ES2237733T3 - Procedimiento para la preparacion de un extracto de lupulo enriquecido en xantohumol. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la preparación de un extracto de lúpulo enriquecido en xantohumol, caracterizado porque a partir de una materia de partida de lúpulo que contiene xantohumol se extrae mediante CO2 altamente comprimido como disolvente a valores de presión por encima de 500 bar y a temperaturas por encima de 60ºC el extracto de lúpulo que contiene xantohumol.

Description

Procedimiento para la preparación de un extracto de lúpulo enriquecido en xantohumol.

La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un extracto de lúpulo enriquecido en xantohumol así como al uso de un extracto de este tipo.

En cuanto a los antecedentes de la invención se deben presentar inicialmente de forma breve los fundamentos nutriciofisiológicos de la invención. En virtud de ellos el lúpulo es una materia prima imprescindible para la fabricación de cerveza. Esta contiene en forma seca tres grupos de sustancias activas esenciales. Las resinas de lúpulo aportan a la cerveza el sabor amargo característico. El aceite de lúpulo con sus múltiples componentes aromáticos dota a la cerveza con un aroma típico. Los taninos del lúpulo se componen de numerosos polifenoles como, por ejemplo, flavanoles, proantocianidinas, flavanoides del kampferol y de quercetina, ácidos benzoicos y ácidos cinámicos. Su valor para la calidad de la cerveza no se manifiesta de forma homogénea.

La mayoría de los polifenoles del lúpulo son muy solubles en agua caliente. Estos actúan antioxidativamente y contribuyen al sabor. Sin embargo debido a que estos forman con proteínas complejos que enturbian en la cerveza fabricada durante su almacenamiento, su valor se estima de forma diferenciada. Así hay muchos fabricantes de cerveza que renuncian voluntariamente a la dosificación de polifenoles de lúpulo, para mejorar la estabilidad de sus cervezas y evitar su propensión al enturbiamiento.

Los productos del lúpulo libres de taninos se obtienen mediante la extracción del lúpulo con disolventes. A este respecto se ha impuesto en todo el mundo el CO_{2} líquido o especialmente supercrítico, que disuelve casi todas las sustancias amargas y aromáticas pero ningún polifenol. De menor importancia son los extractos preparados con etanol.

El lúpulo contiene un polifenol muy específico, a saber, un flavanoide del grupo de la chalcona, el xantohumol. Investigaciones de los últimos años en todo el mundo muestran que el xantohumol presenta propiedades anticancerígenas muy interesantes. Los trabajos de investigación se ampliaron a células vivas. Existe la esperanza de usar xantohumol como sustancia quimiopreventiva contra el cáncer en el futuro. De esto se deduce que es conveniente un enriquecimiento de xantohumol del lúpulo.

La solubilidad del xantohumol es poco común para un polifenol. El xantohumol es tan no polar que apenas es soluble en agua caliente, pero muy soluble en alcohol o mezcla de alcohol y agua. Por otro lado los disolventes no polares como el hexano no pueden disolver el xantohumol. El lúpulo secado contiene una cantidad en xantohumol, según cada tipo, de 0,2 a 1,0% en peso.

Durante la fabricación de cerveza se transforma el xantohumol en isoxantohumol. El isoxantohumol posee claramente menores propiedades anticancerígenas. La mayor parte del xantohumol y también del isoxantohumol se elimina además durante la fabricación de cerveza mediante levadura, precipitación y la filtración. La cerveza disponible en el mercado no es, por tanto, una fuente especialmente adecuada para usar el potencial de inhibición del cáncer del xantohumol. Es deseable en cualquier caso un extracto enriquecido en xantohumol adecuado que, por ejemplo, se pueda usar en la cerveza fabricada, en otros alimentos o de por sí como preparado quimiopreventivo.

Para este fin se presentan en la actualidad según el estado de la técnica dos propuestas de disolución. El documento DE 19939350 A1 describe un procedimiento para la preparación de un extracto de lúpulo enriquecido en xantohumol, en el que se llegan a usar las combinaciones de agua y etanol preferiblemente en 2 etapas de extracción. Estas aportan típicamente del 5 al 15% en peso de xantohumol. Además del xantohumol se disuelven sin embargo también otros taninos del lúpulo con las propensiones al enturbiamiento conocidas.

En otra publicación se describe cómo a un extracto de lúpulo que contiene xantohumol obtenido con etanol disponible en el mercado se sustraen tras adición de un material vehículo sólido todas las sustancias amargas y aromáticas solubles con CO_{2} supercrítico. Queda tras esta etapa de purificación una mezcla de material vehículo, distintas resinas no solubles en CO_{2} y xantohumol, que sin embargo está enriquecido sólo débilmente con aproximadamente el 2% en peso frente al lúpulo.

Partiendo de esto la invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento para la preparación de un extracto de lúpulo enriquecido en xantohumol, en el que se pueda conseguir elevadas ratios de enriquecimiento respecto al xantohumol sin disolventes orgánicos o procedimientos de extracción en varias etapas.

La solución principal de este objetivo se da en la parte caracterizadora de la reivindicación 1, y consiste en que se extrae el extracto de lúpulo que contiene xantohumol a partir de una sustancia de partida de lúpulo que contiene xantohumol mediante CO_{2} altamente comprimido como disolvente a valores de presión por encima de 500 bar y a temperaturas por encima de 60ºC.

Partiendo de los conocimientos disponibles en la actualidad según el estado de la técnica el procedimiento de acuerdo con la invención recurre a una ruta de disolución que se desvía completamente del estado de la técnica. En la bibliografía se señala siempre el CO_{2} supercrítico no polar como completamente inadecuado para la extracción de xantohumol. De esta forma sorprende que precisamente el CO_{2} supercrítico en una combinación de presión y temperatura hasta ahora completamente inhabitual durante la extracción de lugar a disolver el xantohumol. A este respecto resultan contenidos de xantohumol desconcertantemente altos en los extractos obtenidos, entre los que también se ha de comprender un extracto total de sustancias de resinas y aromáticas relevantes en la fabricación de cerveza y xantohumol.

Todas la patentes habidas hasta la actualidad y referencias bibliográficas se basan y describen las propiedades de extracción del CO_{2} supercrítico a presiones de hasta 500 bar. Por ejemplo es de mencionar aquí el documento DE-PS 2127618 (preparación de extractos de lúpulo). Debido a que no fue demostrable mejora alguna en las propiedades de disolución por encima de 300 a 500 bar, deduce de esto el especialista en la técnica que un aumento más de las presiones de extracción no lleva a conseguir efecto adicional alguno. Una mejora de las propiedades de disolución del CO_{2} supercrítico sólo se atribuyó sólo a un aumento de la temperatura, como se conoce del documento DE PS 3346776. De este modo, sin embargo, no se podría disolver el xantohumol.

En el desarrollo de la invención se comprobó sin embargo que el uso de CO_{2} a valores de presión por encima de las descritas hasta ahora de aproximadamente 300 a 500 bar lleva a una resultados inesperados. De esta forma sorprendentemente presiones de extracción de aproximadamente 600 a 1000 bar se demuestran como adecuadas para disolver el xantohumol. Si se extraen, por ejemplo, las sustancias aromáticas y amargas en condiciones supercríticas usuales, y el residuo se somete a una segunda extracción con CO_{2}, por ejemplo, entre 600 y 1000 bar y de 70 a 90ºC, se consigue un extracto de lúpulo de 10 a 20% en peso en proporción de xantohumol. Mediante la elección certera de las condiciones de separación se puede recoger este extracto en forma seca del separador. El extracto de lúpulo así obtenido es especialmente rico en xantohumol y contiene además clorofila así como componentes de resina de lúpulo que amargan moderadamente. Este está exento de polifenoles que perjudican por enturbiamiento como flavanoles y proantocianidinas. Además no contiene proteínas, ni hidratos de carbono alguno y especialmente ninguna sal indeseable como, por ejemplo, nitrato. No requiere procesamiento adicional alguno como un secado y casi no contiene aditivos extraños al lúpulo.

Mayores presiones que 1000 bar serían igualmente efectivas. Estas no se podrían probar por motivos técnicos. El extracto de lúpulo rico en xantohumol se prepara también sin el uso de reforzadores de la disolución en CO_{2}. Se conoce de distintas publicaciones que el CO_{2} supercrítico modifica sus propiedades de disolución mediante la adición de agentes arrastradores con carácter sobradamente polar como, por ejemplo, agua o alcoholes, de modo que también se pueden disolver sustancias polares de un sólido. De esta forma se usa agua como reforzador de la disolución para separar la cafeína del café o del té con CO_{2} supercrítico, sin comprender componentes de sabor no selectivamente positivos. Por tanto, el uso de agente arrastradores sería extensivo también para disolver xantohumol del lúpulo con el CO_{2} supercrítico conocido y usual. Sin embargo, en esta invención los reforzadores de disolución fisiológicamente aceptables como el agua, alcoholes como el etanol, ésteres como el acetato de etilo o cetonas como la acetona, no han podido conseguir refuerzo drástico alguno de la solubilidad del xantohumol en los intervalos de presión usuales hasta 500 bar.

En el intervalo de presión por encima de 500 bar el uso de agentes de arrastre es planteable, pero no obligatoriamente requerido. Esto presenta la ventaja de que en modo alguno hay que aceptar residuos de disolvente en el extracto de lúpulo. También es sorprendente la comprobación de que como producto de partida para una extracción de xantohumol pueden servir tanto todos los tipos de pellas de lúpulo como también los residuos extraídos con los procedimientos de CO_{2} subcrítico y supercrítico conocidos hasta la fecha. A este respecto son adecuadas también de modo comparativo las pellas de lúpulo muy secas o las pellas de lúpulo extraídas previamente con CO_{2} con un contenido en agua de 3 a aproximadamente 15% en peso.

La invención se refiere además al uso de un extracto de lúpulo enriquecido con xantohumol preparado como se discutió previamente como adición dosificada para alimentos sólidos, pastosos o líquidos. Es especialmente adecuada una adición dosificada en forma seca, granulada como suplemento para alimentos sólidos. Preferiblemente se puede disolver el extracto de lúpulo en su forma seca, granulada en un disolvente orgánico adecuado y añadir a una bebida. Esto puede tener lugar en forma de una adición continua en un proceso con bomba o de transporte.

Como disolvente se usa a este respecto preferiblemente el etanol, dándose concentraciones en la disolución de hasta el 20% en peso del extracto enriquecido en xantohumol.

Se harán evidentes otras características, particularidades y ventajas de la invención a partir de la siguiente descripción de varios ejemplos de realización.

Ejemplo de realización 1

Se extraen con CO_{2} 10 kg de pellas de lúpulo en condiciones (CO_{2}) supercríticas usuales a 250 bar y 50ºC. En estas condiciones se disuelven las sustancias amargas y aromáticas de valor para la industria cervecera. El residuo de extracción se extrae en el mismo dispositivo o en un dispositivo aparte con CO_{2} a 800 bar durante 3 horas. El extracto obtenido en la extracción posterior se recupera en un separador y se recoge tras la finalización de la extracción. Este contiene, según cada materia prima, de 5 a 20% en peso de xantohumol. El extracto obtenido es sólido y se puede triturar fácilmente en un polvo.

Ejemplo de realización 2

Se extraen con CO_{2} a 800 bar y 80ºC durante 3 horas 10 kg de residuo de lúpulo ya extraído previamente en condiciones de CO_{2} supercrítico usuales. El extracto verde oscuro obtenido se reúne a 65 bar y 50ºC en un recipiente separador. El contenido en xantohumol alcanza, según cada materia prima, de 5 a 20% en peso.

Ejemplo de realización 3

Se pueden combinar las dos etapas de extracción también atravesando ya desde un principio un lecho de pellas de lúpulo con CO_{2} a 800 bar y 80ºC. Mediante una separación de dos etapas se puede separar a 250 bar y 60ºC el extracto enriquecido en xantohumol, a 65 bar y aproximadamente 50ºC se obtiene el extracto de lúpulo de relevancia para la industria cervecera.

Ejemplo de realización 4

Es especialmente efectiva una extracción posterior de pellas de lúpulo del tipo Taurus ya extraídas en condiciones usuales con CO_{2} supercrítico. Se extraen 10 kg de estas pellas con CO_{2} a 800 bar y 80ºC. Las sustancias contenidas disueltas se separan en una primera etapa a 200 bar y a 60ºC. Este extracto está enriquecido de forma especialmente selectiva con xantohumol y contiene hasta el 40% en peso de xantohumol. En la segunda etapa de separación se separa una mezcla de extracto a 65 bar y 50ºC, que contiene poco xantohumol.

Claims (10)

1. Procedimiento para la preparación de un extracto de lúpulo enriquecido en xantohumol, caracterizado porque a partir de una materia de partida de lúpulo que contiene xantohumol se extrae mediante CO_{2} altamente comprimido como disolvente a valores de presión por encima de 500 bar y a temperaturas por encima de 60ºC el extracto de lúpulo que contiene xantohumol.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se extrae a valores de presión entre 600 y 1000 bar y a temperaturas entre 70 y 90ºC.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como materia de partida de lúpulo se usan pellas de lúpulo extraídas previamente con CO_{2} supercrítico usual, que se someten a una extracción posterior con CO_{2} de 600 a 1000 bar, preferiblemente a 900 bar, y de 60 a 90ºC, preferiblemente de 75 a 90ºC, tras lo cual se separan las sustancias contenidas disueltas del extracto de lúpulo enriquecido en xantohumol.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la separación se emprende a una presión de hasta 200 bar, preferiblemente de 60 a 70 bar, y a una temperatura de hasta 90ºC, preferiblemente de 40 a 60ºC en un recipiente separador.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como materia de partida de lúpulo se usan pellas de lúpulo, que se extraen de 600 a 900 bar, tras lo cual se separa del pre-extracto obtenido con esto en una primera etapa a valores de presión de 200 a 500 bar y a temperaturas de 40 a 90ºC el extracto enriquecido en xantohumol y en una segunda etapa a valores de presión de 60 a 80 bar y a temperaturas de 40 a 60ºC un extracto usual para la fabricación de cerveza.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el extracto de lúpulo enriquecido en xantohumol se obtiene seco y libre de aditivos en un separador como polvo estable.

7. Uso de un extracto de lúpulo enriquecido con xantohumol, preparado según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el extracto de lúpulo se usa como adición dosificada para alimentos sólidos, pastosos o líquidos.

8. Uso de un extracto de lúpulo enriquecido con xantohumol según la reivindicación 7, caracterizado porque el extracto de lúpulo se dosifica en una forma seca, suelta.

9. Uso de un extracto de lúpulo enriquecido con xantohumol según la reivindicación 7, caracterizado porque el extracto de lúpulo se disuelve en su forma seca, granulada en un disolvente orgánico adecuado y se añade a una bebida, preferiblemente en forma de una adición continua en un proceso con bomba o de transporte.

10. Uso de un extracto de lúpulo enriquecido con xantohumol según la reivindicación 9, caracterizado porque como disolvente se usa etanol y se llega al uso de concentraciones de hasta el 20% en peso del extracto enriquecido en xantohumol en la disolución.