Ätherische Öle

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Ätherische Öle (auch etherische Öle)[1] sind leicht flüchtige und häufig leicht entzündbare Stoffgemische, die aus verschiedenen ineinander löslichen, organischen Stoffen wie Alkohole, Ester, Ketone oder Terpene bestehen.[2] Sie werden synthetisch oder aus natürlichen Quellen durch Wasserdampfdestillation, Extraktion oder Auspressen der Pflanzen oder der Pflanzenteile gewonnen. Ätherische Öle werden häufig in den Blättern von Pflanzen produziert und im Pflanzen-Gewebe gespeichert. Die Pflanzen locken damit Insekten an oder wehren Schädlinge ab.[3]

Inhaltsstoffe

Ätherische Öle bestehen größtenteils aus Gemischen verschiedener Terpene, Sesquiterpene oder aromatischer Verbindungen (z. B. Phenylpropan-Derivate).[4] Terpene leiten sich formal aus Isopreneinheiten ab. Monoterpene bestehen aus zwei, Sesquiterpene aus drei Isopreneinheiten. Untenstehende Tabelle zeigt einige Beispiele für die vielfältigen Moleküle, die in ätherischen Ölen vorkommen. Rückstände fettlöslicher Pestizide im Ausgangsmaterial können sich im ebenfalls fettlöslichen ätherischen Öl anreichern.

Stoffgruppe acyclische monocyclische bicyclische
Monoterpene Kohlenwasserstoffe Ocimen, Myrcen Limonen, α-Terpinen, Phellandren α-Pinen, Camphen
Alkohole Linalool, Geraniol Menthol Sabinol, Borneol
Aldehyde Neral, Citronellal
Ketone Carvon, Menthon Campher, Fenchon
Ether Menthofuran, Cineol, Anethofuran
Ester Geranylacetat, Linalylacetat Essigsäurebornylester, Isobornylacetat
Sesquiterpene Farnesol, Farnesen α-Bisabolol, α-Caryophyllen Chamazulen, β-Caryophyllen
Stoffgruppe Beispiele
Aromaten Phenole Carveol, Carvacrol, Thymol
Phenylpropanoide Apiol, Zimtaldehyd, Anethol, Dillapiol, Estragol
Furanocumarine Coriandrin

Eigenschaften

Zitronenöl
Teebaumöl
Manukaöl

Ätherische Öle enthalten sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe, die dazu dienen können, Insekten zur Bestäubung anzulocken, Schädlinge fernzuhalten oder sich gegen Krankheiten zu schützen (z. B. durch Bakterien oder Pilze hervorgerufen).

Ätherische Öle sind aus vielen verschiedenen chemischen Verbindungen zusammengesetzt. Sie sind fettlöslich, enthalten jedoch keine Fette. Im Gegensatz zu fetten Ölen verdampfen ätherische Öle rückstandsfrei. In Wasser sind sie nur sehr wenig löslich. Bei Normaldruck liegt ihr Siedepunkt weit über dem von Wasser, von überhitztem Wasserdampf jedoch werden sie überdestilliert. Sie besitzen meist eine geringere Dichte als Wasser und bilden daher auf der Wasseroberfläche schwimmende Flüssigkeitstropfen (eine Ausnahme ist z. B. Zimtöl).

Bildung

Ätherische Öle werden in Öldrüsen von Pflanzen gebildet und im Pflanzengewebe gespeichert. Sie befinden sich in Blüten, Blättern, Samen, Fruchtschalen, Wurzeln, Harzen, Rinden oder im Holz. Manche Pflanzen liefern aus verschiedenen Pflanzenteilen ätherische Öle, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung sehr stark unterscheiden, z. B. Zimtrinden- und Zimtblätteröl.

Aus den Pflanzenteilen werden ätherische Öle durch Wasserdampfdestillation gewonnen. Nach der Kondensation liegen die Stoffe von der wässrigen Phase getrennt vor und können abgeschieden werden. Die Ausbeute in Bezug auf das Ausgangsmaterial liegt in der Regel im ein- bis zweistelligen Promillebereich.

Gewinnung

Das gebräuchlichste Verfahren zur Gewinnung von ätherischen Ölen ist die Wasserdampfdestillation. Dazu wird in einem verschlossenen Brennkessel mit zerkleinertem Pflanzenmaterial heißer Wasserdampf eingeblasen. Der Wasserdampf treibt das ätherische Öl aus der Pflanze. In einem gekühlten Rohr kondensiert das Öl-Wasser-Gemisch, und in einem Auffangbehälter wird das ätherische Öl vom Wasser getrennt. Einige Pflanzen, die sich nicht alleine destillieren lassen, wie z. B. Algen, Brennnessel oder Heu, können mittels Co-Destillation zusammen mit einer anderen Pflanze als Trägerstoff destilliert werden. Öle einiger Blütenarten, wie Jasmin, Tuberose oder Mimose, können nicht per Wasserdampfdestillation gewonnen werden.

Die Kaltpressung wird nur für Zitrusöle angewandt. Die Schalen werden gepresst, so dass eine Emulsion aus Flüssigkeit und ätherischem Öl entsteht. Das Öl wird durch Zentrifugierung abgetrennt.

Extraktion wird vor allem bei Blütenölen praktiziert. Dazu werden die Pflanzen in ein Lösungsmittel, meist Hexan, gelegt, das alle löslichen Aromastoffe, auch Wachse und Farbstoffe entzieht. Anschließend wird das Lösungsmittel abdestilliert. Zurück bleibt eine wachsartige Masse, die mit Alkohol nochmals extrahiert oder destilliert wird. Solche ätherischen Öle nennt man auch Absolues. Eine Rückstandskontrolle kann gewährleisten, dass sich kein Lösungsmittel mehr im ätherischen Öl befindet. Die sehr kostspielige Extraktion mit Fetten, die sogenannte Enfleurage, wird heute kaum mehr praktiziert.

Verarbeitung

Meist werden ätherische Öle unverändert benutzt. Einige jedoch werden zunächst aufkonzentriert oder weiter zerlegt, beispielsweise durch Destillation oder Adsorption. So können für die Wirkung erwünschte Bestandteile des ätherischen Öls konzentriert werden, ungeeignete Bestandteile dagegen entfernt werden. Gemische, die nur einen oder wenige Hauptbestandteile enthalten, können über Destillation oder Kristallisation gewonnen werden, so bei der Gewinnung von Eugenol aus Nelkenöl. Die Bedeutung der Gewinnung einzelner Komponenten natürlicher ätherischer Öle hat mit der Entwicklung synthetischer Herstellungsverfahren stark abgenommen.

Geschichte

Bereits die Ägypter kannten Destillationsverfahren und benutzten Zedernöl, wie auch die Aromata verschiedener Pflanzen. Die Griechen übernahmen wahrscheinlich die Destillationskunst von den Ägyptern; so werden bei Dioskurides bereits einige Destillationsverfahren beschrieben. Auch die Römer verwendeten gerne Parfum und Räucherwerk, entwickelten die Destillationskunst jedoch nicht weiter. Ob es sich insbesondere bei den Parfums um ätherische oder um aromatisierte fette Öle handelte, ist nicht bekannt. In Verbindung mit der Alkoholdestillation lebte die Destillationskunst ab dem 9. Jahrhundert bei den Arabern wieder auf. Hauptaugenmerk der Destillationsbücher bis zum 16. Jahrhundert lag auf den "gebrannten Weinen" und "gebrannten Wässern". Im 17. Jahrhundert begann die halbindustrielle Herstellung ätherischer Öle, die zunächst der Parfum- als der Arzneimittelherstellung diente. Seit 1826 setzte man die Dampfdestillation in Industrie und Laboratorien ein, aus der sich die bis heute übliche Destillation mit gespanntem Wasserdampf entwickelte. Die Entwicklung von Herstellungs- und Analysemethoden lässt sich anhand der Arzneibuchliteratur nachvollziehen. In der "Pharmacopoea Germanica" (1872) war den ätherischen Ölen nur ein kurzer Abschnitt gewidmet. Erst spät, im DAB 5 (1910) und DAB 6 (1926), wurden die Prüfungen für ätherische Öle vermehrt. Den Grundstein für die Entwicklung moderner Analysemethoden legte die Strukturaufklärung der Inhaltsstoffe ätherischer Öle durch Otto Wallach (1847–1931) und die synthetische Herstellung durch Friedrich Wilhelm Semmler (1860–1931).[5]

Verwendung

Ätherische Öle werden je nach Eigenschaft unterschiedlich genutzt. Häufig steht der Einsatz als Duftstoff in Kosmetik- und Parfümindustrie im Vordergrund, aber auch als medizinische Wirkstoffe und als technische Lösungsmittel haben bestimmte ätherische Öle Bedeutung.

Sie werden in der Kosmetikindustrie und zur Wohnraumaromatisierung in Duftlampen verwendet. Zudem haben sie Bedeutung als geschmacksverbessernde Inhaltsstoffe in Gewürzen und anderen Lebensmitteln. Einige in großem Umfang produzierte Öle wie Orangenschalenöl und Terpentinöl werden auch als technische Lösemittel benutzt.

Medizin und Naturheilkunde

Einige nicht verschreibungspflichtige Arzneimittel enthalten ätherische Öle als Wirkstoffe, z. B. Eukalyptus oder Menthol zur Schleimlösung bei Katarrhen der oberen Atemwege, Bronchitis, etc. Auch Wirkungen gegen Blähungen und Krämpfe im Magen-Darm-Bereich, z. B. durch Tees mit Fenchel-Kümmel-Anis, besonders in der Kinderheilkunde, und bei Entzündungen im Mund- und Rachenraum (Salbei, Kamille), werden auf ätherische Öle zurückgeführt.

Eine zentrale Rolle spielen ätherische Öle bei der naturheilkundlichen Methode der Aromatherapie, eine Form der Pflanzenheilkunde zur Behandlung von Empfindungsstörungen und Erkrankungen durch Duftstoffe. Neben der Anwendung durch Therapeuten (in der Regel Heilpraktiker) ist auch die Selbstbehandlung durch Duftlampen, Badezusätze, Saunaaufgüsse oder Tees verbreitet, wobei die Grenzen zwischen Heilbehandlung und reiner Wohnraumaromatisierung fließend sind.

Die meisten ätherischen Öle sind hautreizend und werden daher nur stark verdünnt angewendet, z. B. als Bestandteil ölbasierter Hautpflegeprodukte oder in Verbindung mit Pflanzenölen. Allergien und Unverträglichkeiten gegenüber ätherischen Ölen kommen vor, ebenso asthmatische Anfälle bei Personen, die auf einzelne Substanzen (z. B. Menthol) empfindlich reagieren. Häufig treten bei einer Unverträglichkeit gegenüber bestimmten Pflanzen auch Reaktionen auf die entsprechenden ätherischen Öle auf.

Wirkung auf den menschlichen Körper

Ätherische Öle gelangen relativ leicht beim Hautkontakt oder beim Einatmen in den Blutkreislauf und das Gewebe. Beim Schlucken von Arzneien wird ein Teil der Wirkstoffe über den Magen-Darm-Trakt aufgenommen, größtenteils gelangen sie aber über die Mundschleimhaut in den Blutkreislauf. Sie beeinflussen den gesamten Organismus: Über die Sinneszellen der Nase gelangen die Duft-Informationen in das Gehirn. Nach der Aromatherapie üben die Düfte Einfluss auf die Gefühle, das vegetative Nervensystem, die Hormon-Produktion oder das Immunsystem aus. Einige Monoterpene beugen Krebs vor, oder sie besitzen eine nachgewiesene Heilwirkung. Die ätherischen Öle in der Kamille wirken zum Beispiel entzündungshemmend.[6]

Toxikologie

Einige ätherische Öle besitzen ein hohes Allergiepotenzial. Es betrifft nicht nur künstliche ätherische Öle, sondern vor allem auch natürliche. In Deutschland leben nach einer Studie des Umweltbundesamtes mindestens 500000 Duftstoff-Allergiker.[7] Besonders problematisch ist es, wenn natürliche ätherische Öle wie Geraniol, Linalool oder Limonen als Aerosol verdampfen und am Luftsauerstoff oxidieren. Dabei entstehen stark sensiblisierend wirkende Oxidationsprodukte, die asthmaartige Symptome auslösen können oder die Atemwegsorgane schädigen. Die Verwendung solcher Öle in Duftlampen oder in Haushalts-Produkten wie Haarsprays oder Cremes ist problematisch, weil sie durch Verdampfen in einer Wohnung oder im Schlafzimmer verbreitet werden.[8] Nicht ohne Grund hat das Wissenschaftliche Beratungskomitees der EU (SCCNFP) eine Liste mit 26 sensibilisierend wirkenden deklarationspflichtigen Duftstoffen publiziert. Die Liste richtet sich nach den Untersuchungen des Informationsverbundes Dermatologischer Kliniken (IVDK)[9]. Es existieren auch ätherische Öle wie Estragol mit dem Verdacht auf ein krebserzeugendes Potenzial.

Verwendung im Parfum

Ätherische Öle hinterlassen im Gegensatz zu den fetten Ölen keine Flecken auf Textilien, was darauf zurückzuführen ist, dass sie vollständig verdunsten. Aus diesem Grund werden in Parfums häufig ätherische Öle eingesetzt. Da die meisten ätherischen Öle stark haut- und schleimhautreizend sind, werden sie mit Wasser oder Alkohol verdünnt. Wie hoch die Konzentration des enthaltenen Duftstoffes in einem Parfum ist, erkennt man bereits am Namen. Das „Eau“ im Eau de Parfum steht für Wasser und kennzeichnet damit ein verdünntes Parfum. Produkte mit der Bezeichnung Parfum haben die höchste Konzentration an ätherischen Ölen (bis zu 40 %), dann folgt das Eau de Parfum (bis zu 15 %), das Eau de Toilette (bis zu 8 %), die geringste Konzentration an ätherischen Ölen hat das Eau de Cologne (bis zu 4 %). Stark verdünnte Parfums werden auch als Duftwasser bezeichnet.

Naturbelassene Öle

Zur Differenzierung der ätherischen Öle werden die Bezeichnungen naturbelassen, natürlich, naturidentisch und künstlich verwendet. Naturbelassene Öle werden direkt aus Pflanzen gewonnen. Unterschieden werden die Öle nach Herkunft, Eigenschaften, Prozess- und Produktqualität. Die Beschreibung eines naturbelassenen Öls kann umfassen:

  • die Anbauweise der Pflanze (konventionell, ökologisch (kba) oder Wildsammlung)
  • den deutschen und botanischen Namen der Pflanze
  • das Produktionsland der Pflanze
  • den verwendeten Pflanzenteil (Wurzel, Blüte, Frucht oder Blatt)
  • den Chemotyp der Pflanze (bei Pflanzen einer Art, die sich nur in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden). Bei einigen Pflanzen können diese Unterschiede in der Zusammensetzung des Öls hervorrufen. Je nach Chemotyp des Thymian beispielsweise ist Thymol oder Linalool enthalten.
  • Gewinnungsverfahren des ätherischen Öles
  • Bei Extraktion: Angabe des Lösungsmittels und ggf. Angaben zu Rückstandskontrollen
  • Bei zähflüssigen ätherischen Ölen (z. B. Vanille, Tonka) die Art des Verdünnungsmittel (z. B. Weingeist, Alkohol,Jojobaöl) und das Mischungsverhältnis
  • Angaben zu biochemischen und physikalischen Analysen (z. T. beim Hersteller nach Chargennummern abrufbar)

Natürliche Öle

Natürliche Öle bestehen aus mehreren naturreinen Komponenten, werden also nicht ausschließlich aus der namensgebenden Pflanze gewonnen. Natürliche Öle dürfen keine synthetischen Zusätze enthalten. Eine Mischung eines naturreinen Öles mit synthetischen Zusätzen bezeichnet man als natürlich/naturidentisch (N/NI).

Naturidentische Öle

Die Bestandteile naturidentischer Öle werden nach dem Vorbild der chemischen Zusammensetzung natürlicher ätherischer Öle synthetisch hergestellt, so dass sie ähnlich wie natürliche Öle riechen. Die Zusammensetzung naturidentischer Öle ist häufig weniger komplex als die der natürlichen Varianten, so besteht beispielsweise naturidentisches Rosmarinöl aus ca. elf Bestandteilen, während das naturbelassene ätherische Öl ca. 150 Inhaltsstoffe hat.

Künstliche Öle

Künstliche Öle kommen in der Natur nicht vor. Sie werden gezielt auf einen bestimmten Geruch hin entworfen.

Haltbarkeit

Im Gegensatz zu den fetten Ölen werden ätherische Öle nicht ranzig. Allerdings können einige ätherische Öle bei unsachgemäßer Aufbewahrung mit dem Luft-Sauerstoff oxidieren, so dass toxische Reaktionsprodukte entstehen. Auch Reaktionen zwischen den Komponenten in einem Parfum sind möglich. Auf diese Art und Weise kann ein Parfum wie ein guter Wein "reifen".

Markt

Der weltweite Markt für insgesamt rund 120 verschiedene ätherische Öle wird auf über 600 Mio. € geschätzt, die Nachfrage ist relativ stabil bei 50.000 bis 60.000 Tonnen pro Jahr, davon rund ein Drittel Zitrusöle. Mehr als 50 % der Menge auf dem Weltmarkt stammt aus China. In Deutschland werden kaum ätherische Öle produziert, da die wenigsten Ursprungspflanzen für die Öle in heimischem Anbau gedeihen. Wegen der sehr energieintensiven Destillation sind die Energiekosten ein weiterer Standortnachteil. Die Produktion in Deutschland ist lediglich bei Kamille und Zitronenmelisse wirtschaftlich.[10]

Siehe auch

Literatur

  • Karl-Georg Fahlbusch, Franz-Josef Hammerschmidt, Johannes Panten, Wilhelm Pickenhagen, Dietmar Schatkowski, Kurt Bauer, Dorothea Garbe, Horst Surburg: Flavors and Fragrances. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim, S. 84, doi:10.1002/14356007.a11_141.
  • Johanna Graßmann, Renate Spitzenberger, Susanne Hippeli, Renate Vollmann, Erich F. Elstner: Etherische Öle aus der Latschenkiefer. In: Naturwissenschaftliche Rundschau. 58(3), 2005, S. 127–133, ISSN 0028-1050
  • Wolfgang Legrum: Riechstoffe, zwischen Gestank und Duft, Springer, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-07309-1.
  • Bettina Malle, Helge Schmickl: Ätherische Öle selbst herstellen. Verlag Die Werkstatt, Göttingen 2007, ISBN 978-3-89533-552-5.
  • D. Gary Young: Raindrop Technique. Essential Science, 2003, ISBN 978-0-943685-36-6.

Weblinks

Commons: Ätherische Öle - Weitere Bilder oder Audiodateien zum Thema

Einzelnachweise

  1. In der Fachliteratur werden beide Schreibweisen verwendet, der Duden erlaubt beide Schreibweisen, Quelle: http://www.duden.de/rechtschreibung/aetherisch_aetherhaltig
  2. Eintrag Etherische Öle und Riechstoffe, in Seilnachts Chemielexikon, abgerufen am 1. Mai 2017 auf: http://www.seilnacht.com/Chemie/problema.html#etherischeoele
  3. Thomas Seilnacht: Wirkstoffe der Heilpflanzen, abgerufen am 3. Mai 2017 auf: http://www.digitalefolien.de/biologie/pflanzen/heilk/bioheil.htm
  4. Dietrich Frohne, Uwe Jensen: Systematik des Pflanzenreiches unter besonderer Berücksichtigung chemischer Merkmale und pflanzlicher Drogen. 4. Auflage, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart / Jena / New York, ISBN 3-437-20486-6, S. 311.
  5.  Wolf-Dieter Müller-Jahncke, Christoph Friedrich, Ulrich Meyer: Arzneimittelgeschichte. 2., überarb. und erw. Aufl Auflage. Wiss. Verl.-Ges, Stuttgart 1. Januar 2005, ISBN 9783804721135, S. 77-79.
  6. Thomas Seilnacht: Wirkstoffe der Heilpflanzen, abgerufen am 3. Mai 2017 auf: http://www.digitalefolien.de/biologie/pflanzen/heilk/bioheil.htm
  7. Umweltbundesamt: Duftstoffe, abgerufen am 3. Mai 2017 auf: http://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/umwelteinfluesse-auf-den-menschen/chemische-stoffe/duftstoffe
  8. Eintrag Etherische Öle und Riechstoffe, in Seilnachts Chemielexikon, abgerufen am 1. Mai 2017 auf: http://www.seilnacht.com/Chemie/problema.html#etherischeoele
  9. Legrum, Wolfgang: Riechstoffe, zwischen Gestank und Duft, S. 160-162 Springer, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-07309-1
  10. Marktanalyse Nachwachsende Rohstoffe, Teil II. (PDF) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, meó Consulting Team, Faserinstitut Bremen, nova-Institut, 2007, S. 343.
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