voorbereiding voor de destillatie: kaneel klein maken

Samenvatting

Op de school waar ik werk hebben ook dit jaar weer leerlingen 6 VWO gekozen voor een onderwerp waarbij etherische oliën een rol spelen. De hoofdvraag die de leerlingen voor hun profielwerkstuk hebben geformuleerd heeft te maken met het effect van kaneelolie (Cassia en Ceylon) op candida albicans.

Met name het verschil tussen Cassia (Cinnamomum aromaticum) en Ceylon (Cinnamomum zeylanicum) etherische olie is interessant om te onderzoeken. De twee soorten kaneelolie (Cassia en Ceylon) zijn door de leerlingen op samenstelling onderzocht, en de resultaten van de aromatogrammen zijn uitgewerkt. In dit artikel lees je over het destilleren van kaneelolie, de opbrengst aan etherische olie, de samenstelling van verschillende soorten kaneelolie en de werking tegen de schimmel Candida albicans.

Candida albicans is een gist die leeft in het maag-darmstelsel en de tractus urogenitalis. Het leeft daar als een zogenaamde commensaal en berokkent gewoonlijk geen schade. Onder bepaalde omstandigheden, met name diegene waarbij het natuurlijke afweersysteem het laat afweten (bijvoorbeeld aids, inname van veel antibiotica, een ernstige ziekte) gaat deze gist soms ‘overgroeien’ en is er sprake van candidiasis. Het kan dan last veroorzaken in bijvoorbeeld de mond, maar ook ter hoogte van de genitalia. Candida albicans kan bij vrouwen zo leiden tot witte vloed. Bestrijding van Candida albicans is dan gewenst.


kaneelschors in de tussenbol van de destilleeropstelling


Escherichia coli bacterie. bron: Gielenaroma.nl

Destilleren van kaneel

De leerlingen kunnen in een onderzoeksinstituut het effect van de etherische olie bekijken door een zogenaamde aromatogram te maken. De techniek is gelijk aan die van een antibiogram voor het testen van antibiotica. Uit bovenstaande aromatogram van Gielenaroma blijkt dat de bacterie gevoelig is voor kaneelschors etherische olie (A). Dit soort proeven voeren we liever niet uit op school in verband met besmettingsgevaar. De leerlingen hebben wel een stoomdestillatie kunnen uitvoeren met Ceylon kaneel (Cinnamomum zeylanicum).

Op school hebben we al eerder kaneel gedestilleerd, maar dan in een veel kleinere opstelling.


Kaneel in de kolf voor de destillatie

Voor deze destillatie heb ik de leerlingen gebruik laten maken van een glazen destilleeropstelling met een capaciteit van 2 Liter. Deze opstelling is vorig jaar ook gebruikt door leerlingen om gedroogde gember te destilleren.


Start van de destillatie van kaneelschors

De leerlingen hadden in totaal 60 gram fijngemaakte kaneelschors in de tussenbol van de destilleeropstelling gebracht. Ik had ze van tevoren al laten rekenen wat de te verwachten opbrengst kaneelolie zou kunnen zijn. Volgens de literatuur ligt de opbrengst van kaneelschors tussen de 0,5 en 1,0%. Uit 60 gram zou je dus theoretisch 0,3 tot 0,6 gram etherische olie moeten kunnen destilleren.


tijdens de destillatie van kaneelschors

Opbrengst aan kaneelolie

De verwachtte opbrengst zijn natuurlijk maar een paar druppels olie. De beschikbare tijd om te destilleren was beperkt. Na 50 minuten hebben de leerlingen de brander uitgezet en stopte de destillatie. Zoals verwacht hebben we een geringe hoeveelheid (een paar druppels) kaneelolie waargenomen. 


Na de destillatie: troebel hydrolaat en enkele druppels etherische olie

Kaneelolie heeft gemiddeld een hogere dichtheid dan water: 0.970-1.100 g/mL bij 25 °C. Dat maakt dat je eerst de etherische olie moet aftappen en daarna het hydrolaat. 

Door het destilleren van de kaneel zijn de leerlingen erachter gekomen dat er heel veel kaneel nodig is om een beetje etherische olie te maken. Daarom hebben ze voor verder onderzoek in de winkel gekochte kaneelolie gebruikt voor verder onderzoek. Wel hebben ze het kaneelhydrolaat wat ze gemaakt hadden meegenomen en laten testen op samenstelling en werking tegen Candida albicans.

Samenstelling van kaneelolie

Om de samenstelling van de (gekochte) etherische olie van Cassia en Ceylon te laten analyseren konden de leerlingen terecht op de TU Eindhoven. Door een gaschromatografische (GCMS) analyse uit te voeren werden een aantal hoofdbestanddelen aangetoond. In beide oliën werd de stof cinnamaldehyde (kaneelaldehyde) aangetoond.

Cassia bevat een veel hoger gehalte van deze stof kaneelaldehyde dan Ceylon en geurt daarom ook wat scherper en minder zoet dan Ceylon etherische olie. 

Werking tegen de schimmel Candida albicans

De leerlingen hadden de mogelijkheid om in Utrecht bij een instituut de werking van de beide kaneel oliën tegen Candida albicans te testen. Dat hebben ze zowel kwalitatief als kwantitatief kunnen doen.

Er is kwalitatief onderzoek gedaan door een aromatogram te maken. Op de afbeelding kan je zien waar de Candida albicans op de agarplaat niet wil groeien. Het witte gedeelte is Candida. Het is goed te zien dat rondom het blauwe stipje (pure kaneelolie) de Candida geen kans krijgt. 

Het kwantitatief onderzoek is uitgevoerd door te meten wat de groei van Candida albicans is in een medium waaraan verschillende concentraties kaneelolie toegevoegd zijn. De leerlingen hadden in deze metingen ook nog het kaneelhydrolaat meegenomen.

Conclusie

Na een dag experimenteren en daarna uitwerken van de resultaten was dit hun eindconclusie:

Je kunt constateren dat de Cassia kaneelolie een schadelijkere stof is voor Candida albicans dan de Ceylon kaneelolie, omdat de remming van de schimmel bij de Cassia kaneelolie met verschillende verdunningen groter is dan bij de verdunningen van de Ceylon kaneelolie.

Bij een hoge concentratie is Cassia kaneelolie schadelijker dan Ceylon kaneelolie, maar naarmate de concentratie verlaagt zwakt de invloed van Cassia kaneelolie af en blijft de Ceylon kaneelolie gelijk. “

Met dank aan Famke Gabriels en Sara Grosfeld, leerlingen 6 VWO van het Frencken college in Oosterhout (NB).