專利名稱：從可可殼提取的富多酚組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可可殼的提取方法，以產生富可可堿的部分或組合物以及富多酚的部分或組合物。
背景技術：
眾所周知，源自植物或植物材料(比如茶、可可豆等)的天然多酚具有抗氧化性能，并能提供其他潛在的健康益處。因此，對于獲得這些多酚、包括可可多酚的方法，以及使用它們的方法，近年來開展了大量的研究。
美國專利5554645(1996年9月10日)提出了一種從脫殼、脫脂、凍干的可可豆粉中提取多酚的方法，其使用了一種丙酮∶水為70∶30的溶劑。然后通過凝膠滲透層析法或高速液相層析法對提取物進行純化，從而獲得基本上由3-12的寡聚體所組成的多酚。
國際專利公開WO00/45769(2000年8月10日)以及相應的美國專利6576275(2003年6月10日)提出了一種從可可和其他植物材料中提取多酚的方法，以產生一種嘌呤含量降低的多酚材料。起始可可材料包括，例如鮮可可豆、脫脂可可固體、可可粉、低脂可可粉、可可殼、可可廢棄料或其他含可可的原材料，這些優選被碾磨成小于250μm的粒度。然后用羥基溶劑(比如水、低級醇，和其混合物)對經碾磨的可可材料進行提取。之后將所得提取物應用到具有高的多酚/嘌呤吸附比，至少為約5/1的吸附材料上。合適的吸附劑包括聚乙烯聚吡咯烷酮和殼聚糖，以及其衍生物、變體和它們的混合物。然后用脫附溶劑比如水、可與水混溶的醇、水和可與水混溶的醇的混合物、水和可與水混溶的酮的混合物來將多酚從吸附材料中分離出。然后含多酚材料可通過脫附溶劑的蒸發而得以濃縮。雖然這種方法降低了嘌呤(即可可堿和咖啡因)的相對量，但仍然有顯著量的嘌呤殘留在所收集到的含多酚材料中。
美國專利6159451(2000年12月12日)提出了一種生產可可豆殼部分的方法，所述部分能在防止牙齒損害中具有抗葡糖基轉移酶活性。在這種方法中，將4-10份的50％丙酮水溶液加入1份干可可豆殼中，在40-80℃下回流攪拌4-6小時，從而形成提取物。重復該程序2次。然后用真空技術將提取物濃縮并干燥。之后將所得提取物加入苯乙烯基吸附樹脂中，用1-2份的20％乙醇進行洗脫，接著加入1-2份50％的乙醇。將來自50％乙醇洗脫液的部分收集并在40-50℃和減壓下進行濃縮，從而產生所需的具有抗葡糖基轉移酶活性的部分。
國際專利公開WO00/62631(2000年10月26日)提出了一種生產含有膳食纖維(尤其是不溶性膳食纖維)的可可提取物的方法，該提取物據報道可用于治療糖尿病。用乙醇對經熱處理的可可殼進行提取，然后離心并分配入上清液和殘留物。殘留物部分據報道可用于治療糖尿病。上清液據報道含有多酚并可用于飲料中。
歐洲專利申請EP1304047(公開于2003年4月23日)提出了一種獲得可可豆或可可豆殼的提取物的方法，該提取物據報道抑制了間隙聯結處胞間傳達的遏制和癌細胞的DNA合成。在除去可可油后，用50％丙酮對可可豆殼在60℃下回流提取5小時。對提取物進行離心并對上清液進行收集、過濾、濃縮和冷凍干燥。所得可可殼部分用聚苯乙烯疏水吸附樹脂進行吸附，然后用水/丙酮或水/甲醇混合物進行分配，從而獲得活性材料。
歐洲專利申請EP1346640(公開于2003年9月24日)提出了一種生產低脂可可提取物的方法，該提取物具有高水平的可可風味和/或可可風味前體物以及高水平的抗氧化劑(比如多酚)。該方法包括將可可種子置于乙酸溶液中、加熱混合物、除去種子、并且濃縮溶液中溶解的固體。
美國專利6627232(2003年9月30日)提出了一種選擇性提取四聚物、五聚物和更高分子量的可可原花青素低聚物的方法，該方法以部分脫脂或全部脫脂的可可固體為原料，而上述固體則由未被烘烤的可可豆制得。在一個實施方案中，該方法包括下述步驟(a)用乙酸乙酯對可可固體進行提取；(b)回收經提取的可可固體；(c)對所回收的經提取的可可固體進行提取，所用溶劑選自于丙酮、乙醇及其混合物并伴有可高達50％體積的水；(d)將可可固體從步驟(c)的可可提取物分離出來，從而獲得原花青素提取物。
美國專利公開US2004/0096566(2004年5月20日)提出了一種從可可豆中獲得多酚的方法。對鮮豆(未經預處理或脫脂)進行處理以分離殼和果肉，在溶劑存在下進行研磨，用溶劑浸泡幾小時至幾天，過濾，用同一溶劑進行沖洗，在真空下通過蒸餾來除去溶劑以獲得所需殘留物。
雖然這些方法通常能夠從可可豆的不同部分制得多酚，但是仍然需要提供一種方法來獲得富多酚的部分和富可可堿的部分，從而使更多的成分得以利用。此外，使用通常被認為是廢料(即可可殼)來生產這些部分，這也是合乎需要的。本發明就提供了這樣的方法。
發明內容
發明概述本發明涉及一種從可可殼生產富可可堿組合物和富多酚組合物的方法，所述方法包括(1)提供脫脂可可殼；(2)用丙酮水溶液對脫脂可可殼進行提取，所述丙酮水溶液含有約30-約80％的丙酮，從而提供可可殼提取材料；(3)對可可殼提取材料進行處理以除去懸浮固體，從而提供經處理的可可殼提取材料；(4)從經處理的可可殼提取材料中除去丙酮，從而提供含水的提取材料；(5)將含水提取材料濃縮到約1.5-約5％固體，從而提供經濃縮的提取材料；(6)將經濃縮的提取材料應用于凝膠過濾柱，所述柱含有適于將可可堿和多酚相互分離的凝膠過濾介質；(7)用水對凝膠過濾柱進行沖洗，從而收集富可可堿的部分；(8)用低分子量的極性有機溶劑對已經用水沖洗過的凝膠過濾柱進行洗脫，從而收集富多酚部分，其中，富多酚部分基本上不含有植物甾醇和可可堿；(9)將富可可堿部分濃縮以獲得富可可堿組合物；和(10)將富多酚部分濃縮以獲得富多酚組合物。優選的用于本發明的凝膠過濾介質包括來自Amersham Biosciences(GM Healthcare的一部分)的SephadexTM型凝膠過濾介質；尤其優選SephadexTMLH-20。低分子量極性有機溶劑優選是甲醇。本發明所用可可殼可以來自烘烤或未烘烤的可可豆和/或發酵或未發酵的可可豆。
附圖簡要說明
圖1是描述本發明的總流程圖。
圖2是描述本發明一個優選實施方案的詳細流程圖。
詳細說明如圖1所示，獲得脫脂可可殼。該可可殼可來自發酵或未發酵的豆，任何一種都可以是未烘烤或經烘烤的；在本發明提取過程中所用的殼可以是整個的、破碎的、研磨的、或其混合物。這種脫脂可可殼可以用常規技術來制備，例如，使用己烷或其他低分子量的，非極性或微極性溶劑(比如戊烷、乙醚、石油醚等)通過提取來對可可殼進行脫脂，非極性溶劑通常優選己烷。盡管不希望受約束于理論，但據信，對可可殼脫脂有助于在下一提取步驟之前除去植物甾醇，并且在該過程的之后步驟中能改善分離效果。脫脂可可殼用丙酮水溶液進行提取。通常，這種丙酮水溶液含有約30-約80％的丙酮，優選是約40-約60％的丙酮、更優選是約50％的丙酮。然后用常規技術(比如過濾、傾析、離心等)從提取材料的丙酮水溶液中除去懸浮固體。使用常規技術(比如蒸餾、真空蒸餾等)來除去至少部分丙酮(通常約80％或更多，優選約95％至基本上100％)，從而獲得含水提取材料。之后用適于分離可可堿和多酚的凝膠過濾介質來對所得含水提取材料進行凝膠過濾。用于本發明中的優選的凝膠過濾介質包括Amersham Biosciences(GM Healthcare的一部分)的SephadexTM型凝膠過濾介質(通常來自三維交聯的多糖葡聚糖)；尤其優選SephadexTMLH-20。首先，用水對于含有含水提取材料的凝膠過濾柱進行沖洗，從而除去富可可堿的部分；收集富可可堿的部分。然后用低分子量極性有機溶劑對凝膠過濾柱進行洗脫，從而除去富多酚的部分；之后收集富多酚的部分。合適的低分子量極性有機溶劑包括，例如甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮等；通常優選甲醇。
富多酚部分基本上不含植物甾醇和可可堿。出于本發明的目的，“基本上不含植物甾醇”意指包括其中原可可殼中的至少約90％、優選約95％、最優選基本上100％(即僅有痕量保留)的植物甾醇已被除去的富多酚組合物。同樣，出于本發明的目的，“基本上不含可可堿”意指包括包括其中在原可可殼中的至少約90％、優選約95％、最優選基本上100％(即僅有痕量保留)的可可堿已被除去的富多酚組合物。
如前所述，用于本發明的可可殼可以源自烘烤或未烘烤的可可豆和/或發酵或未發酵的可可豆。通常，相對于發酵殼以及相對于未烘烤殼而言，用未發酵殼以及烘烤殼可望獲得更高產率的多酚。
圖2描述了本發明的一個優選實施方案。在該實施方案中，用丙酮水溶液對脫脂可可殼進行多次提取。通常，該丙酮水溶液含有30-約80％的丙酮，優選為約40-約60％的丙酮，更優選為約50％的丙酮。出于本發明的目的，“多次”意指至少2次提取，優選約2-5次提取，更優選約2-3次提取。優選地，每次提取都用新鮮的丙酮水溶液(即之前未被用于提取的)來實施。優選對液體提取物進行合并，然后用常規技術(比如過濾、帶有或未帶離心的傾析等)進行處理以除去懸浮固體。使用常規技術(比如蒸餾、真空蒸餾等)來除去至少部分丙酮(通常約80％或更多，優選至少約95％至基本上100％)，從而獲得含水提取材料。之后用適于分離可可堿和多酚的凝膠過濾介質來對所得含水提取材料進行凝膠過濾。用于本發明中的優選凝膠過濾介質包括AmershamBiosciences(GM Healthcare的一部分)的SephadexTM型凝膠過濾介質(通常來自三維交聯的葡聚糖多糖)；尤其優選SephadexTMLH-20。首先，用水對于含有含水提取材料的凝膠過濾柱進行沖洗，從而除去富可可堿的部分；收集富可可堿的部分。然后用低分子量極性有機溶劑、優選用甲醇對凝膠過濾柱進行洗脫，從而除去富多酚的部分；之后收集富多酚的部分。
收集到的富可可堿部分可以被用作富可可堿組合物，或者如果需要，可被濃縮以獲得富可可堿組合物。這種濃縮可用常規技術來實施，比如冷凍干燥、熱干燥、結晶、用氯仿或二氯甲烷的液體分配技術等，通常優選冷凍干燥。
收集到的富多酚部分可以被用作富多酚組合物，或者如果需要，可被濃縮以獲得富多酚組合物。這種濃縮可用下述方式來實施首先用常規技術(比如蒸發、真空蒸餾等)來除去至少部分甲醇，接著用常規技術(比如冷凍干燥、熱干燥、結晶、液體分配等)、優選冷凍干燥來除去至少部分水。
現在用描述本發明優選實施方案的具體實施例對本發明進行詳細說明。它們并非旨在限制本發明的范圍。除非另有說明，否則整個說明書中的比例和百分比都以重量計。本說明書中討論的所有專利和其他公開文獻都在此引入以作參考。
實施例1該實施例描述了從可可殼中分離富多酚部分和富可可堿部分。可可殼以普通方法獲自未烘烤發酵可可豆。如果需要，來自發酵或未發酵可可豆的烘烤或未烘烤可可殼可以相同方式使用。用己烷(220ml)對可可殼(60g)在索氏提取器中提取6小時。將脫脂殼真空干燥，之后用50％丙酮水溶液(350ml)在裝有冷凝器的燒瓶中以及70℃下打漿45分鐘。離心和傾析出提取物，殘留物再用50％丙酮溶液(200ml)進行提取，提取/分離工序重復至多4次。將提取物合并，用旋轉蒸發來濃縮到約2×。通過冷凍干燥來將所得的濃縮水溶液干燥。通過Folin-Clocaiteu方法來測定多酚含量(參見，比如Singleton等，Am.J Enol Vit.，37，144-158(1965))。獲得下述結果
合并所有5次提取物，將所獲凍干的濃縮提取物加入Sephadex LH-20凝膠滲透柱中(直徑4.5cm，長30cm)。用水對該柱進行沖洗，從而產生富可可堿部分，該部分通過冷凍干燥而以干燥態獲得。然后用甲醇來洗脫富多酚部分，之后通過甲醇蒸發和冷凍干燥將該部分干燥，從而獲得固體富多酚組合物或殘留物。
獲得下述結果
該實施例清楚地說明了使用本發明可從可可殼中獲得富可可堿部分(即水洗脫物)和富多酚部分(即甲醇洗脫物)。而且，該實施例也說明了富多酚部分基本上不含有可可堿(以及咖啡因)。在甲醇洗脫后，多酚保留在柱上(約1.90-0.75-0.77＝0.38g/100g殼)；如果需要，通過另外的用甲醇對柱洗脫以及上面的洗脫物處理，可進一步獲得回收多酚。
用TECA(Trolox當量抗氧化能力)方法(Re等，Free Radical biology &Medicine，26，1231-1237(1999))來測定富多酚甲醇部分的抗氧化能力。結果發現抗氧化能力為1.8μmol Trolox/mg。相對于市售迷迭香、葡萄和接骨木提取物樣本(相應為0.83、0.76和0.42μmol Trolox/mg)，這種抗氧化能力顯然要高出很多。
實施例2該實施例描述了實施例1中所用過程的變型。在用水沖洗之后，用50％甲醇水溶液洗脫，接著用純甲醇進行洗脫，除此之外，所用工序與實施例1的基本上相同。洗脫物用實施例1中所述的進行干燥。
獲得的結果如下
實施例3該實施例描述了從富可可堿部分中分離出高可可堿含量固體制劑。富可可堿部分由實施例1中獲得。收集水沖洗物并縮減到低體積(到混濁變得明顯為止)。將少量的活性炭加入并將混合物過濾。用熱水通過殘留物，然后收集沖洗物并加入到濾液中。將溶液縮減到100ml體積，然后倒入分液漏斗。加入沖洗燒杯的沖洗物和二氯甲烷(50ml)，晃動該混合物(3-4次)，靜置，然后分出底層相(氯化溶劑)。重復添加二氯甲烷、晃動、靜置、和分離步驟3次。然后二氯甲烷通過在硫酸鈉上干燥來除去，后者則通過過濾除去，并通過在旋轉蒸發器上蒸發來獲得富可可堿的產品。據HPLC測定，固體制劑的可可堿含量為約84％。用氯仿而不是二氯甲烷作為溶劑而制得的相似固體組合物制劑含有約64％的可可堿。
權利要求
1.一種從可可殼生產富可可堿組合物和富多酚組合物的方法，所述方法包括(1)提供脫脂可可殼；(2)用丙酮水溶液對脫脂可可殼進行提取，所述丙酮水溶液含有約30-約80％的丙酮，從而提供液體可可殼提取材料；(3)對可可殼提取材料進行處理以除去懸浮固體，從而提供經處理的液體可可殼提取材料；(4)從經處理的液體可可殼提取材料中除去丙酮，從而提供含水的提取材料；(5)將含水提取材料濃縮到約1.5-約5％固體，從而提供經濃縮的提取材料；(6)將經濃縮的提取材料應用于凝膠過濾柱，所述柱含有適于將可可堿和多酚相互分離的凝膠過濾介質；(7)用水對凝膠過濾柱進行沖洗，從而收集富可可堿的組合物；和(8)用低分子量的有機溶劑對已經用水沖洗過的凝膠過濾柱進行洗脫，從而收集富多酚組合物，其中，富多酚組合物基本上不含有植物甾醇和可可堿。
2.根據權利要求1的方法，其中，丙酮水溶液含有約40-約60％的丙酮。
3.根據權利要求1的方法，其中，丙酮水溶液含有約50％的丙酮。
4.根據權利要求2的方法，其中，對富可可堿組合物進行處理以使富可可堿組合物中的可可堿得以濃縮。
5.根據權利要求2的方法，其中，對富多酚部分進行處理以使富多酚組合物中的多酚得以濃縮。
6.根據權利要求5的方法，其中，對富多酚部分進行處理以使富多酚組合物中的多酚得以濃縮。
7.根據權利要求1的方法，其中，重復步驟(2)中的提取2-5次，合并每次重復的提取所得的液體可可殼提取材料。
8.根據權利要求2的方法，其中，重復步驟(2)中的提取2-5次，合并每次重復的提取所得的液體可可殼提取材料。
9.根據權利要求1的方法，其中，可可殼獲自經烘烤發酵的可可豆。
10.根據權利要求1的方法，其中，可可殼獲自經烘烤未發酵的可可豆。
11.根據權利要求1的方法，其中，可可殼獲自未烘烤經發酵的可可豆。
12.根據權利要求1的方法，其中，可可殼獲自未經烘烤并且未發酵的可可豆。
13.一種基本上不含植物甾醇和可可堿的富多酚組合物，所述組合物由包括下述步驟的方法制成(1)提供脫脂可可殼；(2)用丙酮水溶液對脫脂可可殼進行提取，所述丙酮水溶液含有約30-約80％的丙酮，從而提供液體可可殼提取材料；(3)對可可殼提取材料進行處理以除去懸浮固體，從而提供經處理的液體可可殼提取材料；(4)從經處理的可可殼提取材料中除去丙酮，從而提供含水的提取材料；(5)將含水提取材料濃縮到約1.5-約5％固體，從而提供經濃縮的提取材料；(6)將經濃縮的提取材料應用于凝膠過濾柱，所述柱含有適于將可可堿和多酚相互分離的凝膠過濾介質；(7)用水對凝膠過濾柱進行沖洗，以去除富可可堿組合物，并且；(8)用低分子量的有機溶劑對已經用水沖洗過的凝膠過濾柱進行洗脫，從而收集富多酚組合物，其中，富多酚組合物基本上不含有植物甾醇和可可堿。
14.權利要求13的富多酚組合物，其中，丙酮水溶液含有約40-約60％的丙酮。
15.權利要求13的富多酚組合物，其中，丙酮水溶液含有約50％的丙酮。
16.權利要求13的富多酚組合物，其中，對富多酚部分進行處理以使富多酚組合物中的多酚得以濃縮。
17.權利要求13的富多酚組合物，其中，重復步驟(2)中的提取2-5次，合并每次重復的提取所得的液體可可殼提取材料。
18.權利要求14的富多酚組合物，其中，重復步驟(2)中的提取2-5次，合并每次重復的提取所得的液體可可殼提取材料。
19.權利要求13的富多酚組合物，其中，可可殼獲自經烘烤發酵的可可豆。
20.權利要求13的富多酚組合物，其中，可可殼獲自經烘烤未發酵的可可豆。
21.權利要求13的富多酚組合物，其中，可可殼獲自未烘烤經發酵的可可豆。
22.權利要求13的富多酚組合物，其中，可可殼獲自未經烘烤的未發酵的可可豆。
全文摘要
本發明涉及一種可可殼的提取方法，其提供了富可可堿部分或組合物以及富多酚部分或組合物。
文檔編號A61K31/522GK1872172SQ200610099610
公開日2006年12月6日 申請日期2006年5月30日 優先權日2005年5月31日
發明者A·布拉德博里, G·科普 申請人:卡夫食品研發公司