Sprühtrocknung von Hanfsamenöl
Sprühtrocknung von Hanfsamenöl
Studienaufbau
- Ziel: Untersuchung zur Eignung pflanzlicher Proteine (Hanf-, Erbsen- und Reisprotein) in Kombination mit Maltodextrin als Wandmaterial zur Mikroverkapselung von Hanfsamenöl mittels Sprühtrocknung. Auswirkungen auf Emulsionseigenschaften, Kapselqualität, Oxidationsstabiliität, Ölfreisetzung, Farbe und Lagerfähigkeit
- Material: Hanfsamenöl; Wandmaterialien: Kombinationen aus: Hanfprotein + Maltodextrin, Erbsenprotein + Maltodextrin, Reisprotein + Maltodextrin
- Verfahren: Sprühtrocknung
Maltodextrin (MD)
- Wird häufig als Träger verwendet bei Sprühtrocknung von Ölen
Vorteile
- Neutrales Aroma
- Geringe Viskosität ➡️ gut pumpbar & zerstäubbar
- Gute Trocknungseigenschaften
Nachteile
- Schlechte Emulgierfähigkeit ➡️ unzureichende Öl-Stabilisierung
- Geringe Barrierewirkung gegen Sauerstoff ➡️ reduziert Lagerstabilität
Kombination mit pflanzlichen Proteinen zur Optimierung
Studienansatz: Kombination von MD mit je einem pflanzlichen Protein
- Hanfprotein
- Erbsenprotein
- Reisprotein
Ergebnisse aus der Studie
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Kombination |
Verkapselungseffizienz (EE) |
Oxidationsstabilität |
Kommentar |
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MD + Reisprotein |
Hoch (~79%) |
Mittel |
Beste EE, aber nicht höchste Stabilität |
|
MD + Erbsenprotein |
Mittel (~74%) |
Höchste Stabilität |
Geringste Freisetzung von Oberflächenöl |
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MD + Hanfprotein |
Niedrig (~65%) |
Gering |
Geringste EE, schwache Emulsionsstabilität |
Interpretation der Ergebnisse
- Emulgierfähigkeit der Proteine ist entscheidend für:
- Kapselbildung
- Einbettung des Öls
- Schutz gegen Oxidation
- Erbsen- und Reisprotein verbessern Stabilität und Funktion gegenüber MD alleine
- Hanfprotein hat geringste Leistung – vermutlich wegen schlechter Wasserlöslichkeit & Proteinstruktur
Fazit für Trägerwahl
- MD allein nicht ideal für ölige Substanzen wie Hanföl
- Kombination mit funktionellen pflanzlichen Proteinen führt
zu:
- Höherer Verkapselungseffizienz
- Stabileren Partikeln
- Besserer Lagerfähigkeit
Prozessparameter: Einfluss auf Partikelmorphologie und Stabilität
Verwendetes Verfahren: Studie
- Sprühtrocknung mit einem Büchi B-290-Laborsprühtrockner
- Zwei Ölkonzentrationen in der Emulsion:
- 10% Hanföl
- 20% Hanföl
- Trägersysteme: Maltodextrin und pflanzliche Proteine
- Temperaturen:
- Einlass: 180°C
- Auslass: ca. 95°C
- Emulsionen wurden vorgemischt, homogenisiert und dann direkt getrocknet.
Einfluss der Ölbehandlung
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Ölkonzentration |
Effekt auf Produkt |
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10% Hanföl |
Höhere Verkapselungseffizienz, geringeres Oberflächenöl |
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20% Hanföl |
Niedrigere Effizienz, mehr Oberflächenöl, höhere Oxidation |
Partikelmorphologie (Mikroskopie-Ergebnisse)
- Alle Sprühpulver zeigten runde, glatte Partikel
- Partikel mit Erbsen- und Reisprotein: dichter, stabiler
- Hanfprotein: weniger kompakte Strukturen ® potenziell instabiler
Verkapselungseffizienz und Stabilität
Höhere Ölbeladung ➡️ mehr Öl an der Oberfläche ➡️ weniger Schutz
Kombination aus Trägerwahl und Prozessparameter sind entscheidend für:
- Retention des Öls
- Stabilität bei Lagerung
- Oxidationsemfindlichkeit
Fazit
- Ölkonzentration muss sorgfältig angepasst werden (10% » optimal)
- Temperaturwahl im Laborbereich gut skalierbar
- Träger und Prozess wirken synergetisch – beste Ergebnisse bei abgestimmtem System
Anwendungspotenzial
Experimentielle Ergebnisse
- Die Kombination aus Maltodextrin und pflanzlichen Proteinen als Trägersystem ermöglicht die Mikroverkapselung von Hanfsamenöl in stabiler Pulverform.
- Erbsenprotein und Maltodextrin zeigte die beste Balance aus Verkapselungseffizienz, jedoch mit etwas geringerer Schutzwirkung.
- Reisprotein und Maltodextrin erzielte die höchste Verkapselungseffizienz, jedoch mit etwas geringerer Schutzwirkung.
- Hanfprotein schnitt im Vergleich am schwächsten ab hinsichtlich Emulgierfähigkeit und Schutzleistung.
Die Optimierung des Ölgehalts in der Emulsion ist zentral: Eine zu hohe Beladung ( >10%) führt zu instabilen Systemen. [75]