Natürliche Lösungsmittel erschließen den verborgenen Resveratrol-Reichtum von Weinrebenabfällen

Forscher berichten, dass natürliche tief eutektische Lösungsmittel, bekannt als NaDES, eine effizientere und nachhaltigere Möglichkeit bieten könnten, wertvolle Stilbenoid-Verbindungen aus Nebenprodukten der Rebe wie Rinde und Ranken zu extrahieren, wie eine im Journal of Chromatography A veröffentlichte und von PubMed indexierte Studie zeigt.

Die Arbeit konzentrierte sich auf Stilbenoid-Polyphenole, die in Rebenmaterial aus dem Weinbau anfallen. Diese Verbindungen, zu denen trans-Resveratrol und trans-ε-Viniferin gehören, haben wegen ihrer antioxidativen, entzündungshemmenden und antimikrobiellen Eigenschaften Aufmerksamkeit erlangt. Die Studie untersuchte, ob NaDES, eine Klasse von Lösungsmitteln auf Basis natürlicher Metaboliten, die Extraktion im Vergleich zu herkömmlichen Lösungsmitteln verbessern könnten, wie sie in Laboren und der Industrie häufig verwendet werden.

Die Forscher testeten 11 NaDES-Formulierungen und wählten trans-ε-Viniferin als Modell-Stilbenoid für das erste Screening aus. Sie fanden heraus, dass die Komponenten, die sich am besten zur Lösung dieser Verbindung eigneten, Cholinchlorid, Prolin, Glycerin und Glukose waren. Laut der Studie übertrafen die besten reinen NaDES Ethanol bereits in ihrer Fähigkeit, trans-ε-Viniferin zu solubilisieren.

Die Vorteile wurden noch größer, wenn den Lösungsmittelgemischen Wasser zugesetzt wurde. Nach der Optimierung der Zusammensetzung mit Wasseranteilen von bis zu 50% berichteten die Forscher von einer deutlichen Zunahme der Solubilisierung auf mehr als 13 mg/mL. Das entsprach einer mehr als 100-fachen Steigerung im Vergleich zu Ethanol unter den im Artikel beschriebenen Bedingungen.

Anschließend wechselte das Team von Solubilitätstests zu Extraktionsversuchen mit ultraschallunterstützter Extraktion an Rinde und Ranken von Vitis vinifera. Die extrahierten Verbindungen wurden mit HPLC-DAD und UHPLC-HRMS gemessen, zwei Analysetechniken zur hochpräzisen Identifizierung und Quantifizierung chemischer Substanzen.

In diesen Extraktionstests erzielten NaDES aus Prolin-Säure-Gemischen laut Studie deutlich höhere Ausbeuten an trans-ε-Viniferin, trans-Resveratrol und anderen Stilbenoiden als herkömmliche Lösungsmittel, darunter Ethanol, Aceton und Ethylacetat. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Lösungsmittelsysteme die Rückgewinnung von Verbindungen verbessern können, die in holzigen Rebenrückständen enthalten sind, die oft als landwirtschaftlicher Abfall von geringem Wert gelten.

Die Forschung fügt sich in eine breitere Bewegung ein, um umweltfreundlichere Verarbeitungsmethoden für landwirtschaftliche Nebenprodukte zu finden. Weinberge erzeugen jede Saison große Mengen an Rebschnitt, Rinde und Ranken, und ein Großteil dieses Materials hat nur begrenzten kommerziellen Nutzen. Indem die Studie zeigt, dass natürlich gewonnene Lösungsmittelsysteme in diesem Umfeld herkömmliche organische Lösungsmittel übertreffen können, weist sie auf einen möglichen Weg hin, Weinbergsrückstände in höherwertige Inhaltsstoffe umzuwandeln.

Das ist für den Getränkesektor relevant, weil Weingüter zunehmend unter Druck stehen, Abfälle zu reduzieren und die Wirtschaftlichkeit von Nachhaltigkeitsbemühungen zu verbessern. Wenn sich diese Extraktionsmethoden über Laborbedingungen hinaus skalieren lassen, könnten sie Produzenten dabei helfen, Resveratrol, Viniferine und verwandte Verbindungen effizienter aus Rebschnittresten zurückzugewinnen. Diese Extrakte könnten potenziell neue Anwendungen in weinbezogenen Zutaten, der Entwicklung funktioneller Getränke oder anderen wertschöpfenden Anwendungen im Zusammenhang mit der Traubenproduktion unterstützen und zugleich das Argument für umweltfreundlichere industrielle Verfahren stärken.

Die Autoren erklärten, die Ergebnisse stützten NaDES als grüne Alternative zur Extraktion von Stilbenoiden aus Nebenprodukten der Rebe, mit potenziellen Anwendungen in Kosmetika und funktionellen Lebensmitteln. Zwar stellte die Studie keine kommerzielle Leistungsfähigkeit im industriellen Maßstab fest, sie liefert jedoch neue Hinweise darauf, dass das Design von Lösungsmitteln eine wichtige Rolle dabei spielen kann, sowohl die Ausbeute als auch die Nachhaltigkeit bei der Nutzung von Weinbergsresten zu verbessern.