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30.06.2020

Vanille-Aroma aus Lignin

Mainzer Chemikern ist es gelungen, mittels Elektrolyse aus dem Holzstoff Lignin hochwertiges Vanillin herzustellen.

Vanilleschoten beim Trocknen
Der Aromastoff Vanillin kann auch direkt aus Vanilleschoten extrahiert werden.
Quelle: 
bigfoot auf Pixabay

Vanillin gibt der Vanilleschote das charakteristische Aroma. Bei der Lebensmittel- und Parfümherstellung, aber auch in der Arzneimittelproduktion ist er einer der am häufigsten eingesetzten Aromastoffe. Mehrere zehntausend Tonnen werden dafür jährlich verwendet. Bisher wird künstlich erzeugtes Vanillin jedoch aus Erdöl hergestellt, wobei giftige Abfälle entstehen. Forscher der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist es nun gelungen, eine nachhaltige Methode zur Gewinnung des begehrten Aromastoffes zu entwickeln. Ein Team um Siegfried Waldvogel nutzte dafür das Biopolymer Lignin – einen Holzbestandteil, der in großen Mengen als Reststoff bei der Herstellung von Zellstoff in der Papierindustrie anfällt.

Hochwertig und natürlich

Die Forscher gaben Lignin in Natronlauge, erhitzten das Gemisch auf 160 Grad Celsius und setzten es in einer einfachen Elektrolysezelle mithilfe von Nickel-Elektroden unter Strom. Bei der Elektrolyse wurde das Lignin oxidiert und zersetzt, es entstand Vanillin. Wie das Team im Fachjournal ACS Sustainable Chemistry & Engineering berichtet, ist der Aromastoff so hochwertig, dass er als „natürliches Vanillin“ deklariert werden darf. „Nach jahrelanger intensiver Forschung ist uns damit ein echter Durchbruch gelungen“, so Waldvogel.

Nachhaltig und wirtschaftlich

Vanillin wird auf verschiedene Weise gewonnen. Es kann direkt aus der Vanilleschote extrahiert werden oder biotechnologisch mithilfe von Mikroorganismen aus der Ferulasäure. Es gibt auch Vanillin, das bereits chemisch-synthetisch aus Lignin gewonnen wird (mehr dazu im Dossier Biobasierte Kosmetik). Die Mainzer Forscher sind jedoch überzeugt, dass ihre Methode zur Vanillin-Gewinnung signifikant besser ist, weil dabei kein giftiger Abfall entsteht. Auch wirtschaftlich sei die Methode der bisherigen überlegen, schreiben die Wissenschaftler. „Weil unsere Methode einen Vanillinertrag von rund vier Prozent des eingesetzten Lignins hat, könnte man damit theoretisch sehr leicht den weltweiten Vanillinbedarf decken“, sagt Waldvogel. Gespräche mit Industriepartnern laufen bereits.

Pilotanlage in Norwegen geplant

Im Rahmen des EU-Projekts Liberate wollen die Mainzer Forscher nun in Norwegen eine Pilotanlage errichten und das neuartige Verfahren in größerem Maßstab testen. Neben Vanillin sollen auch Chemikalien wie Antioxidantien oder Polyamid aus Lignin hergestellt werden.

bb

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