Ob in Lebensmitteln, Duftkerzen oder Kosmetika – Vanillin, der Hauptaromastoff der Vanille, ist weltweit einer der meist eingesetzten Aromastoffe. Zehntausende Tonnen werden jährlich benötigt. Doch Vieles, was nach Vanille schmeckt und riecht, enthält noch lange nicht echte Vanille, denn die ist selten und teuer. Weil die Nachfrage die verfügbare Menge echter Vanille deutlich übersteigt, werden etwa 90 Prozent des Vanillins künstlich hergestellt.
Herstellung künstlicher Vanille basiert meist auf Erdöl
Ein Großteil des künstlich hergestellten Vanillearomas wird auf Basis von fossilen Stoffen erzeugt – das ist billiger, aber schlecht für die Umwelt. Siegfried Waldvogel, Professor für Chemie an der Universität Mainz, erklärt, wie Vanillin auf diese Weise hergestellt wird:
Die größte Menge wird nach wie vor aus fossilen Quellen gewonnen. Das heißt, dass Sie erst einmal Erdöl in der Raffinerie destillieren. Aus dem dort gewonnenen Benzol machen Sie über mehrere Schritte dann das Vanillin.
Alternativ wird Vanillin schon länger auch aus Holz gewonnen. Genau genommen wird der Aromastoff aus dem im Holz enthaltenen Lignin gewonnen, das Spuren von Vanillin enthält. Dieses braune Pulver entsteht neben dem weißen Zellstoff bei der Papierherstellung.
Das Problem: Um das Vanillin zu gewinnen, ist das bisherige Verfahren auf Kupfer als Katalysator angewiesen. Doch Kupfer ist eine begrenzte Ressource und nur schwer zu recyclen.
Verfahren mit Lignin nun nachhaltiger und kostengünstiger
Siegfried Waldvogel und sein Team haben einen anderen Weg gefunden. Das im Lignin enthaltene Vanillin kann nämlich auch mit einem Elektrolyseverfahren - also mit Strom - zusammen mit Hitze und Druck aus dem Lignin gewonnen werden.
Jetzt konnte das Team zeigen, dass sich auch ein anderes Oxidationsmittel als Kupfer für den Prozess eignet. Bei dem kürzlich im Fachmagazin Angewandte Chemie veröffentlichen Verfahren kommt eine Karbonatlösung zum Einsatz, die später sowieso für die Weiterverarbeitung von Lignin benötigt wird. Damit wird die Entstehung von Abfallstoffen vermieden und es kann auf den Einsatz von Kupfer verzichtet werden. Zudem ist die Methode kostengünstiger.
Vom Labor in die breite Anwendung
Bereits heute ist das Verfahren so effizient, dass es sich auch im großen Maßstab umsetzen lässt. Schon jetzt könnten mit ihrer Methode ungefähr sechs bis sieben Prozent Vanillin aus Lignin gewonnen werden, berichtet Waldvogel. Es ist ein einfacher Zwischenschritt, der eines Tages direkt bei der Papierherstellung eingesetzt werden könnte. Jetzt muss das Verfahren vom Labor in die breite Anwendung gebracht werden.
Wenn alles so weiterläuft, wie es jetzt aussieht, dann wird irgendwann wahrscheinlich ein Zellstoffhersteller dieses Verfahren in seiner Anlage implementieren. Und dann wird es natürlich die ersten großen Säcke Vanillin nach unserem Verfahren geben.
Damit könnte sich in Zukunft also etablieren, dass aus Holz nicht nur Papier, sondern auch nachhaltiges Vanillearoma hergestellt wird.
