Extractie en destillatie van sinaasappelschillen

 

foto: wikiHow

Dit schooljaar (2021-2022) hebben 3 VWO 6-leerlingen gekozen voor een interessant onderwerp voor hun ProfielWerkStuk. Dit was hun onderzoeksvraag:

Welke extractie-methode is het meest geschikt om essentiële olie uit sinaasappelschillen te halen?

Om een antwoord op deze vraag te krijgen hebben ze 4 extractie-methoden toegepast: persing, enfleurage, extractie met een oplosmiddel en stoomdestillatie.

PERSING

De meeste sinaasappel essentiële olie die op de markt is is geperst. Vroeger gebeurde dat handmatig nu is daar een complete fabriek voor nodig die zowel sinaasappelsap als essentiële olie van deze citrusvrucht produceert.

bron: brochure JBT corporations

Hoe een oude fruitpers van pas kwam. Ik heb de leerlingen een fruitpers laten gebruiken om de schillen met veel druk uit te laten persen. Het resultaat is via een scheitrechter in een buisje verzameld, maar moet nog wel bezinken om een heldere essentiële olie te verkrijgen.

scheitrechter met sinaasappel essentiële olie

De opbrengst was ongeveer 2 mL uit ongeveer 1 Kg sinaasappelschillen. Dat is vrij laag, maar ook te verklaren door de manier van persen. In het fabriekproces worden de schillen geschraapt en de vrijgekomen olie met veel water naar een essencier gespoeld.  Met een fruitpers druk je veel van de olieproducerende holtes in de schil dicht waardoor deze niet uit de pershouder druppelen.

ENFLEURAGE

Deze techniek werd vroeger vaak gebruikt om geurstoffen uit men name bloemen te halen door middel van een reukloos vet. De leerlingen hadden gekozen voor kokosvet. Ze hebben het vet over een aantal grote petrischalen verdeeld en met een pincet stukjes schil in het vet gedrukt.

Het met aromatische stoffen verzadigde vet (pommade) is een aantal weken later gedestilleerd met ethanol. Door deze extractie haal je de geurstoffen, met name D-limoneen uit het vet. Het destillaat rook zwak naar sinaasappel, wat er op kan wijzen dat enfleurage niet zo'n geschikte methode is om de sinaasappelolie uit de schillen te halen. De aromatische stoffen bevattende ethanol zou je nog kunnen indampen naar een 'absolue de pommade'. De leerlingen hebben ervoor gekozen om de oplossing te bewaren voor analyse naar inhoudstoffen.

Tijdens de destillatie van de pommade

ABSOLUE

Als je een absolue maakt van een aromatische plant maak je gebruik van een apolair oplosmiddel. In dit geval n-hexaan. Na extractie en verdamping van de hexaan houd je een vettige massa, concrète genoemd over. Na deze eerste stap los je het concrète op in ethanol wat je vervolgens laat verdampen. Resultaat een watervrij absolue. De leerlingen hebben al deze stappen kunnen uitvoeren door gebruik te maken van de zuurkast in het bètalab. Hexaan en ethanol zijn nogal brandbaar!

Sinaasappelschillen na de extractie met n-hexaan

Afdampen hexaanextract door destillatie

Het uiteindelijke resultaat viel wat tegen, na verdampen van de ethanol bleef er plusminus 1 gram absolue over. 

STOOMDESTILLATIE

Als vierde en laatste extractie-methode hebben de leerlingen een stoomdestillatie uitgevoerd. Het is niet de eerste keer dat ik het glazen destilleertoestel uitleen aan school.  Deze destillatie van sinaasappelschillen is dan ook vaker uitgevoerd, en met succes.

Glazen destillatie opstelling, tussenbol 2 Liter

De leerlingen hebben de tussenbol van de glazen destilleeropstelling gevuld met 800 gram gefileerde schillen. Na een uurtje hebben ze daaruit 6 gram essentiële olie kunnen destilleren.

De hoogste opbrengst aan essentiële olie vergeleken met de andere extractiemethodes. 

CONCLUSIE

Als je de essentiële olie uit sinaasappelschillen wil halen gaat dat het beste door middel van stoomdestillatie. Of je moet de beschikking hebben over professionele persapparatuur.Voor kleine hoeveelheden 0,5 - 1 Kg gefileerde schillen is het dus goed te doen om een flesje sinaasappelolie te maken. Als je de essentiële olie wil gebruiken is het wel raadzaam om schillen van biologische teelt te nemen. Eigen onderzoek heeft ons geleerd dat schillen van niet biologische teelt hoge concentraties pesticiden bevat. https://indekoperenketel.nl/pesticiden-in-citrusschillen/

Een zomer vol aromatische kruiden

 

Verse Salie in de destilleerketel: Salvia officinalis

Qua zomer had de zomer voor de vakantiegangers iets zonniger gemogen, maar voor een aantal aromatische planten was de afwisseling in het weer een weldaad. Uitzondering daarop zijn natuurlijk de mediterrane planten die van veel zon, warmte en droge voeten houden. 

Destillatie van lavendel  (L angustifolia) uit eigen tuin

Door slechte weerscondities in de oogsttijd viel de opbrengst aan essentiële olie van de lavandel dan ook nogal tegen. Ik heb begrepen van mensen die meer dan en kilootje lavendel hebben staan dat dat in vergelijk met vorig jaar zo'n 50% minder opbrengst aan lavendelolie was. Dat ook was te merken aan onze oogst uit eigen tuin.

Lavendel essentiële olie in de scheitrechter tijdens de destillatie

Catharina is in het voorjaar begonnen met het project 'geurige grondstoffen'. In dat kader is ze gestart met het opkweken van Salie (Salvia officinalis). https://www.aromalab.nl/geurende-grondstoffen Tijdens de open dag van 24 juli hebben we vers geplukte bladeren van deze aromatische plant gedestilleerd. Resultaat: een geweldig hydrolaat met vele toepassingen!

Catharina vult de destilleerketel met Salie

In augustus hebben we dankzij ons contact met een biologisch gecertificeerde kwekerij nog een aantal andere planten kunnen destilleren. Deels in opdracht en deels om onze afnemers van top kwaliteit essentiële olie van Nederlandse bodem te kunnen voorzien.

Munt, geelbladige oregano en roodbladige basilicum in de droogbakken

De hoeveelheden die we bij de kwekerij kunnen ophalen zijn vaak groter dan we in één dag kunnen destilleren. Vaak ook van verschillende soorten aromatische planten. De kruiden die nog niet gedestilleerd kunnen worden leggen we dan in gaasbakken waar ze kunnen drogen zonder noemenswaardige hoeveelheden aromatische stoffen te verliezen.

We hebben ook flink wat rozemarijn (Rosmarinus officinalis) kunnen destilleren. Zo'n 30 Kg vers maaisel van biologisch gecertificeerde planten. De essentiële olie en het hydrolaat ruiken top. Om er achter te komen welk chemotype deze in Nederland groeiende rozemarijn oplevert heb ik een sample opgestuurd voor analyse.

Een destilleerwerkplaats vol geurige vers gemaaide rozemarijn!

De analyse geeft mij, maar ook de afnemer van essentiële olie een beeld van de samenstelling en dus ook van de werkzaamheid. Als ik op mijn reuk afga kom ik op een chemotype cineol. We starten dan ook de verkoop van de olie op onze open dagen in het weekend van 18 en 19 september aanstaande. kom-naar-de-open-keteldagen-2021

Taxus versus Larix

Afgelopen week kreeg ik een mooi boek over giftige planten te leen van een collega. Uitgebracht door de Royal Botanic Gardens Kew. Een aanrader voor mensen die geïnteresseerd zijn in historie achtergronden en chemie van giftige planten.

Artikel in het boek over Taxus Taxus baccata

In het boek een artikel over de giftigheid van de Taxus. Interessant om te lezen ook omdat we
tijdens onze open dagen en workshops vaak vragen krijgen over de Taxus (Venijnboom). Vooral als we het hebben over de Lariks (Larix decidua) is er soms enige verwarring.

Lariks in het Chaamse bos

Dit komt omdat er de afgelopen jaren nogal wat publiciteit is geweest rond de inzameling van Taxus snoeisel. Het snoeisel wordt gebruikt voor het vervaardigen van een basisgrondstoffen voor chemotherapieën. De taxus bevat de stof Taxine B.

Taxine B

Het snoeisel wordt na inzameling en droging geleverd aan pharmaceuten die de Taxine isoleren door middel van een extractie met een organisch oplosmiddel. Van de taxine wordt via chemische syntheses de stof Paclitaxel gemaakt. Een stof die toegepast wordt in de bestrijding van kanker. Meer info: https://chempics.wordpress.com/2013/12/25/common-yew-taxus-baccata/
 

Meer info: https://taxustaxi.nl/

Een groot verschil dus tussen het winnen van waardevolle grondstoffen uit deze twee soorten naaldbomen. Voor het isoleren van de aromatische stoffen uit de Lariks gebruiken voor het stoomdestilleren alleen water. Door deze manier van destilleren is het product natuurzuiver. De essentiële olie en het hydrolaat van de Lariks is gelijk bruikbaar zonder syntheses of isolatie van bestanddelen. 

Vers geoogste Lariks takjes

Ook dit jaar gaan we in de maand mei weer Lariks oogsten en er een geweldige essentiële olie van destilleren. Tijdens ons seminar 'van naald tot olie' gehouden op zaterdag 15 mei aanstaande staat deze naaldboom samen met Grove Den en Spar volop in de aandacht!

Catharina tijdens de destillatie van Lariks

Je kan je nog aanmelden voor het seminar tot 27 april (Koningsdag) aanstaande via:

https://indekoperenketel.nl/seminar-naaldboom-essentiele-olien/

of indekoperenketel@gmail.com