Gedroogde gember destilleren

foto: wikipedia

Afwegen van de gedroogde gember

Ik heb ruim een maand geleden leerlingen 6VWO begeleid die voor hun profielwerkstuk onderzoek doen naar gember etherische olie. Wat is er mooier dan de leerlingen zelf gemberolie te laten maken! Hiervoor hadden ze gedroogde stukjes gember gekocht.

tussenbol gevuld met gedroogde gember

Voor de destillatie heb ik de leerlingen laten werken met een glazen destilleeropstelling. In deze glazen destilleeropstelling zit een zogenaamde tussenbol met een capaciteit van 2 Liter. Ruim voldoende om de 500 gram ( 519,09 exact) gedroogde gember in te doen.

na de destillatie

Vanwege de beschikbare tijd hebben de leerlingen de gember maar één uur kunnen destilleren. De opbrengst 0,9 gram etherische olie viel dan ook een beetje tegen. De gember hebben we na de destillatie uit de tussenbol gehaald en gedroogd. Voor een later moment om de gember nog een keer te kunnen destilleren. Wellicht valt er nog een beetje etherische olie uit te halen, want volgens de literatuur zou gedroogde gember een opbrengst van 1,9 tot 2,6% moeten opleveren. Gezien de structuur waarin de de etherische olie ligt opgeslagen is dat het proberen waard.

Rhizome of ginger (Zingiber officinale Roscoe, Zingiberaceae), showing oil globules within the
membrane of its secretory cell (Cryo-SEM and etched, magnified 2,149 times actual size).

Photo © Microscopix photolibrary from the book "Secretory Structures Of Aromatic And Medicinal Plants: A Review And Atlas Of Micrographs" by Katerina Svoboda and Tomas Svoboda, micrographs by Andrew Syred.

ONDERZOEK NAAR DE SAMENSTELLING VAN GEMBER ETHERISCHE OLIE

GC/MS gember etherische olie WINKEL

GC/MS gember etherische olie LEERLINGEN

Om meer te weten te komen over de samenstelling en het verschil tussen de gember etherische olie uit de winkel en de zelf gedestilleerde hebben de leerlingen een GC/MS kunnen laten uitvoeren op de TU-Eindhoven. Een GC/MS analyse (GasChromatografie / Massa Spectrometrie) geeft een beeld van de samenstelling (soorten moleculen) en de hoeveelheden (massapercentages) van die stoffen.

Samenstelling gember etherische olie; uit: Aromatherapy, essential oils in colour/ Rosemary Caddy

Het lab van de TU-Eindhoven waar de leerlingen de analyse hebben kunnen laten uitvoeren is niet gespecialiseerd in onderzoek naar de samenstelling van etherische olien. Dit is een specialisme en vereist apparatuur en software die de soorten moleculen goed kan identificeren. De analyses waren dan ook niet zo gedetailleerd en exact zoals ik gewend ben van de etherische olie die ik laat analyseren.

Soort stof	Gember eo winkel	Gember eo leerlingen	Literatuur*
1,8 cineol		7,71
Beta-ocimeen	1,41
Curcumeen	28,17	44,91	10-33
Zingibereen	16,43		12-50
Humuleen	5,68	7,66
Ylangeen	9,85	9,83	2-3
Zingeron	11,91		0-2
Gingerol	11,33

* The Chemistry of Essential Oils made simple; David Stewart

Ik heb me in bovenstaande tabel dan ook beperkt tot stoffen die in de analyses met redelijke zekerheid zijn aangetoond. Vergaande conclusies zijn dan ook niet te trekken. Belangrijke bestanddelen in gember etherische olie zijn zingibereen en curcumeen.

Wat wel heel duidelijk opvalt is dat de zingibereen in de analyse van de door de leerlingen gedestilleerde gemberolie ontbreekt. Het lijkt wel of de olie tov die van de winkel minder compleet is. Dat zou te maken kunnen hebben met de (te) korte destillatietijd. Bekend is bijvoorbeeld bij het destilleren van lavendel dat door een te korte destillatietijd er een aantal stoffen ontbreken die later in de destillatie in de etherische olie terechtkomen.

Smartstill gevuld met gedroogde gember

UPDATE 4 november
Afgelopen week hebben mijn leerlingen de na de eerste iets te korte destillatie de gedroogde gember opnieuw gedestilleerd. Hiervoor hebben ze gebruik gemaakt van een Smartstill. Dit om te kijken of er nog meer gember etherische olie gemaakt kon worden. Om daar zeker van te zijn hebben de leerlingen een destillatietijd van 3 uur aangehouden.

Tijdens het destilleren was de geur van gember duidelijk waarneembaar ook in de gang grenzend aan het binaslab waar de leerlingen bezig waren! Het destillaat (etherische olie en hydrolaat) heb ik de leerlingen laten opvangen in een groot bekerglas.

Klein laagje gember etherische olie en hydrolaat

Tijdens de destillatie was een heel dun laagje gember etherische olie waarneembaar. Na afloop is de olie uiteindelijk verzameld in een klein maatkolfje van 25 mL. Door de geringe hoeveelheid (5 druppels) was het niet mogelijk om de massa van de gemberolie vast te stellen.

7 druppels gember etherische olie

Als je uitgaat van een dichtheid van 0,9 en een volume per druppel van 0,05 mL dan is er bij de tweede destillatie 5 x 0,05 x 0,9 = 0,225 gram olie gedestilleerd. Eerste en tweede destillatie opgeteld hebben de leerlingen uit ca 500 gram gedroogde gember 1,1 gram etherische olie gehaald.

foto: padmabiofarms.co.in

Opvallend aan de etherische olie van de tweede destillatie was dat de kleur iets donkerder lichtgeel was. Dit heeft te maken met de destillatietijd waardoor de samenstelling van de olie completer is.

Aloë vera destilleren

Dit jaar heeft een groepje leerlingen 6VWO  van mijn school gekozen om voor hun profielwerkstuk  onderzoek te doen aan Aloë vera gel. In hun onderzoek willen ze iets kunnen zeggen over de eigenschappen en samenstelling van de gel en de geneeskrachtige werking waar deze plant om bekend staat.

Om de leerlingen goed te kunnen begeleiden doe ik altijd een voorstudie van de onderzoeksmogelijkheden. Eigenlijk tot mijn verbazing kwam ik leveranciers van en een handleiding over Aloë vera hydrolaat tegen. Dit omdat de plant bij mijn weten niet aromatisch te noemen is.

Mooi om de leerlingen dit uit te laten zoeken. Hiervoor hebben ze een stoomdestillatie uitgevoerd met vers gesneden plakjes Aloë vera blad. Voor het stoomdestilleren heb ik de smartstill van huis meegenomen.

Smartstill gevuld met Aloe vera

Er is 454 gram aan Aloë vera gedestilleerd wat na plm 1 uur destilleren 300 gram hydrolaat opleverde. Interessant was nu om te kijken of we een beeld konden krijgen van de samenstelling.

Tijdens de destillaatie

Er zijn diverse onderzoeken ( 1   2  ) verschenen waarin de samenstelling en geneeskrachtige werking van Aloë vera gel is onderzocht. Globaal ziet de samenstelling van de gel er als volgt uit:

Polysacchariden	Glucomannan en acemannan
Andere stoffen	Carboxypeptidase, magnesium, zink, calcium, glucose, cholesterol, salicylzuur, prostagladin, precursors (gamma linoleenzuur (GLA), vitamine A,C,E, lignine, saponine, plantsterolen en aminozuren

(PDF) Aloe vera their chemicals composition and applications: A review. Available from: https://www.researchgate.net/publication/48347118_Aloe_vera_their_chemicals_composition_and_applications_A_review

Aloe vera hydrolaat

Aloë vera  gel bestaat voor 99% uit water, in de 1% vaste stof zitten voornamelijk poly-

sacchariden. Het hydrolaat was daarom zoals ik al verwachtte niet aromatisch te noemen.  De leverancier van Aloë vera hydrolaat omschrijft de geur als aard-achtig, geen overweldigende geur. 

Figure 2. Chemical structure of acemannan [4

Om een beeld te krijgen van het hydrolaat hebben de leerlingen de pH (zuurgraad), het geleidings-vermogen gemeten en getest op de aanwezigheid van suikers (monosacchariden). Dit waren de resultaten: pH= 9,2    geleidingsvermogen: 12,3 microSiemens,  geen aanwezigheid van monosacchariden.
Met de test op suikers kan je eigenlijk alleen glucose en fructose aantonen.

Scheiden van de gel uit het Aloë vera blad

Het geleidingsvermogen wat de leerlingen gemeten hebben komt bijna overeen met die van gedestilleerd water. Er zijn dus nagenoeg geen minerale stoffen meegekomen in het hydrolaat. Het hydrolaat is zwak basisch (pH > 7) wat afwijkt van de gangbare zure tot licht-zure waardes die gevonden worden. 

Chemische samenstelling Aloe vera gel op basis van droge stof

Het gaat te ver om op basis van deze simpele metingen conclusies te verbinden, maar duidelijk is wel dat dit hydrolaat wel heel erg weinig werkzame stoffen zal bevatten. En of de polysacchariden die oa voor de wondhelende werking zorgen in het hydrolaat zijn terechtgekomen.