koelemmer foto Frank Stolvoort

donderdag 26 augustus 2010

stoomdestilleren van citrusschillen

Afgelopen schooljaar hebben twee groepjes leerlingen van het mgr. Frencken colege in Oosterhout, in het kader van hun profielwerkstuk, zich beziggehouden met geurstoffen. Eén groep VWO-leerlingen heeft onderzoek gedaan naar de invloed van citroenolie op de concentratie van proefpersonen. De andere groep 5-Havo leerlingen hebben geurstoffen in zijn algemeenheid bekeken.

foto: Wikipedia
Dit was een uitgelezen kans voor mij als begeleider om de leerlingen zelf via een stoomdestillatie etherische olie te laten maken. De stoomdestillatie-opstelling van laboratoriumglas (zie vorige bericht) was hier uitermate geschikt voor.  Daarvoor hebben de vwo-leerlingen de schillen van 12 citroenen in kleine stukjes gesneden en in de tussenbol gebracht. Na 40 minuten destilleren hadden ze een opbrengst van ongeveer 2 mL.
foto: Wikipedia
De leerlingen van 5 Havo heb ik sinaasappelschillen laten destilleren. Dit groepje heeft van tevoren de schillen afkomstig van 8 sinaasappelen gewogen hierdoor kon later de opbrengst berekend worden. De stoom-destillatie van 454 gram schillen  leverde 2,12 gram olie op.
The scan of TLC plate (silica gel G) with 10 essential oils developed with mobile phase toluene - ethyl acetate (93:7 v/v), next sprayed with vanillin in H2SO4 and heated. From left to right oils from: bergamot, cedar, eucalyptus, syzygium, malaleuca, lavandula, mint, orange, pine, spruce. Identified components: B1 and L1 - linalol, B2 and L2 - linalyl acetate, E1 - cinneol, G1 - eugenol, G2 - carryophyllene. Doubtfully identified components - C1 - cedrol, M3 - menthol, P1 - limonene.
Dunne Laag Chromatografie
foto: wikipedia

 Dit groepje heeft ook kans gezien om hun olie te laten analyseren bij een bedrijfslaboratorium van IFF (International Flavors & Fragrances I.F.F. (Nederland) B.V.) in Tilburg. Dit was een unieke kans omdat de apparatuur op school niet toereikend is om de olie op een betrouwbare manier te onderzoeken. De olie werd onderzocht met een gaschromatograaf, deze techniek is afgeleid van de scheidingsmethode chromatografie.
Met deze techniek krijg je een aardig beeld van de samenstelling van de de olie. Het zou te ver gaan om in dit bericht de hele chemie van de etherische olie te behandelen. Een uitgebreid verhaal over de samenstelling kan je lezen op; http://www.gielenaroma.nl/index.php?page=werkzame-bestanddelen  Een database over de samenstelling van etherische olie kan je vinden op: http://www.thegoodscentscompany.com/essentlx.html
bron: kennislink
De soorten stoffen (moleculen) die je in etherische olie tegen kan komen zijn grofweg in te delen in:
ALCOHOLEN
ALDEHYDES
ALKANEN
CARBOXY-ZUREN
TERPENEN
ESTERS
ETHERS
FURANOIDEN
KETONEN
LACTONEN
OXIDES
FENOLEN
Voor sinaasappelolie is een belangrijk geurbepalende stof het terpeen (R)-Limoneen. Dit molecuul is het spiegelbeeld van (L)-Limoneen een stof die kenmerkend is voor de geur van citroenolie. Het onderstaande gaschromatogram is het resultaat van een meting met de gaschromatograaf van de sinaasappelolie die de leerlingen hadden gemaakt.

gaschromatogram sinaasappelolie
Iedere piek in dit chromatogram stelt een stof voor. De resultaten van dit chromatogram zijn in een computer vergeleken met bestaande gegevens van de stoffen. De meting leverde 23 geidentificeerde stoffen op.
Ik heb de resultaten vergeleken met de gemiddelde samenstelling van sinaasappelolie die in het boek 'The chemistry of essential oils made simple' vermeld staan. De resultaten heb ik in de volgende tabel gerangschikt

Citrus sinensis
zoete sinaasappel
                                                        meting IFF
monoterpenen 90-95%                                                      
d-limoneen        85-90%                   86,16%                          
myrcene             1-3%                        3,61%                         
terpinoleen         1-2%                         0,01%                        
tetraterpenen  4-8%                         -----                         
aldehydes        3-8%                                                          
citral                  1-2%                        -----                            
decanal              1-2%                        0,88%                         
citronellal           0-1%                        0,10%                         
dodecanal          0-1%                        0,25%                         
alpha-sinensal    0-1%                         0,13%                        
geranial             ------                         0,26%                        
                                                                                           
Alcoholen        2-6%                                                           
carveol             1-2%                                                           
linalol                1-2%                          1,85%                       
alpha-terpineol  0-1%                          0,25%                        
geraniol             0-1%                          0,22%                        
1-octanol          ------                          0,66%                        
1-nonanol         ------                          0,10%                        
1-decanol         ------                          0,35%                         
sesquiterpenen  --------                                                     
beta-ylangeen      -------                      0,11%                        
beta-farneseen     -------                      0,03%                        
ketonen           1-4%                         --------                     
esters              2-3%                                                          
citronellylacetaat 0-1%                       -------                          
geranylacetaat    0-1%                         0,02%                       
Furanoides      1-2%                       --------                       
Sesquiterpenones  0-1%                                                  
nootkatone              0-1%                      0,06%                      

Naast grote overéénkomsten in bijvoorbeeld de hoeveelheid d-limoneen, decanal en linalol zijn er ook wat verschillen in samenstelling. Dit kan te maken met de herkomst en produktie van de olie. De gegeven percentages zijn van koud geperste sinaasappelschillen. De olie van de leerlingen is dmv stoomdestillatie verkregen.

Stoomdestilleren in glas

Vorig jaar ben ik gestart met destilleren met behulp van een destillatieopstelling van laboratoriumglaswerk
Ik had op internet een plaatje gezien van zo'n stoomdestillatie. De prijs die ervoor gevraagd werd, ruim 400 dollar exclusief verzendkosten, vond ik te hoog. Daarom heb ik een glasleverancier ( http://www.lgsbv.com/ ) waar ik vanwege m'n werk regelmatig zaken mee doe gevraagd of hij dit type glaswerk kon leveren.
kookkolf 2 liter
Dat was mogelijk en zo'n € 220,- armer kon ik na een maand thuis aan de slag. De opstelling bestaat uit een kookkolf met een inhoud van 2 liter. Via een smalle hals met een slijpstuk kan op deze kolf een glazen tussenbol ook met een inhoud van 2 liter gezet worden.
tussenbol 2000 mL met destillatieopzet
De verbinding met de spiraalkoeler wordt gemaakt met een destillatieopzet.
spiraalkoeler
Om het water aan te kook te brengen maakte ik gebruik van een electrische kookplaat.
In de maanden juni, juli en augustus van 2009 ben ik aan de slag gegaan met het destilleren van een aantal planten delen. Hiervoor vulde ik de tussenbol met de plantendelen en ving het destillaat op.
De opbrengsten vielen tegen, maar waren wel te verklaren. Een volume van 2 liter lijkt veel maar als je gaat wegen en ook nog eens verse plantendelen gebruikt klopt de geringe opbrengst.
destillatieopzet
In de maanden juni, juli en augustus ging ik aan de slag met een aantal planten.
Bij de destillatie van kamille kreef ik wel een redelijk sterk hydrolaat, maar was de kamille-olie alleen maar zichtbaar als een paar kleine blauwe sliertjes drijvend in het hydrolaat. Een halve bol gevuld met vers geplukte rozemarijn gaf wel een  heerlijk geurend  destillaat maar geen druppeltje olie. Bij het destilleren van munt hetzelfde verhaal. Alleen het destilleren van uitgebloeide lavendel gaf een opbrengst van ca. 2 mL.
Nadeel was wel dat een deel van de opbrengst in de destillatiebrug bleef hangen. Het is dus mogelijk om olie te produceren met deze opstelling!

dinsdag 3 augustus 2010

Eucalyptus in the Netherlands



Gustavo Iglesias van git-forestry heeft het verhaal rond het Eucalyptusfeest van 16 en 17 juli op geheel eigen wijze verwoord. Het verhaal is geplaatst op de weblog eucalyptologics.
Voor de geinteresseerde een must om te lezen. Gustavo heeft er veel links in opgenomen met achtergrond informatie over Eucalyptus. Onder andere een verhaal over de olie-klieren in het Eucalyptus-blad.
Meer informatie via de onderstaande link: