專利名稱：：大蒜加工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及加工來自蔥屬特別是大蒜的提取物的方法，以處理其中包含的多硫化物的濃度和光譜的方法。本發(fā)明還涉及如此制備的產(chǎn)品及其工業(yè)用途，特別是作為作物保護(hù)劑和治療制劑的用途。
背景技術(shù)：
：蔥屬植物，特別是大蒜，發(fā)展為使用各種含硫分子作為防御劑以抗微生物的組織損傷和草食動(dòng)物的進(jìn)食損傷。大蒜植物的主要化學(xué)防衛(wèi)方式需要通過蒜酶轉(zhuǎn)化蒜氨酸，一種含辟Ot物組分。該相互作用的結(jié)果是釋放了蒜素，一種包含兩個(gè)硫分子的不穩(wěn)定的生物學(xué)活性分子。蒜素依次轉(zhuǎn)化成硫的進(jìn)一步還原形式，比如具有附著于硫鏈兩端的曱基或者烯丙基功能基的多硫化物，具有較短硫鏈長的分子，比如二烯丙基二硫化物、二甲基二硫化物和二甲基硫化物，是相當(dāng)穩(wěn)定的，具有的水溶性有限，并且可以通過合成方式以非常高的純度制備。非常大量的文獻(xiàn)證實(shí)了這短硫鏈長度的分子的大量生物學(xué)作用，包括驅(qū)避性、殺蟲效應(yīng)、對植物的生理效應(yīng)、真菌孢子萌發(fā)的刺激效應(yīng)和可能對人的大量治療作用，包括抗生和抗癌性質(zhì)。具有較高硫鏈長(s^a,即包含三個(gè)或更多個(gè)的硫原子)的多硫化物分子也具有非常高的活性，證據(jù)是具有非常廣范圍的生物活性(殺蟲劑、殺線蟲劑、滅螺劑、驅(qū)蟲劑、抗癌劑、抗生素和殺菌劑)。多個(gè)組開始非常詳細(xì)地研究較高錄長多硫化物的生物化學(xué)，特別地重點(diǎn)是二烯丙基三疏化物和二烯丙基四硫化物的作用位點(diǎn)。一個(gè)多硫化物的已知可能活性的最新評價(jià)描述在M13nchberg,U.等人,"Polysulfidesasbiologicallyactiveingredientsofgarlic",Org.Biomol.Chem"2007,5,1505-1518中。形成的一致意見是來源于大蒜的多硫化物提供一組新的活性，因?yàn)橹饕男碌闹委煯a(chǎn)品抗多種形式的人類癌癥。也很快形成了關(guān)于這些分子作為作物保護(hù)劑的可能性的類似觀點(diǎn)。雖然從頭開始化學(xué)合成多硫化物也是可能的，但是相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)是使用來源于母抹植物材料(例如在大蒜提取物中)的多碌u化物的結(jié)果。首先，使用來自于植物的基質(zhì)內(nèi)的化合物賦予多硫化物光譜某些穩(wěn)定性。而且，這些化合物的化學(xué)合成復(fù)雜，并涉及處理重要的危險(xiǎn)物質(zhì)。植物-衍生的物質(zhì)強(qiáng)加給任何制造環(huán)境和通常的環(huán)境顯著低的負(fù)擔(dān)。因此，存在幫助處理、控制和最優(yōu)化用于加工大蒜及其它蔥屬衍生的植物提取物、和實(shí)際上任何含蒜素植物提取物比如來源于大蒜、洋蔥、韭菜、細(xì)香蔥、蔥或巻心菜的植物提取物的技術(shù)的需要。本發(fā)明的目的就是嘗試解決這些問題中的一些。
發(fā)明內(nèi)容因此，在第一個(gè)寬的方面，本發(fā)明提供一種制備多硫化物的方法，其包括將元素硫加入含蒜素植物提取物中的步驟。在大多數(shù)植物中，蒜素(2—丙烯-l-硫代亞磺酸S-2-丙烯g旨)是由蒜氨酸酶(S-烷基(鏈烯基)-L-半胱氨酸亞砜裂解酶)對底物蒜氨酸((2R)-2-氨基-3-[(R)-丙-2-烯基亞磺?；鵠丙酸)作用產(chǎn)生的。蒜氨酸和蒜氨酸酶存在于植物的不同的隔室中，酶轉(zhuǎn)化僅僅在植物組織破壞后發(fā)生。因此，術(shù)語"提取"包括力口工已經(jīng)機(jī)械處理的植物物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)化。合適的機(jī)械處理應(yīng)當(dāng)包括切斷、碾碎或剁碎植物物質(zhì)。一種特別優(yōu)選的方法是使用液化加工，其使用市售"攪拌器"來達(dá)到非常細(xì)顆粒尺寸。也可以對所述提取物進(jìn)行除水步驟，以改善產(chǎn)物的穩(wěn)定性(參見，例如PCT/GB2006/001290)。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述元素疏包括無定形的粉末狀硫("硫華")。然而，預(yù)期也可以使用石危的其它同素異形體或熔融的辟u。優(yōu)選地，在第二個(gè)方面，所述植物提取物為蔥屬的^是取物，特別是大蒜、AlliumsativumL的提取物。在第三個(gè)方面，在任一種方法中，特別優(yōu)選地是所述方法進(jìn)一步包括加熱如此制備的混合物的步驟；優(yōu)選地，在第四個(gè)方面，將所述混合物加熱至至少60攝氏度，更優(yōu)選地，在第五個(gè)方面，將所述混合物加熱至至少70攝氏度。在任一種方法中，特別優(yōu)選地，在第六個(gè)方面，加入硫至濃度為至少0.1%(w/w),更優(yōu)選地，濃度為至少0.2%(w/w),更加優(yōu)選地，濃度為至少0.5%(w/w);最優(yōu)選地，在第七個(gè)方面，其中加入的碌u的濃度為至少l%(w/w)。本發(fā)明還才是供一種制備鏈長增加的多硫化物的方法，其包括如上述的方法，特征在于其中將如此制備的混合物的pH調(diào)節(jié)至低于pH4.0。特別優(yōu)選地是，用有機(jī)酸比如檸檬酸、乙酸或乳酸進(jìn)行這樣的pH調(diào)節(jié)。無機(jī)酸比如鹽酸，特別是硫酸也是優(yōu)選的。本發(fā)明還提供一種制備鏈長減少的多硫化物的方法，其包括根據(jù)第一個(gè)至第七個(gè)方面的方法，并且特征在于加入胺。優(yōu)選包含帶有孤對電子的氮原子的化合物，特別是二丁胺或氨基酸。在側(cè)鏈上帶有另外的氮原子的氨基酸是特別優(yōu)選的。優(yōu)選地，這樣的方法的進(jìn)一步特征在于其中將如此制備的混合物的pH調(diào)節(jié)至高于pH8。一種基本上如本文描述的制備多硫化物的方法也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。.一種根據(jù)本文描述的任一種方法制備的作物保護(hù)劑也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。一種根據(jù)本文描述的任一種方法制備的藥物或治療組合物也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。具體實(shí)施方式作為本發(fā)明的多種實(shí)施方案的示例，將描述處理大蒜提取物的多硫化物組合物的方法的實(shí)施例富含蒜素的大蒜提取物的樣品("標(biāo)準(zhǔn)溶液")是從NeemBiotechLtd,Cardiff,CFM6HR,UnitedKingdom獲得的。在樣品物質(zhì)中蒜素的濃度為約10，000ppm(w/w)。使用這樣的富含蒜素的樣品是為了分析的簡單化，但如下所述的實(shí)例和本文描述的方法同樣可以用于非富含蒜素的植物提取物。合適的起始物質(zhì)可以通過機(jī)械處理蔥屬，特別是大蒜，AlliumsativumL的球莖來制備。使用兩種富含蒜素物質(zhì)的子樣品(sub-samples),其中之一在60。C下研究，另一種在70。C下研咒。在每個(gè)溫度下，產(chǎn)生下述反應(yīng)條件并保持一小時(shí)(1)加熱標(biāo)準(zhǔn)溶液(5經(jīng))。(2)向標(biāo)準(zhǔn)溶液(5g)中加入50mg的元素碌u，然后加熱C3)向標(biāo)準(zhǔn)溶液(5g)中加入5mg的元素碌u,然后力口熱.(4)向標(biāo)準(zhǔn)溶液(5呂)中加入5mg的元素硫和20mg的二丁胺，然后力口熱使用的^5克為市售粉末狀^5克("硫華")形式。將一個(gè)樣品保存在冰箱中一小時(shí)，該時(shí)間與測試溶液加熱的溫度相同，兩個(gè)溫度下的研究以該樣品進(jìn)行對照。在完成加熱階段之后，快速冷卻該溶液，然后幾小時(shí)后用HPLC分析。.表1詳述了在對照樣品(冷凍1小時(shí))中發(fā)現(xiàn)的多辟"匕物的濃度。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>^HPLC峰下面積毫-吸光度單位分析的分子如下DAS:二烯丙基硫化物DAS2:二烯丙基二硫化物DAS3:二烯丙基三碌"匕物DAS4:二烯丙基四硫化物DAS5:二烯丙基五石克化物DAS6:二烯丙基六石克化物反應(yīng)條件(l):將該樣品加熱至6(TC或者70。C,并保持在該溫度l小時(shí).將由該處理得到的產(chǎn)物分析的結(jié)果列在表2中(術(shù)語如前所述)表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>反應(yīng)條件(2):通過向5g的樣品中加入50mg的元素硫(得到1%(w/w)的總濃度)來處理該樣品。通過強(qiáng)力振搖混合所述樣品，并保持在60。C或70。C。將由該處理得到的產(chǎn)物分析的結(jié)果列在表3中(術(shù)語如前所述)表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>反應(yīng)條件(3):通過向5g的樣品中加入5mg的元素石克(得到0.P/。(w/w)的總濃度)來處理該樣品。通過強(qiáng)力振搖混合該樣品，并保持在60。C或者70。C。將由該處理得到的產(chǎn)物分析的結(jié)果列在表4中(術(shù)語如前所述)表4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>反應(yīng)條件(4):通過向5g的樣品中加入5mg的元素硫(得到的總濃度為0.1%(w/w)硫)，并且通過加入20mg的二丁胺(得到的濃度為0.f/。w/v)來處理該樣品。通過強(qiáng)力振搖混合所述樣品，并保持在6(TC或70。C。將由該處理得到的產(chǎn)物分析的結(jié)果列在表5中(術(shù)語如前所述)表5<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>盡管在兩種"富含蒜素的"樣品中的初始多硫化物濃度的存在相當(dāng)大的差異，數(shù)據(jù)表明在加入熱硫和堿性胺的兩種溶液中反應(yīng)性有明顯的一致性。顯示在表1-5中的原始數(shù)據(jù)清楚地顯示出在兩種溫度下，在不存在硫的情況下蒜素轉(zhuǎn)化成多硫化物的模式非常類似，而沒有表明高級多硫化物比如DAS4、DAS5和DAS6的濃度隨著培養(yǎng)溫度的增加而增加。當(dāng)將硫以50mg/5g(1。/。w/w)加入時(shí)，在兩種溫度下高級多硫化物的濃度存在明顯的增加。在兩種溫度下，DAS4的濃度翻倍。在70。C下，DAS5的濃度增加五倍，并且在60和70。C下，DAS6是第一次出現(xiàn)。當(dāng)加入低水平的硫5mg/5g(0.l°/。w/w)時(shí)，高級多硫化物與在加入50mg時(shí)所看到的有類似的增加，但最重要的是，在70°C下，DAS4存在甚至更大的相對增加，其似乎是補(bǔ)償了DAS5和DAS6的相對濃度的減小。DAS4是一種與作物保護(hù)相關(guān)的特別重要的多石?；铩＿@些結(jié)果清楚地顯示出基于DAS4的濃度，通過加入硫以及溫和的加熱，存在相當(dāng)大的增強(qiáng)大蒜提取物中DAS4濃度升高的范圍。在第一個(gè)分析中，加入0.1%w/w(約1kg/卩屯)的硫，如果接著將富含蒜素的溶液加熱至70。C一小時(shí)，則可以使DAS4的濃度翻三倍。最后的試驗(yàn)組合包括加入二丁胺與5mg的硫，其產(chǎn)生與僅僅加入硫完全不同的多硫化物蓄積方式。加入胺催化了高級多硫化物的分解，并產(chǎn)生與培養(yǎng)溫度相關(guān)的兩種結(jié)果當(dāng)與冷培養(yǎng)的對照相比時(shí)，在更冷的溫度下，在O.l%w/w的硫存在下，二丁胺的催化似乎使DAS4的濃度翻三倍。這與在70。C的培養(yǎng)溫度下觀察到的DAS4濃度的顯著減少形成對照。另外，二丁胺(氮的孤對電子)也催化二烯丙基硫化物DAS的生成，該分子第一次在任一個(gè)反應(yīng)順序中出現(xiàn)。這一組試驗(yàn)清楚地證實(shí)在制備從植物來源比如大蒜可獲得的含多硫化物的組合物中，存在相當(dāng)大的增強(qiáng)范圍。這些增強(qiáng)可具有可觀的成本和有效的結(jié)果。2襲試一發(fā)在進(jìn)一步的系列試驗(yàn)中，在新制備的提取物和以冷凍狀態(tài)P&存約三個(gè)月的提取物中進(jìn)行大蒜提取物中多硫化物組合物的處理，以"i正實(shí)所述^支術(shù)對具有不同背景基質(zhì)的樣品的適用性，所述變化可以由用這樣的天然產(chǎn)品通常觀察到的典型的生物變異引起。所述樣品具有不同的形態(tài)(不同顏色)，其表現(xiàn)出在其中發(fā)現(xiàn)蒜素的植物-衍生的基質(zhì)之間的差異。將來源于NeemBiotechLtd的包含約10，000ppm蒜素的樣品再次以冷凍狀態(tài)貯存。解凍子樣品，并稱重10g的等分試樣，接著用元素硫進(jìn)行多種改良。然后，將所有的樣品在70。C下加熱1小時(shí)，定期強(qiáng)力振搖，之后在冰水中快速冷卻。在冷卻后，將100mg的反應(yīng)性上清液加入到10ml的純乙醇中，然后，混合得到的溶液，并過濾子樣品，之后用HPLC分析。將老化樣品標(biāo)記為"Nov06"，其為亮橙色。將未老化樣品標(biāo)記為"Mar07",其為明顯的綠色；兩者都具有類似的新破碎的大蒜氣p木。將沒有加入硫的加熱過的子樣品以及沒有加入硫的放置在水箱中子樣品作為與硫的反應(yīng)對照。在一小時(shí)之后，處理所有的試驗(yàn)溶液，并用HPLC分析，將其作為一組。得到下述結(jié)果表6<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>*這些反應(yīng)也可包括來自元素硫的反應(yīng)，因此應(yīng)當(dāng)小心處理。所有結(jié)果的單位都為mAUs。DAS、DAS2等的命名法如上。DAS7為二烯丙基七辟u化物。所述數(shù)據(jù)清楚地顯示出一些多硫化物最初就存在于樣品中，兩個(gè)樣品在試驗(yàn)開始時(shí)就具有相似度。加熱的作用是顯然的，對于兩種樣品Nov06和Mar07都顯示出DAS3和DAS4濃度的明顯增加。Nov06樣品顯示出最大的相對增加247Q/o相對于Mar07樣品的99%。對于DAS4的增加，也表現(xiàn)出類似的模式(259%vs107%)。以20mg/測試單元包含的硫明顯地誘導(dǎo)DAS5出現(xiàn)，其似乎損失了DAS3。DAS7也似乎是應(yīng)歸于DAS7和元素辟u的共洗脫，^旦這還有待于i正實(shí)。以50mg/測試單元加入硫似乎產(chǎn)生了所有多硫化物一般性增加，除了DAS3,在Nov06樣品中出現(xiàn)了DAS2,并且在Nov06和Mar07樣品中都出現(xiàn)了DAS6。一般而言，所述數(shù)據(jù)似乎證實(shí)了不同來源的富含蒜素的物質(zhì)顯示出對加熱不同的反應(yīng)性，Nov06樣品相對更多地將蒜素轉(zhuǎn)化成DAS3和DAS4。與其相比，Mar07樣品似乎將元素好u更多地轉(zhuǎn)化成高級聚石克化物(DAS5和DAS6)，其中似乎包括DAS3的反應(yīng)，因?yàn)楫?dāng)高級多石危化物增加時(shí)，該分子明顯地減少了。這些數(shù)據(jù)與關(guān)于Nov6樣品(如上所述)的其它研究提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，表明載體基質(zhì)的條件影響蒜素向多硫化物的轉(zhuǎn)化過程，無論是通過僅僅加熱，還是加熱和加入另外的碌u。1期和2期研究都表明硫濃度的升高會導(dǎo)致DAS6出現(xiàn)。這兩個(gè)研究也都表明加入中等水平的硫會導(dǎo)致產(chǎn)生DAS5，而不會出現(xiàn)DAS6。DAS4也顯示出隨著石克加入的增加而濃度增加，當(dāng)以50mg/10g的比例加入時(shí)，Nov6和Mar07兩種樣品中記錄的濃度增加至多四倍。與兩種蒜素來源的"反應(yīng)性，，的相對差異無關(guān)，加熱和加入硫的組合有明顯普遍的結(jié)果。加熱將蒜素轉(zhuǎn)化成DAS3，增加硫?qū)AS3轉(zhuǎn)化成DAS4、DAS5和DAS6,其中的相對增加似乎受基質(zhì)和硫濃度的影響。關(guān)于Nov06物質(zhì)(l期)的第一次試驗(yàn)也清楚地顯示出引入石威(例如二丁胺)對高級多碌u化物的分解具有催化作用，特別是引起二烯丙基硫化物出現(xiàn)的二烯丙基四硫化物和二烯丙基五硫化物。一般性觀察上述的1期和2期兩個(gè)試驗(yàn)顯示出蒜素轉(zhuǎn)化成多硫化物的高度普遍可預(yù)測性。加熱與加入硫的組合不可避免地會引起高級多硫化物DAS3、DAS4、DAS5和DAS6的蓄積。轉(zhuǎn)化過程的終點(diǎn)對相對的硫濃度敏感，表明DAS3、DAS4、DAS5和DAS6的濃度關(guān)系可以通過工藝控制的改變來處理。來自1期研究的一些證據(jù)也表明基質(zhì)的pH(由此在例如內(nèi)源的和加入的胺中氮孤對電子的質(zhì)子化狀態(tài))對例如DAS4和DAS5的蓄積有重要影響。因此，在一種帶有蒜素的"典型的"蒜汁提取物中處理似乎出現(xiàn)了兩種相反的作用。一種作用是由于加入元素硫和加熱產(chǎn)生的可預(yù)期的高級多硫化物的增加和蓄積。第二種作用是在未質(zhì)子化的胺存在下，這些高級多辟u化物快速催化破壞成DAS和DAS2。因此，這兩種作用能夠^f吏有經(jīng)^r的讀者處理多石克化物的光譜以產(chǎn)生期望的產(chǎn)物。在對基質(zhì)進(jìn)行合適的處理，之后逐漸進(jìn)行例如pH控制和調(diào)節(jié)氨基酸含量，可以得到產(chǎn)生DAS4、DAS5和DAS6的基本條件，之后加熱和加入碌u。加熱和硫之間相互關(guān)系的處理能夠相當(dāng)大的區(qū)別在所述制備方法中要分解的DAS3、DAS4、DAS5和DAS6的實(shí)際濃度和相對濃度。權(quán)利要求1.一種制備多硫化物的方法，其包括將元素硫加入含蒜素的植物提取物中的步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述植物提取物為蔥屬提取物。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其進(jìn)一步包括對所產(chǎn)生的混合物進(jìn)行加熱的步驟。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中將所述混合物加熱至至少60攝氏度。5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中將所述混合物加熱至至少70攝氏度。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中加入硫至濃度為至少0.1%(w/w)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中加入硫至濃度為至少1%(w/w)。8.—種制備鏈長增加的多硫化物的方法，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，并且特征在于將所產(chǎn)生的的混合物的pH調(diào)節(jié)至低于pH4.0。9.一種制備鏈長減少的多硫化物的方法，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，并且特征在于加入胺。10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述胺為二丁胺。11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述胺為氨基酸。12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)的方法，其進(jìn)一步的特征在于其中將所產(chǎn)生的混合物的pH調(diào)節(jié)至高于pH8。13.—種基本上如本文描述的制備多硫化物的方法。14.一種根據(jù)任一項(xiàng)前述方法制備的作物保護(hù)劑。15.根據(jù)任一項(xiàng)前述方法制備的藥物或治療組合物。全文摘要一種制備多硫化物的方法，其包括將元素硫加入含蒜素植物提取物中的步驟。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述提取物是機(jī)械處理的用蔥屬成員，特別是大蒜。在本發(fā)明的更優(yōu)選的方面，加熱所述植物提取物和硫混合物，并控制pH以處理多硫化物的鏈長。加入包含氮未共用電子對的堿能進(jìn)一步控制多硫化物的鏈長。文檔編號C07C319/00GK101535246SQ200780041831公開日2009年9月16日申請日期2007年11月9日優(yōu)先權(quán)日2006年11月11日發(fā)明者埃里克·布洛克,默里·格魯姆申請人:埃科斯普雷有限公司