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Dokumentenidentifikation DE4302722A1 04.08.1994
Titel Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakt-Konzentraten
Anmelder Mauz, Matthias, 73728 Esslingen, DE
Erfinder Mauz, Matthias, 73728 Esslingen, DE
Vertreter Kinzebach, W., Dipl.-Chem. Dr.phil.; Riedl, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Schweiger, G., Dipl.-Chem.Univ. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 81679 München
DE-Anmeldedatum 01.02.1993
DE-Aktenzeichen 4302722
Offenlegungstag 04.08.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.08.1994
IPC-Hauptklasse B01D 61/36
IPC-Nebenklasse A61K 35/78   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakt-Konzentraten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen alkoholischen, wäßrig-alkoholischen oder wäßrigen Pflanzenextrakt einem Pervaporationsverfahren unterwirft; sowie die dadurch erhältlichen Pflanzenextrakt-Konzentrate.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakt-Konzentraten unter Anwendung der Pervaporationstechnik, sowie die mit Hilfe dieses Verfahrens erhältlichen Konzentrate.

Extrakte von Pflanzeninhaltsstoffen werden gemäß Stand der Technik entweder als wäßrige Teeauszüge (Dekokt) unter Verwendung der Wasserdampfdestillation oder als alkoholische Auszüge durch Kaltmazeration oder Perkolation nach den Arzneibuch-Vorschriften hergestellt (DAB 10,1991). Aus pharmazeutischer Sicht stellt ein kalter Ethanol-Wasser-Auszug (50% oder 1 : 1) die bevorzugte Herstellungsform dar, da hierbei sowohl wasser- als auch fettlösliche Bestandteile in die Flüssigphase überführt werden können. Außerdem kann man damit in effektiver Weise enzymatische, oxidative und postmortale Veränderungen des Wirkstoffmusters vermeiden, bzw. stoppen.

Andererseits ist aber ein hoher Alkoholgehalt (wie z. B. 50%) für die medizinischen Therapie unerwünscht, da eine innere Anwendung von Präparaten mit hohem Alkoholgehalt nur eingeschränkt möglich ist. Eine Verringerung des Alkoholgehalts durch Einengung des Präparats ist daher erforderlich. Die eingeengten Spissum-Auszüge sind jedoch honigartig zäh und beinhalten häufig nicht mehr die genuinen Wirkstoffe, da die Aufkonzentrierung bei Temperaturen von etwa 60°C erfolgt und die Wirkstoffe unter diesen Bedingungen flüchtig und/oder instabil sind.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Abtrennung von Alkohol aus wäßrig-alkoholischen Extraktionslösungen, beispielsweise auf dem Gebiet der Lebensmitteltechnik, bekannt. Dort werden sie zur Alkoholentfernung aus Getränken eingesetzt. Folgende Verfahren werden üblicherweise zu diesem Zweck angewendet: Destillation, Dialyse und Reverse Osmose.

Die Destillation kann offen, wie beim Brennverfahren, oder geschlossen, d. h. unter Vakuum, erfolgen. Sie nutzt die höhere Flüchtigkeit von; Ethanol gegenüber Wasser aus. Dieses Standardverfahren wird in allen Bereichen der Lebens- und Arzneimitteltechnik eingesetzt und bei Temperaturen von über 50°C betrieben. Dadurch treten Geschmacks- und Wirkstoffverluste an etherischen Wirkstoffen und anderen flüchtigen Bestandteilen auf. Unbefriedigend gelöst ist dabei außerdem das Arbeiten unter sterilen Bedingungen, insbesondere dann, wenn in derselben Apparatur nacheinander Extrakt-Chargen verschiedener Pflanzen verarbeitet werden sollen. Die für Arzneimittel geltenden Vorschriften gemäß "Clean in Process Good Manufacturing Practise" der World Health Organisation (sog. CIP / GMP der WHO) können dabei oft nur schwer eingehalten werden.

Ein Verfahren zur Verringerung des Alkoholgehaltes in Wein und Bier durch Dialyse mittels unselektiver Membranen ist z. B. beschrieben in Weinwirtsch. Tech. 9 (1986), Seite 346. Hierbei wird die Flüssigkeit, deren Alkoholgehalt vermindert werden soll, über die eine Seite einer porösen Dialysemembran geführt, während auf der anderen Seite der Membran eine den Alkohol aufnehmende Flüssigkeit vorbeiströmt. Entsprechend der Konzentrationsdifferenz diffundieren Alkohol und andere niedermolekulare Bestandteile in die Dialyse-Flüssigkeit. Das genuine Inhaltsstoffmuster des zu behandelnden Getränks wird dadurch verändert.

Eine andere Methode zur Alkoholverminderung ist die Reverse Osmose oder Umkehrosmose, wie z. B. beschrieben in US-PS 4 617 127 und EP-A 0 162 240. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß unter der Einwirkung des erforderlichen hohen Drucks eine Denaturierung von höhermolekularen, mechanisch labilen Substanzen auftritt und niedermolekulare Substanzen durch die Membran hindurchtreten und damit verloren gehen. Auch hier kann somit das Inhaltsstoffmuster der zu behandelnden Flüssigkeit verändert werden.

Zur Erzielung hoher Wirkstoffkonzentrationen wird häufig das Verfahren der Hochdruckextraktion mit Gasen im überkritischen Zustand eingesetzt. Die Extraktion mit überkritischem CO2 wird z. B. in der DE-PS 21 27 618 für Hopfenextrakte, in der DE-PS 21 27 611 für Gewürzextrakte, in DE-PS 20 05 293 für Coffein und in der DE-PS 27 09 033 für Kamillenextrakte beschrieben. Allen Anwendungen ist gemeinsam, daß die hydrophilen Wirkstoffe aus der Gesamtpalette an Wirkstoffen einer Pflanze nicht extrahiert werden können. Nachteilig ist weiterhin, daß die Wirkstoffe bei Temperaturen von 40°C bis 50°C und Drücken von bis zu 160 bar verändert werden können. Die Ausbeute pro Anteil eingesetzter Pflanzenmasse an lipophilen Wirkstoffen ist gering und deshalb nur bei Produkten mit entsprechender Vorverarbeitungstechnologie und Tonnage (z. B. Hopfen) wirtschaftlich einsetzbar.

Aus dem Stand der Technik ist eine weitere Trennmethode, nämlich die Pervaporation bekannt. Die physikalische Arbeitsweise des Pervaporations-Verfahrens beruht auf den Prinzipien der Sorption einer Substanz an einer Membran, deren Diffusion durch diese Membran, sowie deren Desorption und Verdampfung auf der anderen Membranseite. Sorption, Diffusion und Desorption werden als Permeation bezeichnet, weshalb das Verfahren auch als Pervaporation bezeichnet wird. Eine Rohlösung strömt in einer Zelle an der Membranoberfläche vorbei. Einige Stoffe aus der Rohlösung lösen sich bevorzugt in der Membran, diffundieren durch sie hindurch, desorbieren aus der Membrane und verdampfen in den Permeatraum. Die doppelte Trennleistung der Pervaporation resultiert somit aus der Kopplung von Permeation (d. h. Sorption, Diffusion, Desorption) und Verdampfung. Die Effektivität hängt entscheidend von der Beschaffenheit der Membran und der nachfolgenden Verdampfung und Kondensation ab.

Aus der EP-A 0 332 738 ist die Verwendung der Pervaporation zur Verringerung des Alkoholgehalts von Bier und Wein bekannt. Der Alkoholgehalt von Bier wird dabei von etwa 4 auf etwa 1,6 Gew.-% und derjenige von Wein von etwa 11 auf etwa 2,5 Gew.-% verringert. Es wird vorgeschlagen, Membranen aus Polyvinylalkohol gemäß DE-A 32 20 570, Membranen gemäß EP-A 0 254 758 oder Membranen aus Silikonen, wie Polydimethylsiloxan (PDMS) einzusetzen. Die Dicke der thermisch vernetzten PDMS-Membranen beträgt dabei etwa 40 bis 60 µm. Weitere Angaben zur Membranstruktur werden nicht gemacht. Bei der Behandlung von Wein erhält man ein alkoholischen Nachkondensat, das Weinaromen enthält, welche dem Retentat wieder zugesetzt werden, um geschmackliche Veränderungen zu vermeiden.

In Lebensm.-Wiss. u. Technol., 25, 29-34 (1992) wird die qualitative Konzentrierung von Apfelsaftaromen durch Pervaporation beschrieben. Es wird die Verwendung einer Composite-Membran vorgeschlagen, die aus einer PDMS-Trennschicht auf einem Polyamid-Polyimid-Träger besteht. Als Feed verwendet man ein bei der Einengung von Apfelsaft anfallendes wäßriges Aromenkondensat. Die Analysenergebnisse zeigen, daß sich mit der Pervaporation die einzelnen Apfel-Aromenkomponenten weder gleichmäßig gut noch quantitativ anreichern ließen.

Die Herstellung konzentrierter Präparate von Aromen oder pharmazeutischen Wirkstoffen aus Pflanzenextrakten mit Hilfe der Pervaporation ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Insbesondere ist eine Verwendung der Pervaporation zur Behandlung von pflanzlichen Rohextrakten mit hohem anfänglichen Alkoholgehalt im Stand der Technik nicht beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung von Pflanzenextrakten mit verringertem Alkoholgehalt und erhöhter Wirkstoffkonzentration, wobei das genuine Wirkstoffmuster des pflanzlichen Rohextraktes weitgehend erhalten bleiben soll.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakt-Konzentraten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen alkoholischen, wäßrig-alkoholischen oder wäßrigen Pflanzenextrakt einem Pervaporationsverfahren unterwirft.

Die erfindungsgemäß verwendete Vorrichtung umfaßt ein oder mehrere Membranmodule mit flacher, vorzugsweise kapillarer Membrangeometrie. Die erfindungsgemäß verwendeten Kapillar-Membranen sind vorzugsweise als Wickel- oder Taschenmodule konfektioniert, welche aus geeignetem Polymer, Glas oder Metall bestehen können.

Vorzugsweise verwendet man eine kapillare Composite-Trennmembran mit innenliegender selektiver Trennschicht und nach außen weisender poröser Stützschicht. Solche Composite-Membrane wurden bereits beschrieben von Rautenbach und Albrecht in "Membrantrennverfahren" (1985), 5.28-29.

Die Trennschicht ist vorzugsweise eine Polydimethylsiloxanschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 10 µm, vorzugsweise von 1 bis 3 µm ist. Die poröse, kapillare Stützschicht weist eine granuläre Oberschicht und eine fingerartige Permeatableitstruktur auf und besitzt eine Dicke von 50 bis 200 µm, vorzugsweise 80 bis 150 µm. Die erfindungsgemäß verwendeten Kapillaren weisen einen Innendurchmesser im Bereich von 0,8 bis 1,8 mm, vorzugsweise von etwa 1,3 mm auf. Eine Verwendung anderer geeigneter Trennmembranen ist denkbar.

Im übrigen werden für die Durchführung der Erfindung übliche Komponenten einer Pervaporationsapparatur verwendet.

Das Verfahren wird erfindungsgemäß im allgemeinen bei Feed-Temperaturen von 0 bis 40°C durchgeführt, wobei Temperaturen von 20 bis 35°C bevorzugt sind. Feedseitig wird bei Atmosphärendruck oder leicht erhöhtem Druck gearbeitet. Der permeatseitige Druck wird in erster Linie durch die Kondensationstemperatur des Permeats bestimmt. Typischerweise liegt der Druck auf der Permeatseite zwischen 0,5 und 50 mbar. Im Anschluß an die Permeation erfolgt die mehrstufige Kondensation des Permeats. Die Kondensationstemperatur ist gemäß den vorhandenen technischen Gegebenheiten einzustellen. Ein typischer Bereich liegt zwischen 0 und -40°C. Die Hauptkondensation erfolgt zum Ausfrieren des Wassers bei -5°C bis +5°C , vorzugsweise 0°C, die 1. Nachkondensation bei -10°C bis -70°C, vorzugsweise bei -20°C bis -40°C, und die 2 . Nachkondensation durch Flüssiggas , z. B. Stickstoff, bei bis zu -196°C. Die Kondensation wird selektiv durch Einstellen des Drucks zwischen 0,5 mbar und 50 mbar gesteuert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise so durch geführt werdend daß der Pflanzenrohextrakt mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 150 l/h, vorzugsweise von 70 bis 100 l/h, über eine effektive Kapillarmembranfläche von 0,5 bis 1,0 m2, vorzugsweise von etwa 0,7 m2, gefördert wird. Man setzt vorzugsweise ein Pflanzenextrakt-Feed mit einem anfänglichen Alkoholgehalt von 1 bis 80% (v/v), vorzugsweise 40 bis 70% (v/v), ein. In Abhängigkeit von den jeweiligen Verfahrensparametern, wie Druckdifferenz, Temperatur, Alkoholgehalt im Feed, usw. ergeben sich beispielsweise Flüsse im Bereich von etwa 10 bis 0,5 l m-2 h-1 durch die Trennmembran.

Vorzugsweise verwendet man als Feed einen wäßrig-alkoholischen Extrakt aus Kamille (Matricaria chamomilla L.) oder Weißdorn (Crataegus oxyacantha; Crataegus monogyna); einen wäßrig-alkoholischen Extrakt aus Baldrian, Hamamelis, Sonnenhut, Steinklee, Gingko, Passionsblume, Holunder, Eleuterococcus, Schafgarbe, Mariendistel oder Johanniskraut; oder einen Extrakt aus Paprika, Pfeffer, Thymian, Majoran, Hopfen, Kardamon, Koriander, Kümmel oder Fenchel.

Gegenstand der Erfindung sind außerdem Pflanzenextrakt-Konzentrate mit verringertem Alkoholgehalt und erhöhtem Wirkstoff- bzw. Aromengehalt, erhältlich unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erhält man ein Konzentrat aus Matricaria chamomilla, gekennzeichnet durch

  • a) einen Alkoholgehalt von etwa 0,5 bis 30% (v/v);
  • b) einen α-Bisabololgehalt von etwa 1 bis 5 mg/ml; und
  • d) einen Apigeningehalt von etwa 0,2 bis 0,6 mg/ml.


Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erhält man ein Kamillenextrakt-Konzentrat das dadurch gekennzeichnet ist, daß im Vergleich zum Rohextrakt-Feed

  • a) der Alkoholgehalt um mehr als 50%, vorzugsweise etwa 70 bis 98%, bezogen auf den Ausgangsgehalt, vermindert ist; und
  • b) der Gehalt and α-Bisabolol und Apigenin etwa um den Faktor 2 bis 5 erhöht ist.


Gegenstand der Erfindung ist auch eine Pervaporationsvorrichtung zur Erhöhung der Konzentration von Aromastoffen oder pharmakologisch wirksamen Substanzen in alkoholischen Pflanzenextrakten, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Membranmodule, enthaltend kapillare Composite-Trennmembranen gemäß obiger Definition.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Composite-Trennmembran gemäß der obigen Definition zur Verwendung bei der Pervaporation von alkoholischen Pflanzenextrakten.

Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung des oben beschriebenen Pervaporationsverfahrens zur Standardisierung von pharmakologisch wirksamen, alkoholischen Pflanzenextrakten.

Gegenstand der Erfindung ist somit die Anwendung der Pervaporations-Membrantechnik mittels semipermeablen Membranen zur Konzentrierung der Wirkstoffe in pflanzlichen Extrakten. Hierbei wird ein flüssiges Alkohol-Wassergemisch durch Pervaporation teilweise aus dem Feed entfernt. Das gewählte Verfahren bietet den Vorteil, daß das anfallende, durch die Pervaporationsmembran gleichzeitig sterilfiltrierte Permeat zur Extraktion der nächsten Arzneipflanzen-Charge verlustfrei rückgeführt werden kann.

Überraschenderweise wurde bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Extraktkonzentrat erhalten, das stabil, alkoholarm und flüssig ist und ein unverändertes Wirkstoffmuster aufweist.

Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß auch die thermisch und mechanisch labilen Wirkstoffkomponenten angereichert werden können.

Man erhält als Produkt ein flüssiges Konzentrat dessen Alkohol- und Wirkstoffgehalt genau einstellbar ist. Für Arzneimittel ergibt sich daher der Vorteil einer exakten standardisierbarkeit des Konzentrates gemäß DAB-Anforderungen. Die erfindungsgemäß erhaltenen Konzentrate mit im wesentlichen beibehaltenem genuinem Wirkstoffmuster können dazu verwendet werden, die natürlichen Qualitätsschwankungen von Aromen- und Arzneipflanzen- Präparaten auszugleichen. Diese Schwankungen werden bedingt durch Unterschiede in der Ernte, im Klima, im Saatgut, bei der Trocknung etc.

Zusätzlich läßt sich der therapeutisch unerwünschte Alkoholgehalt auf ein Mindermaß reduzieren, ohne die lipophilen Wirkstoffe zu verlieren.

Vor großer Bedeutung ist auch die hohe Flexibilität des Pervaporations-Systems. Die Vorbereitung und Reinigung der Trennmodulaggregate bei Wechsel des eingesetzten Pflanzenextrakts kann unter sterilen Bedingungen in kürzester Zeit erfolgen. Das sterile Permeat kann wieder als Extraktionsmittel verwendet werden.

Je nach verwendetem Aufbau, wie z. B. Art der Kühlfallen, Membranfläche, und Einstellung des permeatseitigen Vakuums können definierte Alkohol/Wasser-Gemische erhalten werden. Andererseits kann der Fachmann auch Permeatqualitäten zur erneuten Extraktion wiedereinsetzen, welche bestimmte Wirkstoffe enthalten, die ansonsten verloren wären.

Das zurückgewonnene Lösungsmittel erfüllt alle Anforderungen der Pharma- und Lebensmittel-Gesetze, da es steril und bis zur analytischen Reinheit bereitgestellt werden kann.

Besonders ist in jedem Anwendungsfall auf die Einbettung der Kapillarmodule, auf die Pumpenstabilität und damit Fließfähigkeitsgrenzen der filtrierten Extraktes zu achten. Die dafür erforderlichen Maßnahmen sind dem Fachmann bekannt.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 zeigt das Fließschema einer erfindungsgemäß verwendete Pervaporationsvorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Analysenwerte gemäß Tabelle 1.

Die vorliegenden Erfindung wird durch folgende Beispiele weiter veranschaulicht:

Beispiel 1 Herstellung eines alkoholarmen Kamillenextraktes

Die verwendete Pervaporationsvorrichtung ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Sie besteht aus der feedseitigen Pumpe 1, der Durchflußvortemperiereinrichtung 2, dem Membranmodul 3, dem Behälter 4, dem permeatseitigen Hauptkondensator 5, dem Nachkondensator 6, der Sicherheitstiefkühlfalle 7 und der Vakuumpumpe 8.

Die Rohlösung wird mit der Pumpe 1 aus dem Behälter 4 durch die Vortemperiereinrichtung 2 in das Kapillarmodul 3 über die Membranoberfläche gefördert. Druck und Temperatur können im Behälter 4 oder in der Zuleitung zum Kapillarmodul 3 gemessen werden. Die flüchtigeren Stoffe aus der Rohlösung lösen sich bevorzugt in der Membran, diffundieren durch sie hindurch, desorbieren aus der Membran und verdampfen in den Permeatraum. Der Unterdruck im Permeatraum hinter der Membran kann mit einem Vakuummanometer direkt nach der Durchflußzelle oder dem Kapillarmodul 3 gemessen werden. Das dampfförmige Permeat gelangt in den Kondensator 5, den Nachkondensator 6 und schließlich in die Tiefkühlfalle 7 vor der Vakuumpumpe 8 und wird dort mit Hilfe von flüssigem Stickstoff oder einer gekühlten Flüssigkeit im Kühlthermostat vollständig ausgefroren bzw. auskondensiert.

Die Rohlösung, bestehend aus 2,4 Liter Kamillen-Bad-Robugen (KBR) mit 48% (v/v) Isopropylkalkohol, wird mit einem Kapillarmodul (mit einer Pervaporationsmembran aus vernetztem Polydimethylsiloxan, 2 µm, Stützschicht mit fingerartiger Permeatableitstruktur, max. 150 µm, Kapillardurchmesser 1.3 mm, effektive Länge 300 mm) bearbeitet.

Auf der Zulaufseite beträgt die Temperatur 30°C. Permeatseitig herrscht ein Druck von 8-15 mbar. Die mehrstufige Kondensation des Permeats erfolgt bei +4°C bis 0°C , bei -20°C, sowie bei -196°C in flüssigem Stickstoff. Die Förderung des Feeds erfolgt über schonend arbeitende Pumpen.

Nach 2,5-stündiger Pervaporation mit 100 l/h Querstrom über eine Membranfläche von 0,68 m2 erhält man 1,2 1 Feed-Retentat mit einem Gehalt von 18% (v/v) Isopropanol und 1.2 1 Permeat mit einem Isopropanolgehalt von 80% (w/w).

Das Permeat ist ein steriles Gemisch aus Isopropanol und Wasser und enthält keine anderen analytisch nachweisbaren Wirkstoffe. (HPLC, GC). Das Permeat kann somit unmittelbar für weitere Extraktionen und verlustfrei in den Kreislauf zurückgeführt werden.

Beispiel 2 Herstellung eines alkoholarmen Kamillenextraktes

Gemäß Beispiel 1, jedoch unter den folgenden veränderten Verfahrensbedingungen wird ein Kamillenextrakt mit stark verringertem Alkoholgehalt hergestellt. Die Analysenergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 zusammengefaßt.

Pumpgeschwindigkeit 70 l/h Feedtemperatur +30°C Permeatseitiger Druck 8 mbar Kondensation bei 0°C, -20°C, -196°C Kondensation Konzentratvolumen 550 ml
Tabelle 1 Analysenergebnisse

Tabelle 2 Quantitative Verteilung des Permeats in den Kontensatoren

Vergleichsbeispiel Reverse Osmose von Kamillenextrakt (48% IPA) Bedingungen:

Anfangsvolumen: 25 ml Perkamillon

Retentatvolumen: 15 ml

Permeatvolumen: 10 ml

T = 20°C,

Hochdruckrührzelle bei 500 U/ min.,

max. Druck: 90 bar,

Dauer: 1 h (BM 1); 1,5 h (BM 05)

Membran BM 1 - Trenngrenze 100 MW: 90 bar

Membran BM 05 - Trenngrenze 50 MW: 90 bar

Permeateigenschaften:

Aussehen: gelblich, klar,

Geruch: kamilleartig. Analysenergebnis Tabelle 3



Bei maximal möglichem Druck von 90 bar und einer Trenngrenze von 100 und selbst 50 MW erhält man unter Wirkstoff-Verlust ein leicht gelbgefärbtes wäßriges Permeat. Die beobachtete minimale Flußrate deutet auf ein zuschmieren der Membranen hin, so daß auch aus energetischen Gesichtspunkten dieses Verfahren unvorteilhaft erscheint.

Beispiel 3 Pervaporation eines Weißdornextraktes

Man verwendet 500 ml Weißdornbeeren-Extrakt mit einem Alkoholgehalt von 66% Ethanol.

Man verwendet eine Pervaporationsapparatur gemäß Beispiel 1. Auf der Zulaufseite beträgt die Temperatur 30°C. Der permeatseitige Druck beträgt 20 mbar, die Kondensation erfolgt bei 0°C ohne Nachkondensation. Man erhält 150 ml alkoholarmes Feed- Konzentrat mit einem Ethanolgehalt von 1,02%, sowie 350 ml Permeat mit einem Alkoholgehalt von 80% Gewichtsprozent.

Konzentrationsfaktor: 3,3 : 1. Die Wirkstoffe (berechnet als Hyperosid (DAB)) wurden quantitativ aufkonzentriert.

Von folgenden Gewürz- und Heilpflanzen hergestellte Extrakte sind aufgrund ihres Gehalts an flüchtigen Wirkstoffen und aufgrund ihres Gehalts an hydrophilen und lipophilen Bestandteilen erfindungsgemäß durch Pervaporation aufkonzentrierbar:

Paprika (Paprica)

Pfeffer (Piperus fructus albus; Piperus fructus nigri)

Baldrian (Valeriana officinalis) (Wurzel)

Hamamelis (Hamamelis virginiana)

Fenchel (Foeniculum)

Hopfen (Humulus lupulus)

Gingko (Gingko biloba)

Sonnenhut (Echinaceae)

Holunder (Sambucus) (Blüten)

Passionsblume (Passiflora incarnata)

Koriander (Coriandrum)

Kümmel (Carum carvi)

Taigawurzel, Teufelsbusch (Eleuterococcus)

Kardamon (Fructus cardamoni)

Mariendistel (Fructus cardui mariae)

Majoran (Organum majorana)

Thymian

Schafgarbe (Millefolii herba)

Steinklee (Melilotus officinalis)

Johanniskraut.

Beispielsweise sind als Feed verwendbar:

Hopfenextrakt (1 : 20 Hopfen : EtOH)

Paprika-,Pfeffer- oder Baldrianextrakte (z. B. 1 : 2:1 Pflanze: EtOH: H2O) (Verhältnis der Gewichtsteile).


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung von Pflanzenextrakt-Konzentraten, dadurch gekennzeichnet, daß man einen alkoholischen, wäßrig-alkoholischen oder wäßrigen Pflanzenextrakt einem Pervaporationsverfahren unterwirft.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine kapillare Composite-Trennmembran mit innenliegender selektiver Trennschicht und nach außen weisender poröser Stützschicht für das Pervaporationsverfahren verwendet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht eine Polydimethylsiloxanschicht mit einer Dicke von 0,5 bis 10 µm, vorzugsweise von 1 bis 3 µm ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse, kapillare Stützschicht eine granuläre Oberschicht und eine fingerartige Permeatableitstruktur umfaßt und eine Dicke von 50 bis 200 µm, vorzugsweise 80 bis 150 µm aufweist.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillaren einen Innendurchmesser im Bereich von 0,8 bis 1,8 mm, vorzugsweise von etwa 1,3 mm aufweisen.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feed-Temperatur 0 bis 40°C, vorzugsweise 20 bis 35°C, beträgt.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß feedseitig ein Druck von 0,5 bis 5 bar, vorzugsweise etwa Atmosphärendruck, an der Trennmembran anliegt.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der permeatseitige Druck im Bereich von 0,5 bis 50 mbar, vorzugsweise bei etwa 10 bis 20 mbar, liegt.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrstufige Nachkondensation durchgeführt wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkondensation bei -5°C bis +5°C, vorzugsweise bei 0°C, die erste Nachkondensation bei -10°C bis -70°C, vorzugsweise bei -20°C bis -40°C, und die zweite Nachkondensation bei etwa -196°C erfolgt.
  11. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pflanzenrohextrakt mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 150 l/h, vorzugsweise von 70 bis 100 l/h, über eine effektive Kapillarmembranfläche von 0,5 bis 1,0 m2, vorzugsweise von etwa 0,7 m2, gefördert wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Pflanzenextrakt-Feed mit einem anfänglichen Alkoholgehalt von 1 bis 80% (v/v), vorzugsweise 40 bis 70% (v/v), verwendet.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wäßrig-alkoholischen Extrakt aus Kamille (Matricaria chamomilla) oder Weißdorn (Crataegus oxyacantha; Crataegus monogyna) verwendet.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wäßrig-alkoholischen Extrakt aus Baldrian, Hamamelis, Sonnenhut, Steinklee, Gingko, Passionsblume, Holunder, Eleuterococcus, Schafgarbe, Mariendistel oder Johanniskraut verwendet.
  15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Extrakt aus Paprika, Pfeffer, Thymian, Majoran, Hopfen, Kardamon, Koriander, Kümmel oder Fenchel verwendet.
  16. 16. Pflanzenextrakt-Konzentrat mit verringertem Alkoholgehalt und erhöhtem Wirkstoff- bzw. Aromengehalt, erhältlich nach einem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche.
  17. 17. Konzentrat nach Anspruch 16 aus Matricaria chamomilla, gekennzeichnet durch
    1. a) einen Alkoholgehalt von etwa 0,5 bis 30% (v/v);
    2. b) einen α-Bisabololgehalt von etwa 1 bis 5 mg/ml; und
    3. d) einen Apigeningehalt von etwa 0,2 bis 0,6 mg/ml.
  18. 18. Kamillenextrakt-Konzentrat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Vergleich zum Rohextrakt-Feed
    1. a) der Alkoholgehalt um etwa 70 bis 98%, bezogen auf den Ausgangsgehalt, vermindert ist; und
    2. b) der Gehalt and α-Bisabolol und Apigenin etwa um den Faktor 2 bis 5 erhöht ist.
  19. 19. Pervaporationsvorrichtung zur Erhöhung der Konzentration von Aromastoffen oder pharmakologisch wirksamen Substanzen in alkoholischen Pflanzenextrakten, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Membranmodule (3), enthaltend kapillare Composite-Trennmembranen gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5.
  20. 20. Composite-Trennmembran gemäß der Definition in einem der Ansprüche 2 bis 5 zur Verwendung bei der Pervaporation von alkoholischen, wäßrig-alkoholischen, oder wäßrigen Pflanzenextrakten.
  21. 21. Verwendung des Pervaporationsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Standardisierung von pharmakologisch wirksamen, alkoholischen Pflanzenextrakten.






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