Dokumentation der Vortragsreihe "FEI-Highlights": Juni 2024

Färbende und antioxidativ wirksame Extrakte bzw. Naturstoffe, welche in herkömmlicher Weise mit organischen Lösungsmitteln extrahiert werden, finden in der Herstellung von Lebens- und Nahrungsergänzungsmitteln eine breite Anwendung. Eine nachhaltige Alternative zur lösemittelfreien Gewinnung von Naturstoffextrakten stellen die sogenannten Natural Deep Eutectic Solvents (NADES) dar. Im Rahmen des IGF-Projekts 01IF21725N wurde ein in silico-gestützter Prozess für die Extraktion von Nebenströmen der Lebensmittelindustrie mit nachhaltigen Extraktionsmitteln entwickelt. Die Projektergebnisse stellten Edwin Januschewski und Mats Kiene in ihrem Web-Vortrag ausführlich vor.

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Web-Vortrag am 24. Juni 2024

"Nachhaltige Extraktionsmittel: IGF ermöglicht alternative Strategien zur Extraktion funktioneller Lebensmittelinhaltsstoffe"
(01IF21725N)


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Edwin Januschewski
Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) Quakenbrück

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Mats Kiene
Technische Universität Braunschweig
Institut für Lebensmittelchemie



Video-Mitschnitt des Web-Vortrags* (43 Minuten)
Präsentation zum Vortrag von Edwin Januschewski* (PDF-Format, 21 Folien)
Präsentatoin zum Vortrag von Mats Kiene* (PDF-Format, 25 Folien)

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Zum Hintergrund


Färbende und antioxidativ wirksame Extrakte bzw. Naturstoffe, welche in herkömmlicher Weise mit organischen Lösungsmitteln extrahiert werden, finden in der Herstellung von Lebens- und Nahrungsergänzungsmitteln eine breite Anwendung. Eine nachhaltige Alternative zur lösemittelfreien Gewinnung von Naturstoffextrakten stellen die sogenannten Natural Deep Eutectic Solvents (NADES) dar. Als NADES werden Gemische von normalerweise festen Stoffen bezeichnet, die nach entsprechender Aufarbeitung einen flüssigen Aggregatzustand einnehmen. Ihre Eigenschaften sind vergleichbar mit denen ionischer Flüssigkeiten. NADES sind nicht flüchtig, decken einen breiten Polaritätsbereich ab und ihre Eigenschaften können durch Auswahl der Systemkomponenten zielgerichtet moduliert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Deep Eutectic Solvents (DES) und ionischen Flüssigkeiten setzen sich NADES aus natürlichen pflanzlichen Metaboliten zusammen, wie beispielsweise Betain, Fructose, Glucose und Äpfelsäure, und bieten somit ein hohes Potential für eine nachhaltige Lebensmittelproduktion.

Ein Unterschied zu organischen Extraktionsmitteln ist die meist hohe Viskosität der NADES-Gemische, welche ihre Anwendung als Extraktionsmittel erschwert. Aufgrund der Vielzahl möglicher NADES-Kombinationen ist ein experimentelles Screening zur Bestimmung von NADES-Gemischen mit geeigneter Viskosität nicht umsetzbar. Die Quantitative Structure Property Relationship (QSPR) stellt ein alternatives Verfahren dar, geeignete Vertreter auf theoretischem Wege zu ermitteln. Anschließend werden aus den vorselektierten, niedrig viskosen NADES unter der Verwendung des Conductor like Screening Model for Real Solvents (COSMO-RS) stoffspezifische Systeme modelliert, mit denen die Naturstoffe aus dem Pflanzenmaterial extrahiert werden können. Mit Hilfe dieser Vorgehensweise wurde im Rahmen des IGF-Projekts 01IF21725N ein in silico-gestützter Prozess für die Extraktion von Nebenströmen der Lebensmittelindustrie mit nachhaltigen Extraktionsmitteln entwickelt.


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