Ausbruch von Aromen
Lichtinduzierte Gasbildung zerbricht Mikrokapseln und setzt Duftstoffe frei
Duftstoffe, die empfindlich sind oder die ihr Aroma erst mit zeitlicher Verzögerung freisetzen sollen, können in Mikrokapseln eingeschlossen werden. Schweizer Wissenschaftler stellen jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen neuen Typ Mikrokapseln vor, die von ihren Inhaltsstoffen aufgebrochen werden, wenn sie mit Licht bestrahlt werden.
Es gibt verschiedene Arten von Mikrokapseln, die beispielsweise in Waschmitteln und anderen Verbraucherprodukten eingesetzt werden. Soll etwa ein Duftstoff in einem Waschmittel während der Wäsche austreten, werden die Kapseln so konzipiert, dass sie sich in der Waschmaschine auflösen. Andere Arten von Mikrokapseln überstehen die Wäsche, brechen aber auf, wenn das Wäschestück bei Tragen mechanisch gerieben wird. Der Duftstoff wird nach und nach frei und das Kleidungsstück riecht länger frisch.
Das Team um Damien L. Berthier und Andreas Herrmann (Firmenich SA, Genf, Schweiz) hat jetzt eine weitere Kapselvariante entwickelt, die ihren duftigen Inhalt freisetzen, wenn sie ins Licht kommen. Das Prinzip dahinter: Die Kapseln enthalten eine Stoffklasse, die von Licht gespalten wird. Dabei werden Gase frei, die im Kapselinneren einen Überdruck erzeugen, der die Kapseln aufplatzen lässt.
Für ihre Studien verwendeten die Forscher etwa 10 bis 25 µm kleine Kapseln aus Polyharnstoff, die so genannte 2-Oxoacetate enthielten. Es handelt sich dabei um Verbindungen, die unter UV-Licht gespalten werden. In Abwesenheit von Sauerstoff wird ein Molekül CO, in Anwesenheit von Sauerstoff CO2 abgespalten. Dadurch steigt der Druck innerhalb der Kapseln und bringt sie zum Bersten. Die Kapseln können eine geruchsneutrale Oxoacetat-Verbindung plus einen oder mehrere Duftstoffe enthalten. Alternativ kann die Oxoacetat-Gruppe auch direkt an einen der Duftstoffe gekoppelt werden. Die Freisetzung der eingeschlossenen Verbindungen erfolgt entweder durch das Aufbringen der Kapseln auf eine Oberfläche, die dem Tageslicht ausgesetzt ist, kann aber auch wie bisher durch das mechanische Zerreiben der Kapselwand erreicht werden.
Das einfache, preisgünstige und sehr effiziente neue Konzept ist besonders zur Verkapselung und kontrollierten Freisetzung flüchtiger Verbindungen, wie Duftstoffen, geeignet. In der Zukunft könnte diese Technologie aber auch zur kontrollierten Freisetzung anderer Substanzklassen, wie etwa Agrochemikalien, verwendet werden.
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