóolajának kivonására használják.

Üveglapokat 1-2 mm vastagon bevonnak sertészsírral, erre rakják a virágszirmokat. Egy-két nap után ezeket eltávolítják, majd újabb sziromréteget raknak rá. Ezt többször megismétlik, majd végül a felvett illóolajat a zsírból alkohollal kivonják. (1. kép)

1. kép Pomádés eljárás (Fotó: Dr. Csajbók József)

Desztilláció

Ez a legelterjedtebb módja az illóolajok kinyerésének. Lényege, hogy a folyadékokat gőzzé alakítjuk a forráspontjukon, majd a keletkező gőzt hűtéssel folyadékká alakítjuk. A desztillátum összetevőit elválasztják egymástól az eltérő fajsúlyuk alapján.

Hidrodesztilláció:egymással nem elegyedő illékony folyadékok, víz és vízben nem oldódó folyadékok (illóolajok) együttes desztillációja. A hidrodesztillációnak három fajtája van:

  • vízdesztilláció (a növényi részt vízbe teszik és együtt melegítik) 5. ábra
  • víz- és gőzdesztilláció (a növény és a víz egy edényben, de egymástól elkülönítve található) 6. ábra
  • gőzdesztilláció (lepárláshoz a gőzt más forrásból vezetik a lepárlóüstbe - ezt alkalmazzák leggyakrabban) 7. ábra

 

5. ábra Vízdesztilláció
 
6. ábra Víz- és gőzdesztilláció 

7. ábra Gőzdesztilláció

A hidrodesztilláció folyamata:

  • Kétfázisú folyadék (víz+illóolaj)
  • Erős keverés közben melegítik
  • A légtérben mindkét folyadék párolgása a hőmérsékletnek megfelelő gőznyomást hoz létre
  • Azon a hőmérsékleten, ahol a víz és az illóolaj gőznyomásának összege eléri a külső nyomást, a keverék forrni kezd
  • Az ilyen keverék forráspontja alacsonyabb, mint a vízé vagy az illóolajé
  • Légköri nyomáson, 100 °C alatt közel 300 °C forráspontú összetevők is kinyerhetők.
  • A művelet során a hőmérsékletet nem kell növelni, változatlan marad a gőzök és a párlat összetétele

 

Szuperkritikus extrakció (SCFE)

A szuperkritikus szén-dioxidos extrakció egy korszerű, környezetbarát technológia, melynek során az oldószer, a szén-dioxid, az extrakció után nyomtalanul eltávozik a termékből, az előállított extraktum eltarthatósága pedig jobb, mint az eredeti növényé.

A szuperkritikus extrakció nagyon sok területen helyettesítheti a hagyományos kinyerési műveleteket, az oldószeres extrakciót és a vízgőz-desztillációt.

Az elválasztáshoz legáltalánosabban szén-dioxid oldószert használnak, amely számos előnyös tulajdonsággal rendelkezik a szerves oldószerekhez viszonyítva:

  • nem káros az egészségre, így jól használható élelmiszerek, gyógyszerek és élvezeti cikkek előállításánál;
  • kicsiny a kritikus hőmérséklete (31 °C), ezért közel szobahőmérsékleten lehet vele dolgozni, így nem károsodik a kezelt anyag;
  • inert; az élelmiszeriparban régóta használják;
  • nem tűzveszélyes és nem korrozív; nem szennyezi a környezetet.

Az eljárás lényege, hogy a növényi anyagot nagynyomású (folyékony vagy szuperkritikus) szén-dioxiddal extraháljuk, kihasználva jó oldóképességét és szelektivitását, majd a nyomás csökkentésével az extraktumból a szén-dioxidot elválasztjuk. Ezzel az eljárással a termékek nem károsodnak és a környezet sem szennyeződik, üzemi méretben még a készülék nyomás mentesítésekor felszabaduló szén-dioxidot is újra felhasználják.

 

Szuperkritikus állapotban egy folyadék vagy gáz nem tekinthető sem folyadéknak, sem gáznak.

A szuperkritikus fluid ( SCF ) akkor jön létre, amikor a nyomás és a hőmérséklet meghalad egy bizonyos kritikus értéket. Ebben az állapotban ugrásszerűen megnő az oldóképessége.

A SCFE-hoz leggyakrabban apoláris gázokat használnak ( CO2, metán, etán, stb.) melyek főleg az apoláris vegyületeket oldják, ha azonban poláris anyagokat - segédoldószereket - is hozzáadnak a rendszerhez (víz, etanol, aceton, stb.), lehetővé válik a poláris anyagok extrakciója is. Megfelelő kombinációjukkal a kivonás igen szelektív lehet.

 

A SCFE előnyei:

  • az oldószerként használható gázok többsége olcsó
  • a technológia egyszerű és jól szabályozható,
  • az extrahálószer hőmérsékletének és a nyomásnak a változtatásával az oldóképesség folyamatosan változtatható
  • alacsony üzemeltetési költségek
  • az oldott anyag és az oldószer elválasztása egyszerű, utána az oldószer tisztítás nélkül újra felhasználható,
  • minimálisak a veszteségek
  • mentes az egészségre káros szerves oldószerektől
  • a kevésbé illékony illetve a hőérzékeny anyagok alacsony hőmérsékleten is kivonhatók
  • az inert atmoszféra védelmet nyújt az oxidáció ellen

 

A SCFE hátrányai:

  • magas beruházási költségek
  • a SCF-ok oldóképessége a szerves oldószerekétől kisebb

Leggyakrabban a CO2 -t alkalmazzák, mert nem toxikus, nem szennyezi a környezetet, nem robbanás és tűzveszélyes, nem lép reakcióba az élelmiszerek összetevőivel, tiszta, olcsó, könnyű hozzá segédoldószert találni, nagy mennyiségben előállítható és kedvezőek az extrakciós jellemzői.

A növényi hatóanyagok kinyerése szuperkritikus extrakcióval a 80-as évek eleje óta nagyipari méretben is megvalósult.

A technológiát felhasználják illóolajok kivonására (kamilla, szegfűszeg, kapor, majoránna, stb.), olajfinomításra, kávé koffeinmentesítésére, komlókivonat készítésére és egyéb anyagok kivonására is.

Az első nagyüzemek az iparilag fejlett országokban (Egyesült Királyság, Németország, Franciaország, Amerikai Egyesült Államok, Japán) épültek.

Napjainkban az új üzemeket a növény termőhely közelébe (pl. India, Kína, Malajzia, Tajvan, Brazília) telepítik, mivel így jelentős szállítási és tárolási költséget takarítanak meg.

A szuperkritikus extrakció alkalmas arra, hogy segítségével hatóanyagokra megfelelően koncentrált és standardizálható kivonatokat állítsunk elő, és ezek felhasználásával magas feldolgozottsági fokú, nemzetközileg is piacképes termékeket kapjunk. Az így nyert kivonatok összetétele és hatóanyag-tartalma általában más, mint a hagyományos extrakcióval nyert kivonatoké.