Stoffdatenbasierte Verfahrensentwicklung zur Isolierung von Wertstoffen aus Pflanzenextrakten

Die Nachfrage nach natürlichen Produkten im Bereich der Pharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie steigt seit vielen Jahren stetig. Die dafür benötigten Inhaltsstoffe können beispielsweise durch die Extraktion von Pflanzen gewonnen werden, wobei sowohl die Pflanzenextrakte als auch einzelne isolierte Inhaltsstoffe Verwendung finden. Vorteil der reinen Einzelkomponenten ist die eindeutige Zuordnung von Wirkeigenschaften, die durch regulatorische Rahmenbedingungen gefordert wird. Bisherige Verfahren zur Herstellung von reinen Einzelkomponenten aus Pflanzenextrakten werden rein empirisch durchgeführt. Der Schwerpunkt liegt entweder auf der Feststoffextraktion oder der Aufreinigung. Zudem ist durch das Fehlen einer konsistenten thermodynamischen Beschreibung die Übertragbarkeit der bisher entwickelten Ansätze auf andere Pflanzensysteme nicht gegeben. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methodik zur Generierung von Verfahrensvarianten, die sowohl die Feststoffextraktion als auch die nachfolgende Aufreinigung als Funktion physikochemischer Stoffdaten komplexer Gemische berücksichtigt. Die Methodenentwicklung erfolgt anhand von drei repräsentativen, in der Pharma, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie verwendeten Modellpflanzen (Eibe, Salbei, Fenchel). Zunächst wird ein stoffdatenbasiertes Lösemittelscreening mit darauffolgender Modellierung und Simulation der Feststoffextraktion durchgeführt. Anschließend werden für die Isolierung der Einzelkomponenten relevante Stoffdaten berechnet und mit den Löslichkeitsdaten aus dem Lösemittelscreening für die Auslegung der Aufreinigung verwendet. Mit der in dieser Arbeit entwickelten Methodik ist eine ganzheitliche Prozessbetrachtung von der Pflanze bis zur Einzelkomponente mit reduziertem experimentellen Aufwand möglich.