類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的提取的製作方法

2023-04-23 12:07:26

專利名稱：類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的提取的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種至少含有蛋白質、多糖、脂質化合物和礦物質的植物提取物，所述提取物尤其富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑。本發明也涉及不使用任何溶劑、也不使用加工助劑或添加劑來製備這樣一種提取物地方法。
背景技術：
植物色素通常用有機溶劑進行分離。例如，類胡蘿蔔素可以用烴類溶劑諸如氯仿、己烷和其它有機溶劑提取。
G.Salder等(《食品科學雜誌》1460-1461,55,5,1990)描述了用己烷-乙醇-丙酮(50∶75∶25)從重構番茄糊和粉紅葡萄柚勻漿中迅速提取番茄紅素和β-胡蘿蔔素的方法，用該方法製得了一種純提取物，其中這些類胡蘿蔔素的回收率很高。一個主要問題是使用有機溶劑可能對這些類胡蘿蔔素在食品中的進一步加工造成損害，並且要從這些產品中除去溶劑也增加了成本。
儘管如此，類胡蘿蔔素的提取方法大多數困難而耗時，並且容易因提取中的氧化和損失而導致誤差。
F.A.Graves等的美國專利第5,510,551中公開了一種不使用任何烴類溶劑而從含類胡蘿蔔素的天然來源中提取類胡蘿蔔素的方法，所述方法包括使用一種沒有烴類溶劑的沉澱劑，該沉澱劑例如由氫氧化鉀或氯化鎂組成。一方面，在食品製劑中使用大量無機鹽可能是有害的，另一方面，加入礦物質(例如氯化鈣)會降低從番茄中提取番茄紅素的產率。
因此，本發明旨在提供一種富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的複合物形式的含類胡蘿蔔素的植物提取物，以及一種從天然來源中提取這種複合物的簡單而又安全的方法，該方法不需要使用烴類溶劑，也不需要加入礦物質或其它加工助劑。
發明概述
因此，在一個方面，本發明提供了一種特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的脂質-蛋白質複合物形式的植物提取物的無溶劑製備方法，其中將搗碎的含類胡蘿蔔素的植物原料進行溫育，將植物固體分離後回收的汁液進行熱處理，經第二次分離操作後從該加熱的液相中回收沉澱，得到一種有色的泥狀提取物。
該沉澱出來的泥狀提取物可以用水稀釋並進一步滅菌和乾燥。所得到的富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的乾燥提取物為粉末形式，例如，它們可以用於各種組合物中或者作為食品中的添加劑。
按照本發明的方法允許不使用有機溶劑或加入任何沉澱助劑就可從天然來源中提取類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑並濃縮成脂質-蛋白質複合物。
而且所述方法簡單、成本合算又安全，並且與其它無溶劑的方法相比，可使所提取出的活性化合物的產率增加。
在另一個方面，本發明提供了一種脂質-蛋白質協同複合物形式的含類胡蘿蔔素的植物提取物，它尤其富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑。
該植物提取物可含有約1％-約10％的類胡蘿蔔素物質(以乾重計)和約0.05％-0.5％的其它抗氧化劑。
在一個優選的實施方案中，用番茄作為含類胡蘿蔔素的植物原料，由此得到的提取物可含有至少約1％的番茄紅素和至少約0.05％的其它抗氧化劑。
提取自番茄的番茄紅素含有一個具有長鏈甘油三酸酯(95％以上)的脂質部分和必需的多不飽和脂肪酸C18:2和C18:3，這兩種多不飽和脂肪酸相當於其脂肪酸組分的約50％。
該植物提取物是安全的，沒有溶劑或任何添加劑。它含有來自植物原料的、對類胡蘿蔔素的生物利用率有協同效應的、有益的脂質和抗氧化劑。
本發明也涉及特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的、脂質-蛋白質複合物形式的、含類胡蘿蔔素的植物提取物作為一種食品添加劑的用途，或在製備化妝品、飲食或藥物組合物中的用途。
發明詳述
為了實施本發明的方法，所使用的植物材料可以是含有類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的任何一種水果或蔬菜，無論它是根、種子、葉、莖還是花。因此，優選使用番茄、胡蘿蔔、杏、番石榴、西瓜、番木瓜、粉紅葡萄柚、芒果、甜瓜、捲心菜、花椰菜、萵苣、皺葉歐芹、菠菜、水田芥或胡椒。充分洗淨的植物原料在進行加工之前，可以最後用次氯酸鈉溶液消毒，或者用70％乙醇溶液消毒。
植物原料可以在加工前切成小片或不切，然後加水或不加水將其搗碎。
在一個優選的實施方案中，在植物原料中加入相當於所加工的植物原料重量的約20-100％的水將其搗碎。所得原料糊在足以使細胞結構被內源性酶降解並讓親脂化合物與蛋白質相互作用以能更好地提取類胡蘿蔔素的溫度下溫育一段時間。因此，該原料糊可以溫育約5分鐘至24小時，溫育溫度在約0℃至70℃之間，優選在約20-50℃下溫育約5-120分鐘。搗碎和/或溫育步驟可以在單獨或混合的惰性氣體CO2、N2、Ar、He下或者在不完全真空條件下進行。
也有可能用食品級微生物如乳酸桿菌來溫育該原料糊。
溫育後的原料糊可以通過例如過濾、離心或沉澱而分離掉果皮、果肉和種子，從而得到汁液。這些固體廢料也可以進一步加工以便提取類胡蘿蔔素。
該汁液在經過了上述第一次分離後可以在約-20℃-20℃的溫度下放置不超過24小時，然後進行熱處理。例如，該熱處理可以在約70℃-約120℃的溫度下進行約2秒至60分鐘，優選在90-95℃下進行約5秒鐘。
經過熱處理後的汁液優選立即冷卻，從而使含類胡蘿蔔素的沉澱物沉澱出來。經過熱處理後的汁液也可以通過例如真空蒸發、蒸餾或超濾而濃縮，以便改善進一步的加工。
經過熱處理後的汁液然後進行第二次分離，從而得到有色泥狀提取物形式的沉澱。該沉澱可以通過例如過濾、離心或沉澱而回收。上清液可以丟棄，或乾燥得到一種富含游離胺基酸的調味粉。
所得到的有色泥狀提取物含有在與脂質化合物結合的蛋白質-果膠網狀結構中的類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑。它可以進一步進行巴氏消毒、滅菌或高壓處理，例如在300MPa以上，在-5℃-70℃之間。
例如，該有色泥狀提取物也可以在低溫或冷凍狀態下避光儲藏。
例如，該有色泥狀提取物可以乾燥成特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的粉狀提取物。因此，它可以冷凍乾燥，最後混合到麥芽糖糊精或其它水溶性在載體中並噴霧乾燥或或滾筒乾燥。
該泥狀或粉狀提取物也可以加工後除去碳水化合物，該提取物可能含有游離糖如葡萄糖和果糖，它們可以通過用水清洗或滲析該沉澱物質而除去。
例如，它也可以在低溫(10℃至-80℃之間)下、在或不在真空下避光儲藏。
按照本發明的方法允許以一種不使用有機溶劑的簡單的方式從天然來源中提取類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑並濃縮成脂質-蛋白質複合物。
本發明也提供了一種特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的、脂質-蛋白質複合物形式的、含類胡蘿蔔素的植物提取物，它優選按照上述方法製備。
按照本發明的提取物為協同複合物的形式，它含有在與脂質化合物結合的蛋白質-果膠網狀結構中的類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑。
它可含有約1％-約10％的類胡蘿蔔素物質，以乾重計，和約0.05％-約0.5％的其它抗氧化劑，以乾重計。
在一個優選的實施方案中，所述提取物可以是番茄提取物，它可含有番茄紅素和其它抗氧化劑，諸如β-胡蘿蔔素、α-生育酚、β-生育酚、δ-生育酚、γ-生育酚、維生素C和葉酸。這樣的複合物由於與α-生育酚結合的番茄紅素而對例如前列腺癌細胞增殖的抑制具有協同性能(Pastori等，《生物學與生物物理學研究通訊》582-585,250,3,1998)。
例如，脂質化合物可包括中性脂質(NL)、磷脂(PL)和糖脂(GL)部分，例如，從番茄中提取出的番茄紅素可含有30-60％的NL,20-40％的GL和5-30％的PL。
番茄紅素提取物集中了長鏈脂肪酸(表5)。必需多不飽和脂肪酸C18:2和C18:3可佔到該提取物中的脂肪酸的約50％，優選有約40-60％的C18:2，約8-15％的C18:1和約2-10％的C18:3。此外，這些長鏈甘油三酸酯對於類胡蘿蔔素在人體中的生物利用率具有積極的作用(Borel等，《營養學雜誌》1361-1367,128,8,1998)。
於是，按照本發明的提取物是一種協同複合物，其中同時存在的長鏈甘油三酸酯、類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑可改善健康狀況。
在另一個實施方案中，本發明也涉及特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的、脂質-蛋白質複合物形式的、含類胡蘿蔔素的植物提取物作為食品添加劑的用途，或者在製備化妝品、飲食或藥物組合物中的用途。
例如，食品組合物可以含有0.1g-2g提取物/100g食物的番茄紅素。
給出下列實施例僅僅是為了闡述本發明，而決不應解釋為對本申請主題的限制。除非另有說明，否則百分數和份數均以重量計。
實施例
實施例1番茄提取物的製備
番茄用水洗淨後切成片，先用水(1∶1,w∶w)在一個研磨機中加工，接著在一個膠體碾磨機中加工。將該稀釋的番茄糊轉移到一個反應罐中，使其在真空下溫育(0.8巴壓力)並攪拌60分鐘。將溫度從最初的30℃調節至36℃。該溫育後的番茄溶液以260 l/h的速率通過一個水平潷析器離心，棄去固體(皮和種子)，紅色液體利用一個刮面熱交換器在90℃下熱處理5秒鐘，之後冷卻至4℃。在該步驟中形成了一種有色複合物。該熱處理後的汁液用一個盤式離心機離心。將無色新鮮的番茄味液體棄去，紅色泥狀沉澱在126℃下滅菌2秒鐘。滅菌後的紅色溶液在金屬板上冷凍，並在一個冷凍乾燥器中凍幹4天。
將所得紅色粉末稱重並轉移到在真空下熱封的聚醯胺/聚乙烯袋中，在4℃至-20℃的溫度下於暗處儲存。表1中給出了其組成
表1番茄提取物的組成
實施例2實施例1中得到的番茄提取物的化學組成
對在實施例1中得到的紅色粉末或番茄的番茄紅素提取物進行不同的分析，以確定番茄紅素和其它不同化合物的量。組成在下表2中給出。
表2溫育後的番茄糊和所得提取物的抗氧化劑組成
提取物中的番茄紅素要比乾燥番茄糊中的濃7倍。提取物中的α-生育酚濃了13倍。
實施例3來自胡蘿蔔的富含類胡蘿蔔素的提取物
胡蘿蔔去皮後用水洗淨切成片，先用水(1∶1,w∶w)在一個研磨機中加工，接著用膠體碾磨機中加工。將該稀釋的胡蘿蔔糊轉移到一個反應罐中，使其在真空下溫育(0.8巴壓力)並攪拌60分鐘。將溫度從最初的30℃調節至36℃。該溫育後的胡蘿蔔溶液以260 l/h的速率通過一個水平潷析器離心，棄去固體(纖維)，橙色液體利用一個刮面熱交換器在90℃下熱處理5秒鐘，之後冷卻至4℃。在該步驟中形成了一種有色複合物。該熱處理後的汁液用一個盤式離心機離心。將無色新鮮的胡蘿蔔味液體棄去，紅色泥狀沉澱在126℃下滅菌2秒鐘。滅菌後的橙色溶液在金屬板上冷凍，並在一個冷凍乾燥器中凍幹4天。
將所得橙色粉末稱重並轉移到在真空下熱封的聚醯胺/聚乙烯袋中，在4℃至-20℃的溫度下於暗處儲存。表3中給出了其組成。
表3溫育後的胡蘿蔔糊和所得提取物的部分組成
實施例4脂質組成
確定如實施例1中製備的番茄提取物中的脂質含量和組成。
提取總脂質(TL)並將它們進一步分離為中性脂質(NL)、磷脂(PL)和糖脂(GL)部分。利用平面色譜法結合掃描顯微測密術分析各類脂質。此外，用毛細管GC分析TL和分離的NL、PL和GL部分中的脂肪酸組成。
TL脂質使用Folch-Pi等(1957年)的方法在20℃下提取。提取物與水和一種氯仿-甲醇溶液混合併簡單地勻化。將勻漿過濾。濾液中加入KCL溶液並使其沉澱過夜。取出在下面的分離相，在50℃下濃縮(Rotavapor)至幹並稱重。
總脂質(TL)按照Rouser等(1976年)描述的方法進行分離。
使用甲醇鈉作為催化劑製備FAMES。在最後的分析中如以前所述中和甲醇鈉(Molkentin j.＆Precht D.,1998年)。向該反應樣品中加入一水合硫酸氫鈉(100mg)。通過渦旋樣品而完成催化劑的中和。沉澱出的鹽通過將試管離心而除去。所得上清液的試樣(1μl)利用毛細管GC進行分析。從整個峰的絕對面積單位計算脂肪酸組成。
該番茄提取物的主要脂質部分主要由中性脂質組成(表4)。
表4番茄提取物中的主要脂質部分
該提取物集中了長鏈脂肪酸(表5)。不飽和脂肪酸C18:1、C18:2和C18:3佔了該提取物脂肪酸的60％以上。
表5提取物脂質部分的脂肪酸組成
實施例5
表1中顯示了如實施例1製備的番茄糊和所得番茄紅素提取物的總組成。原始番茄中的所有化合物都可在不同濃度的提取物中找到。
提取物中富含抗氧化劑和其它親脂化合物。提取物中的蛋白質濃了2倍，脂質濃了5倍，番茄紅素濃了7倍，生育酚濃了10倍。該提取物中仍然存在大量的碳水化合物，佔該提取物的約50％(表6)。
表6溫育後的番茄糊和所得提取物的組成
實施例6從番茄得到的富含番茄紅素的提取物的胺基酸分配
用螢光胺法確定蛋白質物質中的胺基酸分配。螢光胺是一種無螢光的試劑，它與胺基酸和肽中的伯氨基反應形成螢光很強的化合物。
使用凱氏法測得經第二次分離後得到的沉澱出的提取物集中了21％的蛋白質物質(使用係數6.25將總氮量轉化為蛋白質)。此蛋白質物質在該提取物中由21％的游離胺基酸和79％的蛋白質組成(表7)。
上清液是來自番茄的游離胺基酸的豐富來源，它幾乎集中了汁液中存在的所有游離胺基酸以及大量蛋白質。
表7番茄提取物在不同加工步驟下的胺基酸分配
實施例7富含番茄紅素的酸奶
如下製備傳統的含有1-4％脂肪的酸奶將全脂奶、低脂奶或二者的混合物標準化後，加入如實施例1製備的0.5重量％的番茄紅素提取物。將它們整個在一個平板交換器中用巴式法消毒後，將該液體冷卻至發酵溫度，加入嗜熱或中溫乳酸酶後進行溫育，直到pH小於5。
隨後的填充並封閉包裝盒的操作以常規方式進行。
該酸奶特別由於含有平衡量的各種抗氧化劑，包括類胡蘿蔔素、類黃酮和維生素，因此具有極佳的營養。
實施例8寵物食品組合物
用73％的家禽肉、豬肺和牛肝(磨碎的)、16％的小麥粉、7％的水、2％的染料、0.5-2％的如實施例1製備的粉狀番茄提取物、維生素和無機鹽製成一個混合物。該混合物在12℃下乳化並擠製成布丁形式，然後在90℃下烹調。將其冷卻至30℃並切成大塊。
用98％的水、1％的染料和1％的瓜爾膠製成調味汁，將45％的上述食品塊與55％的調味汁混合。
將混合後的成品填充到鍍錫鐵皮罐中並在125℃下滅菌40分鐘。
這種寵物食品有極佳的抗氧化劑和顏色穩定性能。
實施例9乾燥寵物食品組合物
用將下列用量的各成分通過擠塑熬煉後得到的乾燥形式的基質製成一種幹的狗食
成分
米 44％
家禽廢料30％
玉米麩粉11％
大豆粉 10％
牛脂 3％
氯化鉀 0.8％
加碘鹽 0.5％
番茄紅素提取物(實施例1)0.64％
預混合的維生素 0.05％
預混合的礦物質 0.01％
這種寵物食品含有極其豐富的由番茄紅素提取物帶來的各種抗氧化劑。
用將下列用量的各成分通過擠塑熬煉後得到的乾燥形式的基質製成一種幹的貓食
玉蜀黍 27.241％
小麥26.104％玉米麩 13.259％大豆油餅 13.052％水6.247％雞內臟2.940％鹽2.673％家禽碎粉 2.610％牛脂 1.681％碳酸鈣1.203％番茄紅素提取物(實施例1)0.933％脫水胡蘿蔔0.470％酵母 0.448％磷酸 0.387％無水焦磷酸四鈉0.304％預混合的維生素和礦物質 0.267％氯化膽鹼 0.134％山梨酸鉀 0.020％檸檬酸0.018％Grindox 0.008％檸檬酸鉀 0.001％
權利要求
1、一種特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的、脂質-蛋白質複合物形式的植物提取物的無溶劑製備方法，其中將搗碎的含類胡蘿蔔素的植物原料溫育，然後將植物固體分離後回收的汁液進行熱處理，從熱處理後的液相經過第二次分離，回收沉澱，得到有色泥狀提取物。
2、按照權利要求1的方法，其中泥狀提取物進一步滅菌並乾燥。
3、按照權利要求1或2的方法，其中的植物原料是番茄、胡蘿蔔、杏、番石榴、西瓜、番木瓜、粉紅葡萄柚、芒果、甜瓜、捲心菜、花椰菜、萵苣、皺葉歐芹、菠菜、水田芥或胡椒。
4、按照權利要求1-3任一項所述的方法，其中所述植物原料在約0℃-約70℃下溫育約5分鐘至24小時。
5、按照權利要求1-4任一項所述的方法，其中植物固體通過過濾、離心或沉澱而與溫育後的原料的汁液分離。
6、按照權利要求1-5任一項所述的方法，其中的熱處理是將汁液在約70℃-120℃的溫度下加熱約2秒至60分鐘。
7、按照權利要求1-6任一項所述的方法，其中汁液與植物固體分離後在約-20℃-20℃的溫度下儲存不超過24小時。
8、按照權利要求1-7任一項所述的方法，其中第二次分離通過過濾、離心或沉澱進行。
9、一種特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的、脂質-蛋白質協同複合物形式的、含類胡蘿蔔素的植物提取物。
10、按照權利要求9的提取物，它含有以乾重計約1％-約10％的類胡蘿蔔素物質和以乾重計約0.05％-約0.5％的其它抗氧化劑物質。
11、按照權利要求9或10的提取物，它含有以乾重計約10％-30％的總脂質物質，該總脂質物質分為中性脂質(NL)、磷脂(PL)和糖脂部分(GL)。
12、一種脂質-蛋白質協同複合物形式的番茄提取物，它含有以乾重計約1％-約10％的類胡蘿蔔素物質和以乾重計約0.05％-約0.5％的其它抗氧化劑物質。
13、按照權利要求12的番茄提取物，它含有30-60％的NL、20-40％的GL和5-30％的PL以及下列主要脂肪酸40-60％的C18:2、8-15％的C18:1和2-10％的C18:3。
14、一種含有權利要求9-13任一項所述的植物提取物的食品。
15、一種特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的脂質-蛋白質協同複合物形式的植物提取物在製備食品或寵物食品中的用途。
全文摘要
一種特別富含類胡蘿蔔素和其它抗氧化劑的、脂質－蛋白質複合物形式的、含類胡蘿蔔素的植物提取物及其製備方法,其中將搗碎的含類胡蘿蔔素的植物原料溫育,然後將植物固體分離後回收的汁液進行熱處理,從熱處理後的液相經過第二次分離,回收沉澱,得到有色泥狀提取物。
文檔編號A23L1/30GK1300190SQ0080056
公開日2001年6月20日 申請日期2000年4月20日 優先權日1999年5月12日
發明者M·C·道呂, M·A·胡伊萊拉 申請人:雀巢製品公司