專利名稱：生產(chǎn)含多酚的組合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)含多酚的組合物的方法。
多酚是包括一個(gè)以上酚基的那些化合物。
多酚有如下幾類類黃酮(該術(shù)語一般常用于指多酚，但在歐洲更經(jīng)常地僅指黃酮)，黃烷醇，原花色素(也稱為原兒茶精、原花色素苷、矢車菊苷配質(zhì)和鞣酸)以及花色素苷。
黃酮是具有

圖1中所示基本結(jié)構(gòu)的化合物，其中兩個(gè)苯環(huán)(A和B)與含一個(gè)羰基的雜環(huán)六元環(huán)C連接。環(huán)B可連接在2號位(如圖所示)而得黃酮或者連接在3號位而得異黃酮。可在位置3、5、7和3′、4′、5′發(fā)生羥基化而得被稱為黃酮醇的化合物。黃酮醇的典型實(shí)例有槲皮素(在位置3、5、7、3′、4′上羥基化)，山萘酚(在位置3、5、7、4′上羥基化)，以及楊梅樹皮素(在位置3、5、7、3′、4′、5′上羥基化)。它們可作為糖苷配基或者作為O-糖苷天然存在(例如D-葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖等)。還發(fā)現(xiàn)了其它取代形式如甲基化、硫酸化和丙二?；?。
黃烷醇具有圖2中所示的基本結(jié)構(gòu)。兩種最常見的黃烷醇是兒茶精(在位置5、7、3′、4′上有羥基)及其立體異構(gòu)體表兒茶精?？捎脳斔崾惯@些羥基酯化。原花色素是兒茶精和/或表兒茶精的聚合物，可含多達(dá)8個(gè)或更多個(gè)單元。這些化合物常被稱為原花色素苷、矢車菊苷配質(zhì)或鞣酸。
花色素苷是有色物質(zhì)，有時(shí)稱為花色素。典型實(shí)例有花青素(在位置3、5、7、3′、4′上羥基化)，飛燕草苷元(在位置3、5、7、3′、4′、5′上羥基化)和花葵素(在位置3、5、7、3′上羥基化)。這些羥基通常被糖基化和/或甲氧基化(例如錦葵苷元在3′、5′上)。
在通稱“多酚”中包括二羥基-或三羥基苯甲酸和植物抗毒素，它的典型實(shí)例是白藜蘆醇。
不同量的多酚見于大量天然產(chǎn)物中，特別是植物性材料如水果和蔬菜。尤其，多酚存在于葡萄皮和葡萄籽中，而在釀制葡萄酒期間這些多酚混入葡萄酒中。紅葡萄酒是通過使發(fā)酵液和壓榨了的葡萄殘?jiān)?葡萄渣)保持長時(shí)間接觸而制作的，但在制作白葡萄酒時(shí)葡萄皮被較快除去。因此，一般的葡萄酒，尤其是紅葡萄酒，含相當(dāng)量的多酚(多達(dá)約1～3g/L)，所以是多酚化合物的潛在商業(yè)來源。
已知多酚具有抗氧化性能，所以在食品、化妝品和制藥工業(yè)具有潛在的用途。然而，為了使多酚被商用，必須以更濃縮的形式從葡萄酒中分離多酚。多年前就可獲得脫醇葡萄酒，且可通過蒸餾濃縮。而且，可在一定條件下通過噴霧干燥法從脫醇葡萄酒獲得干粉末。
除了酒精和多酚外，葡萄酒還含很多物質(zhì)；這些物質(zhì)可能包括碳水化合物(尤其是葡萄糖)、酒石酸和無機(jī)鹽。典型的紅葡萄酒含約23g/L固體物和1.5g/L多酚。為了商用，優(yōu)選的應(yīng)是該多酚應(yīng)呈穩(wěn)定的和容易運(yùn)輸?shù)男问?，最?yōu)選是作為固體。在溶液中，尤其在脫醇的葡萄酒中，多酚能被氧化，和被微生物污染。因此需要一種方法將葡萄酒中總的多酚與其它成分分離。
雖然葡萄酒容易獲得，但多酚的平均含量不大。很大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)應(yīng)該是應(yīng)用葡萄酒副產(chǎn)品如葡萄皮或葡萄渣(在壓榨葡萄而得果汁之后獲得的葡萄皮和葡萄籽的混合物)。葡萄渣含葡萄籽，而葡萄籽在工業(yè)中被廣泛用于獲得葡萄籽油和多酚。兩種這樣的產(chǎn)品是EndotenolTM(Sanofi-Labaz，法國)和ActivinTM(Interhealth Nutritionals Inc,California,USA)。
美國專利5484594公開了一種制備富含原兒茶精(原花色素)的提取物的方法。
葡萄籽主要含一類多酚，即原花色素，以兒茶精、表兒茶精及其酯為次要成分。得自葡萄籽的物質(zhì)沒有葡萄酒或葡萄皮中存在的那樣寬范圍的多酚。葡萄籽提取物不適合制備“總的酚儲備”并且在活體內(nèi)不能保護(hù)低密度脂蛋白以防氧化。
發(fā)酵前的葡萄皮含有存在于完整葡萄中的所有多酚。當(dāng)制備紅葡萄酒時(shí)，大多數(shù)多酚被含水酒精從葡萄皮中浸出，所以葡萄渣就會缺乏一些多酚。在白葡萄酒的制造中，在發(fā)酵期間葡萄皮通常不存在，所以多酚留在葡萄渣中。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能預(yù)測，開發(fā)一種制造方法不會是簡單的。要提供如葡萄酒、葡萄皮和葡萄渣中那樣的有機(jī)和無機(jī)化學(xué)物質(zhì)的復(fù)合混合物，獲得高濃度多酚(初始僅以固體物的約5～10％存在)的可能性代表著一種需要發(fā)明技巧的挑戰(zhàn)。
多酚是具有非常不同的分子量和極性的物質(zhì)的混合物。已知它們是可溶或部分可溶的極性溶劑或其混合物(例如水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯)。而且某些樹脂(例如Sephadex LH-20)已被用于分離多酚以便通過薄層色譜、柱色譜和HPL色譜進(jìn)行分析。
已很意外地發(fā)現(xiàn)了，可以從紅葡萄酒生產(chǎn)多酚而獲得具有高濃度多酚(一般約45％)的產(chǎn)品，其中黃酮醇可能占至少0.5％w/w。此外，已發(fā)現(xiàn)可從白葡萄酒渣獲得類似的產(chǎn)物。
本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種生產(chǎn)得自葡萄的含多酚的組合物的方法，該方法包括如下步驟制備含多酚的液體葡萄提取物；將該液體提取物與可分離該提取物的各組分的分離介質(zhì)接觸；再回收存在多酚的級分。
在一些實(shí)施方案中，分離介質(zhì)通過分配作用(即在固定的液相和流動的洗脫相中具有不同的相對溶解性(分配系數(shù))的混合物的不同組分)將液體提取物分離。
更優(yōu)選地，分離介質(zhì)通過吸附作用將液體提取物分離，多酚級分一般通過選擇性洗脫回收。
吸附機(jī)制一般取決于分離介質(zhì)和液體提取物各組分之間非專一性的偶極-偶極相互作用。與分離介質(zhì)結(jié)合較不牢固的那些分子被洗脫劑(溶劑)帶走較快。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，分離介質(zhì)是適用于食品工業(yè)的色譜介質(zhì)。適宜地該介質(zhì)被負(fù)載于大的(制備性)規(guī)模色譜柱中。可以應(yīng)用天然聚合介質(zhì)，例如微粒纖維素，它特別適合于分離核苷酸、糖類、氨基酸和多酚。應(yīng)用微粒纖維素或其衍生物的可能缺點(diǎn)是在含水環(huán)境中的溶脹和/或在壓力下的壓縮性。其它替代物有硅膠、葡聚糖聚合物(例如SephadexTMLH20,Pharmacia UK)或瓊脂糖珠(例如SepharoseTM,Pharmacia,UK)。
其它備選的天然吸附劑包括氧化鋁、二氧化硅和羥基磷灰石；然而，這些物質(zhì)可能不適用于食品工業(yè)，因?yàn)榇嬖凇凹?xì)粉”(直徑＜20μm的粒子)。
更適宜地，分離介質(zhì)應(yīng)包括合成聚合物樹脂。通常這些合成聚合物吸附劑呈非離子型大網(wǎng)絡(luò)樹脂的形式，它們通過疏水性作用和極性作用吸附和釋放離子型和極性分子(化合物)；它們通常在等度條件(即只應(yīng)用固定組成的單一洗脫劑)下應(yīng)用。
這些聚合物樹脂通常得自合成的疏水性聚芳烴樹脂，例如聚乙烯基苯(聚苯乙烯)。這些樹脂是以商品名如Diaion、Amberlite和Dowex生產(chǎn)的。的確，特別優(yōu)選的分離介質(zhì)包括Diaion HP20，即一種聚苯乙烯樹脂。
應(yīng)用這些樹脂的優(yōu)點(diǎn)在于它們具有較大表面積(一般是450～800m2/g)和高孔隙率(孔體積通常是0.6～1.8ml/g)以及大的平均孔徑(通常是100～800)，它們結(jié)合粗粒徑(通常是20～60目，濕的)使得可達(dá)到高的提取物流速以及保留目的化合物的大容量。
也可應(yīng)用適當(dāng)極性的基于聚丙烯酸酯的樹脂。但是，對不同多酚的選擇性不可能相同。
用于從聚合物樹脂洗脫的洗脫溶劑可以是為制備食品所能接受的任意溶劑(例如水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿或其混合物)。
所述液體葡萄提取物可以是發(fā)酵的(例如葡萄酒或脫醇葡萄酒)或未發(fā)酵的(例如得自葡萄渣)。特別優(yōu)選的是紅葡萄酒，或是從白葡萄酒渣或葡萄皮制備的含水提取物。
優(yōu)選的是應(yīng)用基本上從葡萄皮而不是從葡萄籽制備的液體葡萄提取物(比如，不同于US5,484,594公開的方法)。
該組合物一般以干粉末形式提供。于是，本發(fā)明的方法可能有一個(gè)干燥步驟。各種干燥技術(shù)都是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的特別優(yōu)選的是噴霧干燥。
本發(fā)明方法的實(shí)施一般產(chǎn)生一種組合物，它包含至少25％w/w多酚，優(yōu)選至少35％，更優(yōu)選至少45％，最優(yōu)選至少50％。還希望該多酚含量將含黃酮醇。由本發(fā)明方法生產(chǎn)的組合物的黃酮醇含量將優(yōu)選至少是0.01％w/w，更優(yōu)選至少是0.1％，最優(yōu)選至少是1％。相對于該組合物的總多酚含量來說，黃酮醇應(yīng)優(yōu)選占至少0.5％(w/w)，更優(yōu)選至少是1.0％，最優(yōu)選至少是2％。
本發(fā)明的一個(gè)特定目的是制備含葡萄酒多酚、葡萄多酚和葡萄渣多酚的一種干粉末，它未被起始原料的其它成分高度污染。該多酚粉末應(yīng)適宜地含不多于75％的起始原料中存在的污染物質(zhì)。通常紅葡萄酒固體含4～12％多酚。
高達(dá)25％的濃度表示高達(dá)原始葡萄酒或葡萄皮中存在的濃度的兩倍。優(yōu)選地，該多酚粉末將含不多于5～65％的存在于起始原料中的污染物。
應(yīng)懂得在制備實(shí)踐中可在噴霧干燥前添加填充物如麥芽糖糊精。這就給出一種干粉末，其中多酚被稀釋了，而且它可能便于制備軟飲料，并作為食物品種的添加劑。起始原料不管是葡萄酒、葡萄皮或是葡萄渣，通常具有差的風(fēng)味，這是因?yàn)榇嬖跓o機(jī)鹽、酒石酸和葡萄酒調(diào)味劑。在將它們用于食品之前很需要從多酚中除去這些物質(zhì)。
在一個(gè)典型的制備方法中，將脫醇葡萄酒濃縮，再使它通過吸附樹脂柱。然后用含水酒精將它洗脫，除去酒精，通過加熱將混合物濃縮，再將殘余物噴霧干燥。應(yīng)用的樹脂可以是通過用溶劑洗脫能得到多酚的任意樹脂。樹脂和溶劑二者應(yīng)優(yōu)選是那樣的，即符合良好的食品制備過程并被衛(wèi)生當(dāng)局許可?？杀粦?yīng)用的典型樹脂包括上面列舉的那些。
至于葡萄皮或葡萄渣，將原料與合適的溶劑(優(yōu)選是水或含水酒精)充分混合，可將它們加熱以加速提取過程。然后通過靜態(tài)潷析、離心或過濾(加或不加絮凝劑)得清亮溶液。接著可按上述關(guān)于脫醇葡萄酒的相同方法將該液體加到樹脂柱上。最優(yōu)選的來源是釀制白葡萄酒前的葡萄皮或葡萄渣，因?yàn)樵撐镔|(zhì)具有高的多酚含量。
另一種合適的方法是溶劑提取?？蛇@樣做，即將葡萄酒，葡萄皮或葡萄渣提取物弄干，再提取該固體物質(zhì)，然后蒸發(fā)并回收溶劑。殘余物或提取物可能富含多酚。也可應(yīng)用液/液提取而分離液體，再從富含多酚的溶劑中蒸掉溶劑，得干粉末。
現(xiàn)將通過闡述性實(shí)施例并參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中圖1和2示出某些多酚化合物的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例1從紅葡萄酒制備多酚粉末將約2000L紅葡萄酒(法國1993“赤霞珠”)過濾以除去沉積物，在75～80℃和300毫巴壓力的真空下蒸餾1分鐘，然后冷卻，在55℃和真空下濃縮，再通過致冷作用迅速冷卻到25℃。使?jié)饪s了的葡萄酒通過一個(gè)裝填有65L Diaion HP-20樹脂、直徑55cm、高約2m的柱。用250L蒸餾水洗滌該柱，再用約250L 50％乙醇在約150分鐘的時(shí)間內(nèi)將多酚洗脫。在該時(shí)間之后，由Folin-Ciocalteu法，估測洗脫液不含多酚。然后在真空下蒸餾將洗脫液濃縮至35％干物質(zhì)，接著在氮?dú)庀聡婌F干燥而得約2kg粉末，濕含量為3～4％。
該多酚粉末是呈深紅色的優(yōu)良的食品成分，當(dāng)溶于水或含水酒精時(shí)十分可口，喝一口的味覺類似于紅葡萄酒的口感。建議日劑量是1～2g/天。
與紅葡萄酒相比，該多酚粉末成比例地含比其它多酚更多的原花色素苷。
應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)方法由專門做葡萄酒分析的實(shí)驗(yàn)室(INRA,Montpelier，法國)分析了該多酚粉末。表中示出了多酚粉末與用于提取的典型“赤霞珠”紅葡萄酒的比較。
本方法濃縮了原花色素級分，但估測的所有多酚仍以有效量存在。羥基肉桂酸不是多酚，它的濃度被大為減小了。表1．紅葡萄酒和多酚粉末的組成
實(shí)施例2從葡萄渣制備多酚粉末在30℃下將得自白葡萄的約2000kg葡萄渣與2500L蒸餾水在商用混合器中充分?jǐn)嚢?小時(shí)。然后從混合器中取出該混合物置于槽中讓它沉降達(dá)2小時(shí)，抽出上清液并過濾得清亮液體。再應(yīng)用與實(shí)施例1中相同的方法使用類似量的Diaion HP-20樹脂和洗脫溶劑使多酚吸附在樹脂上。
在濃縮該含水乙醇溶液至35％干物質(zhì)時(shí)，出現(xiàn)重約600g的紅色固體。將該固體溶于10％含水酒精，再噴霧干燥而得不溶于水但可溶于含水酒精的固體。然后在氮?dú)庀聦堄嗳芤簢婌F干燥而得1.4kg含約50％多酚的紅色物質(zhì)。其組成類似于實(shí)施例1中得到的物質(zhì)。
本方法的缺點(diǎn)是在樹脂上吸附前獲得提取物的操作更困難和更費(fèi)時(shí)。雖然產(chǎn)率較小，但葡萄皮來源便宜，所以具有商用優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1．生產(chǎn)得自葡萄的含多酚的組合物的方法，該方法包括如下步驟制備含多酚的液體葡萄提取物；將該液體提取物與能分離該提取物的各組分的分離介質(zhì)接觸；再回收存在多酚的級分。
2．權(quán)利要求1的方法，其中該分離介質(zhì)包括聚合物色譜柱。
3．權(quán)利要求1或2的方法，其中該分離介質(zhì)包括合成聚合物樹脂。
4．權(quán)利要求3的方法，其中該聚合物樹脂包括聚苯乙烯。
5．權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)的方法，它進(jìn)一步包括干燥回收的多酚級分的步驟。
6．權(quán)利要求5的方法，其中該干燥步驟包括噴霧干燥。
7．前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該多酚級分是通過分級洗脫從色譜柱回收的。
8．權(quán)利要求7的方法，其中該洗脫劑包括下列物質(zhì)的一種或多種水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷或氯仿。
9．前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該液體葡萄提取物包括葡萄酒或者從葡萄渣或葡萄皮制備的提取物。
10．前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，它產(chǎn)生包括至少25％w/w多酚的一種組合物。
11．前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，它產(chǎn)生包括至少35％w/w多酚的一種組合物。
12．前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，它產(chǎn)生包括至少45％w/w多酚的一種組合物。
13．前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，它產(chǎn)生這樣一種組合物，該組合物中黃酮醇占多酚的至少0.5％w/w。
14．前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，它導(dǎo)致這樣一種組合物，該組合物中黃酮醇占多酚的至少1％w/w。
15．基本上如本文前述的方法。
全文摘要
公開了一種生產(chǎn)得自葡萄的含多酚的組合物的方法,該方法包括如下步驟:制備含多酚的液體葡萄提取物;將該液體提取物與能分離該提取物的各組分的分離介質(zhì)接觸;再回收存在多酚的級分。
文檔編號A61K31/047GK1230956SQ9719807
公開日1999年10月6日 申請日期1997年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月20日
發(fā)明者A·N·霍華德 申請人:霍華德基金會