Kommt der Mentholgeschmack demnächst aus der Papierfabrik?

Menthol ist der Hauptbestandteil des natürlichen Minzaromas, das in unzähligen Produkten der Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie Verwendung findet – zum Beispiel in Kaugummi oder Mundwasser. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TH Köln haben jetzt einen neuartigen Syntheseweg für den beliebten Inhaltsstoff vorgestellt, der auf fossile Ressourcen verzichtet.

Im Projekt „Waste2Menthol – Synthese von Menthol aus Abfällen der Papierindustrie“ entwickelten sie ein Verfahren, bei dem Menthol aus Terpentinöl hergestellt wird. „Wenn Holzfasern während der Papierproduktion zerkocht werden, entsteht Terpentinöl“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Matthias Eisenacher von der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften der TH Köln. Bisher werde dieses Nebenprodukt vor allem zur Energiegewinnung genutzt oder bei der Herstellung von Biodiesel weiterverarbeitet. Das Team der TH fokussierte sich in dem Projekt jedoch auf die chemische Verbindung 3-Caren, die etwa 30 Prozent des Öls ausmacht – und aus der man Menthol extrahieren kann.

Um das Terpentinöl in seine Bestandteile zu zerlegen, entwarfen und bauten die Forschenden eine Trennanlage, in der die sogenannte Rektifikation stattfindet. Dabei handelt es sich um ein thermisches Trennverfahren, das die Bestandteile einer Flüssigkeit entsprechend ihrer Siedepunkte trennt.

Parallel startete die Arbeit an der chemischen Synthese von 3-Caren zu Menthol. „Uns war besonders wichtig, dass das Verfahren auch in der Industrie realistisch umgesetzt werden kann. Daher wollten wir mit möglichst wenigen Syntheseschritten auskommen und nur marktübliche Methoden und Anlagenteile verwenden“, so Eisenacher.

Für das Verfahren benötigten die Forschenden schließlich vier Schritte. Die ersten drei seien mit einer Ausbeute von 90 Prozent bereits praxistauglich. „Der letzte Schritt kommt trotz aller Optimierung nur auf eine Ausbeute von 65 Prozent“, sagt Eisenacher. Insgesamt sei die Machbarkeit des neuen Verfahrens damit nachgewiesen. Es sei jedoch weitere Forschung nötig, um das Syntheseverfahren auf ein kommerziell wettbewerbsfähiges Niveau zu bringen.