SE464497B - Foerfarande foer framstaellning av ett antioxidantextrakt och daervid framstaellt extrakt - Google Patents

Description

15 20 25 30 464 497 2 torkade växtmaterial (rosmarin och salvia) med an basisk vatten- lösning vid ett pH av mellan ca 7 och 11,5 och företrädesvis ca 9 för avlägsnande av antíoxidantmaterialen från växtsubstra- tet. Vianí påpekar (spalt 2, rad 23) att denna övre gräns för pH är kritisk eftersom den förhindrar avlägsnande av starkt sura, proxidantsubstanser från rosmarínen. Det alkaliska extraktet kan användas som sådant, torkas eller extraheras över i ett med vat- ten oblandbart lösningsmedel, såsom etylenklorid efter surgöring.

Víanís extrakt har en mycket svag arom av rosmarin (Ex. l, spalt 5, rad 57).

Nakatani (US patent 4,450,097) varierar denna procedur ge- nom att först extrahera den torkade växten med ett icke polârt organiskt lösningsmedel, såsom hexan, avlägsnande av hexanet, ångdestillering av de flyktiga essentiella oljorna från en vat- tendispersion, kylning och separation av det vattenolösliga ros- marinextraktet. Detta avodoriserade extrakt upplöses sedan i e- ter, syratvättas, varefter eterlösningen extraheras med natrium- vätekarbonat vid ett pH av minst 13,5. Genom användning av väte- karbonat extraheras den av Viani beskrivna svagt sura prooxidant- fraktionen ej från etern över i vattnet. Nakatani visar även att rosmarinblad kan först ångdestílleras för avlägsnande av de essen- tiella oljorna och sedan extraheras med ett icke polärt lösnings- (Det bör betonas, att det renade extraktet enligt föreliggande uppfinning väsentligt medel och extraktet raffineras enligt ovan. förenklar ovannämnda förfaranden, eftersom det reducerar emulsio- ner och partikelformigt material och förenklar pH-separationerna).

Berner (US patent 3,732,lll) använder ett âtbart fett för extraktion av den torkade växten, avlägsnar den essentiella oljan från i fett upplöst extrakt och utnyttjar sedan detta avodöriser- ade extrakt i fett som en antioxidant. Detta förfarande har den väsentliga nackdelen av att väsentlig mängd ätbart fett i den för- brukade växten går förlorad och i att extraktet ej kan koncentre- ras.

Chang (US patent 3,950,266) extraherar torkade blad av ros- marin med organiskt lösningsmedel, avlägsnar lösningsmedlet, blandar extraktet med gen högkokande eller icke flyktig ätbar ol- ja, såsom sojaolja, och ångdestillerar den erhållna blandningen för avlägsnande av rosmarinens aromämnen under kvarlämnande av den aromfria antioxidantfraktionen. Han molekylärdestillerar ä- 10 15 20 25 30 35 464' 497 ven fluidet före eller efter avfärgning med träkol till er- hållande av en koncentrerad antioxidant. Dessutom visar Chang, att om man bringar extraktet i kontakt med lösningsmedel av stör- re eller mindre polaritet medför koncentration av antioxidantfrak- tionen i lösningsmedlet med större polarítet under användning av kolonnkromatografi. Chang har den väsentliga fördelen jämfört med Berner i att han åstadkommer en koncentrerad antioxidant, vilken kan användas i många applikationer, där det av Berner använda fet- tet skulle vara olämpligt.

Bracco fUS patent 4,352,746) utnyttjar både Changs och Ber- ners upptäckter för att åstadkomma ett förfarande som är till- lämpbart på både fett- och lösningsmedelsextrakt av växter. Denna procedur är tillämpbar både på ângdestillerade blad av rosmarin och rosmarin innehållande essentiell olja. Vid Braccos uppfinning finfördelas extraktet i olja eller lösningsmedelsextraktet efter avsolventisering och suspension i olja och karboniseras sedan i närvaro av vatten genom värmebehandling. Den karboniserade sus- pensionen siktas för avlägsnande av det karboniserade materialet, och fluidfraktíonen mokelylärdestilleras sedan till bildning av en koncentrerad antioxidantfraktion i enlighet med Chang. Bracco finner emellertid att hans uppfinning tillåter honom att använda mindre olja än Chang i förhållande till växten. Hans olja kan så- lunda innehålla 5-20 ekvivalenter av det vegetabiliska utgångs- materialet i motsats till l till 2% för Changs process (spalt 4, rad 65). Förmodligen beror denna förbättring på karboniserings- steget, som avlägsnar material vilka igensätter molekylärdestil- lationsapparaten.

I ett senare patent beskriver Kimura (US patent 4,380,506) ett förfarande för separation av en oljelöslíg och en oljeolös- lig (Ex. 3) aktiv fraktion från växtextraktet. Han använder eta- nol-hexanblandingar varierande från 2% etanol till 95% etanol i hexan för extraktion av salvia och visar att samtliga dessa bland- ningar är mycket effektiva extraktionslösningsmedel. Genom till- sats av extraktet upplöst i extraktionslösningsmedelsblandningen till vatten kan han separera extraktet av rosmarin i en hexan- löslig del och en hexanolöslig del. Den hexanlöslíga delen är även oljelöslig och har stark antioxidantaktivitet. Den fällning som bildas när extraktet upplöst i lösningsmedel sättes till vat- ten var vattenolöslig, svagt antioxidantaktiv (kanske som ett re- 10 15 20 25 30 35 464 497 4 sultat av medbringade hexanlösliga material) men användbar som antibakteriellt konserveringsmedel. Denna fällning är ej det a- cetonolösliga materialet enligt föreliggande uppfinning, vilket ej har antibakteriella egenskaper. Kimura delar nackdelen med Berner i förlust av lösningsmedel (etanol) till den inblandade vattenfasen och har även nackdelen i förhållande till förelig- gande uppfinning av att man anvânder en kvantitet lösningsmedel som är tio gånger vikten av hans krydda för rening av extraktet (Ex. l och 2) något som effektivt skulle medföra upplösning av de "acetonolösliga" materialen i hexanfasen, vilka acetonolös- liga material elimineras genom föreliggande uppfinning. Kimura eliminerar aldrig de acetonolösliga föroreningarna från sin he- xanfas eller i övrigt. Ändamål med uppfinningen Att förhöja effektiviteten av de naturliga antioxidanter som är närvarande i rosmarin och andra Labiatae; att förhöja ut- bytet av antioxidanterna från växtmaterialet; att avlägsna icke önskvärda och skadliga material från växtextrakt; att åstadkomma ett helt oljelösligt naturligt extrakt under biehâllande av väx- tens samtliga naturliga antioxidanter; att kontrollera både anti- oxidantaktiviteten av extraktet och växtaromen i fixerade förhåll- anden lämpliga för användning i olika slag av födoämnen och i o- lika framställningsmetoder; att åstadkomma ett växtextrakt från Labiatae vilket är kombinerbart med en mångfald synergistiska an- tioxidanter; att åstadkomma ett kontrollerat växtextrakt, från vil- ket icke ösnkvärda färger avlägsnats utan förlust av antioxidant- aktivitet; att redovisa ett förfarande, som är anpassníngsbart till samtliga dessa ändamål under användning av en rad av accept- abla lösningsmedel av födoämneskvalitet och under skilda extrak- tionsbetingelser; att framställa och åstadkomma växtaromämen bi- behållande alla sina inherenta antioxidantförmågor , vilka är lös- liga i och kombinerbara med normalt använda kryddextrakt, oljor och aromämnen.

Föreliggande uppfinning Enligt föreliggande uppfinning har det nu upptäckts, att ex- traktionen av rosmarin och andra växter med vanliga acceptabla lös- ningsmedel, såsom hexan, etanol och aceton och t.o.m. med klorerade 10 15 20 25 30 35 5 464i 497 lösningsmedel, såsom etylenklorid, på ett sätt som maximerar ut- byte och extraktionsgrad åtföljt av en postextraktionsutfällning av icke önskvärda extraherade material från en lösning av extrakt- et i ett lösningsmedel, vilket företrädesvis innefattar aceton el- ler metyletylketon, både eliminerar icke önskvärda och skadliga prooxidantmaterial, såväl som andraciösliga material, vilka ej har antioxidanteffekt och vanligen tjänar endast till att ge upp- hov till grumling eller slöja i ett vegetabiliskt oljemedium där användning slutligen sker.

Följande exempel kommer att visa: 1. Separation av de icke önskvärda materialen och (a) förbätt- ring í effektiviteten av de önskvärda materialen och (b) i de- ras förhöjda löslighet och fluiditet. 2. Den förbättring som är elimineringen av de icke önskvärda acetonolösliga material ger för avlägsnande av aromen genom Chang- förfarandet innefattande ång- och molekylärdestillation. 3. Separation av de material som är lösliga och olösliga i pet- roleum-eter och lämpliga berednigar för varje speciellt ändamål. 4. Uppmåtning av antioxidanteffektivitet och aromstyrka, såväl som kontroll av deras förhållanden. 5. Beredning av antioxidantsystem, vilka âr kombínerbara med vat- tenbaserade system i det att de dispergerar väl i enbart vatten. 6. Bliminering av ett otal manipulativa steg som erfordras för rening av antioxidantmaterialet. 7. Total återvinning av lösningsmedel, vare sig de är ätbara el- ler flyktiga. 8. Separation av antioxidantfraktionen i en polär lösningsme- delsfas, såsom aceton, i vilken vissa icke önskvärda material (innefattande icke polära och andra material) är lösliga under ex- traktionsbetingelserna men ej under reningsbetingelserna. 9. Användning av uppfinningen vid framställning av ett renat ex- trakt av olika växter.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Följande exempel återges som illustration enbart och får ej uppfattas såsom inskränkande: För dessa exempels ändamål är uttrycken oleoharts och extrakt synonyma. De är de material som upplöses i lösningsmedlet från väx- ten och de analyseras kvantitativt genom avlägsnande av lösnings- 10 15 20 25 30 35 464 497 6 medlet från det i lösningsmedlet upplösta extraktet, vilket ä-_ ven kallas "miscella". När exempelvis rosmarin extraheras full- ständigt i en Soxhlet med aceton och acetonet sedan avlägsnas från miscella i destillationskolven är det kvarvarande materialet ett rosmarinoleoharts eller råextrakt. När råextraktet behandlats med aceton i enlighet med föreliggande uppfinning betraktas den acetonlösliga delen efter acetonets avlägsnande som "renat ex- trakt".

EXEMPEL l. Rosmarin - färglöst, Raffinerat Antioxidantextrakt. 120 g malet protugisiskt rosmarin extraherades i en Soxhlet med aceton, och ett utbyte av 19,6 g erhölls. En portion av det- ta "råoleoharts", ett fast ämne vid rumstemperatur, ställdes åt sidan. Återstoden, 17,4 g, värmdes och omrördes med 100 ml aceton och kyldes sedan till omgivningstemperatur i 5 timmar. Den filt- rerades och den fasta kakan tvättades med aceton för avlägsnande av eventuellt vidhäftande acetonlösligt material. Efter avlägsn- ande av lösningsmedlet vägde den acetonlösliga antioxidantfraktio- nen 12,3 g eller 71% av råoleohartset. Det fasta materialet vägde 5,0 g eller 28% och förlusten var 0,1 g eller 0,6%.

En portion av den acetonlösliga fraktionen (7,6l g) upplös- tes ånyo i aceton och omrördes i 5 timmar med aktivt träkol (0,76 g). Efter filtrering och indunstning vid 70°C i en rotationsin- dunstare med vattenavsugning utvanns 7,2 g, vilket representerar 63,5% utbyte av den ursprungliga oleohartset. Reduktionen från 7l,0% utbyte beror på såväl adsorption av färgande material på träkolet som förlust av lättare fraktioner av rosmarínolja i rota- tionsíndunstaren och vid manipulationen.

Vardera av dessa fraktioner utspäddes i sojaolja till en kon- centration, som skulle ge ekvivalent mängd råoleoharts. På grund av att oleohartserna ej i förväg blandats med en flytande bärare ned- röres de först i den heta oljan, vilken sedan nedrördes i en stör- re kvantitet het olja och tilläts svalna. Observationer på sediment och klarhet gjordes: (1) de acetonlösliga oelohartserna var klara och fria från sediment; (2) det råa oleohartset, den acetonolösliga fraktionen, och (3) en produkt framställd enligt Vianí och inköpt på den öppna marknaden var ej detta.

Det bör omnämnas, att det föredragna sättet för framställning av en beredning av rosmarin eller annan vâxtprodukt är att sätta en ätbar 10 15 20 25 30 35 464' 497 vätska, såsom en mono- eller di-glycerid, till extraktionslös- ningsmedlet före dess avlägsnande. Detta håller extraktet pasta- artat eller flytande i kallt tillstånd och gör att det ej blir ett hårt harts som blir svårt att ånyo upplösa. Den ätbara vät- skan kan tillsättas under vilket som helst tillfälle i extraktio- nen och raffineringsproceduren.

Det bör även omnâmnas, att stegen för avfärgning och avlägs- nande av fast material kan utföras samtidigt. För detta exempels ändamål utfördes stegen emellertid i följd, eftersom man härigenom undviker klibbningen från träkolet, som gör det svårare att filtre- ra. Ett ytterligare förhållande bör nämnas: klorofyller nedbrytes till brunaktiga pigment med tiden, vilka endast är sparsamt olje- lösliga. Eftersom dessa pigment avlägsnas genom träkolet är den föredragna formen av uppfinningen ett avfärgat extrakt, från vilket de i kallt aceton olösliga materialen avlägsnats.

Antioxidantaktivitetsnivån för extrakten uppmätes med ett instrument son kallas Rancimat (VM), vilket uppmäter induktionsti- den (benägenhet till härskning] av ett prov av olja innehållande en känd mängd extrakt, säg 0,l% eller ekvivalent mängd, under be- tingelser med accelererad åldring. Induktionstiden uppmätes genom en skarp förändring i ledningsförmågan för en lösning, in i vilken luft som blåsts genom oljeprovet inledes. Oljan hålles vid l20°C och 18 l luft per minut genomledes.

Kontroll köres även samtidigt och kontrollens induktionstid, säg 184 minuter, subtraheras från induktíonstíden för det prov som testas, säg 254 minuter, till erhållande av ett tal som represente- rar förhöjningen i stabilitet som åstadkommes med provet, vilket tal då skulle vara 70 minuter. Ett andra prov av samma koncentration jäm- föres sedan genom förhållandet mellan stegringen i dess induktions- tid jämfört med den för det första provet. Om vid samma koncentra- tion det andra provet förhöjer induktíonstíden med 80 minuter kan det sägas ha en effektivitet av 114% av referensprovet.

I föreliggande fall var Rancimat-stabiliteten för råoleo- hartset vid 0,1% koncentration 95 minuter över den för kontrollen .

Den acetonolösliga fraktionen var pro-oxidant uppvisande en induk- tionstid vid en koncentration av 0,033% som var Zl minuter mindre än kontrollen. Det avfärgade acetonlösliga oleohartset uppvisade en förhöjning i stabilitet av lll minuter vid en koncentration av 0,0635%, eller ll7% av råoleohartset. Eftersom utbytet av det av- 10 15 20 25 30 35 464 497 s färgade oleohartset var 63,5% av räoleohartset förbättrar denna raffinering antioxidantförmågan hos extraktet med 17%.

Dessa resultat visar på ett konklusivt sätt att förfarandet enligt uppfinningen ej endast ger en produkt med överlägsen lös- lighet utan att det även förhöjer effektiviteten för en given mängd av rosmarin genom avlägsnande av pro-oxidantmaterial, vilka är närvarande i den olösliga fraktionen.

EXEMPEL 2.

Rosmarin extraherades kommersiellt med en blandning av he- Rosmarin - Avlägsnande av Pro-Oxídantmaterial. xan och aceton (ca 50-50) till bildning av ett oleohartsrosmarin av standardtyp. En portion av lösningsmedlet innehållande extrak- tet (miscella) togs till laboratoriet. Denna miscella uppdelades i tre portioner: 1) som den är; 2) indunstad ned till ca 10-20% lösningsmedelsinnehåll, rekonstituterat med aceton till ca 12% oleoharts, kylt i flera timmar vid omgivningstemperatur och filt- rerat; 3) aceton tillsatt såsom under (Z), träkol tillsatt i en mängd av 12% vikt/vikt av oleohartset, omrört i flera timmar och filtrerat. Lösningsmedlet avlägsnades från varje prov. Viktutby- tet registrerades och de utfunna vikterna rapporteras i Tabell I som procenttal av vikten av kontrollprovet (1). Tabellen visar, att 13% av vikten avlägsnas genom behandling (2) och ytterligare 4,5% genom behandling (3). Rancimat-induktionstiderna för varje färdigt extrakt bestämdes. Återigen antogs utbytet från det oraf- finerade extraktet (1) ha 100% aktivitet. Det kan noteras, att an- tioxidantaktiviteten stiger med avlägsnandet av icke önskvärda pro- oxidant- eller antagonistmaterial i stegen (2) och (3). Med andra ord har en koncentration av 0,083% av provet (3) i olja 123% av stabiliteten för en koncentration av 0,l% av provet (1) i olja.

Iêâšëå-1 % Utbyte Aktivitet av ekvivalenta Prov Beskrivning (relativt) mängder extrakt 1 Total extrakt 100% 100% 2 Acetonlösligt 87% 117% 3 Avfärgat aceton- - 83% 123% lösligt Det bör observeras, att mängden acetonolösligt i detta ex- empel (13%) är mycket mindre än den i Exempel 1 (33%). Dessa tvâ 10 15 20 25 30 35 9 4640 497 tal representerar extremerna av de koncentrationer av dessa ma- terial som i allmänhet föreligger i växten och kan relateras till färskhet, den speciella odlaren, årstiden för skörd eller geografiskt område. Exemplen visar, att de önskvärda effekterna enligt föreliggande uppfinning ej är begränsade till speciella typer av rosmarinväxt.

Det acetonolösliga kan även avlägsnas under användning av ett annat lösningsmedel av födoämneskvalitet, såsom en petrole- umeter, såsom hexan eller heptan, en lägre alkohol, en lägre es- ter, såsom etylacetat, eller ett annat lägre alkylketon, såsom metyl- etylketon eller liknande, i vilket samma olösliga material är lösliga i värme och olösliga i kyla. Aceton är emellertid det föredragna lösningsmedlet, på grund av dess kostnad och lätthet i hantering och kompatibilitet med de allmänna lösningsmedels- krav vad avser extraktionsenkelhet. Det bör även nämnas, att föreliggande uppfinning ej är specifik beträffande det organis- ka lösningsmedel som användes för framställning av råextraktet, varvid vilket som helst lämpligt lösningsmedel av födoämneskvali- tet är acceptabelt.

EXEMPEL 3. Effekt av Olika Lösningsmedelsblandningar på Extraktet.

Malet rosmarin extraherades fullständigt i en Soxhlet under användning av hexan, en blandning av 80% hexan och 20% aceton och en blandning av 50% hexan och 50% aceton såväl som aceton enbart.

Dessa representerar en mångfald tänkbara lösningsmedelspolariteter och visar flexibiliteten vad avser det extraktionslösningsmedel som kan användas vid föreliggande uppfinning. Efter extraktionen avlägsnas lösningsmedlet, och råextraktet uppslammades sedan i het aceton (8 delar), kyldes och filtrerades. Den acetonolösliga fraktionen och den lösliga fraktionen befriades båda från lösnings- medel, och Tabell II visar procenthalten acetonolösligt i extrak- tet. De acetonlösliga fraktionernas antioxidantaktiviteter var de- samma, vilket åter visar att polariteten hos extraktionslösnings- medlet ej är kritisk även om varmt hexan är ett bättre lösnings- medel för "acetonolösligt", vilket synes vara en mindre polär fraktion än det acetonlösliga.

I Exampel 2 nämndes att extremerna för acetonolösligheten som i allmänhet är fallet vid rosmarinextrakt är mellan 13% och 33%. Föreliggande exempel redovisar ett ovanligt fall, vid vil- 10 15 20 25 30 35 464 497 10 ket det malda utgångsrosmarinet av okänt skäl har ca tvâ gånger så mycket av denna acetonolösliga fraktion närvarande än som är vanligt. Det visar att föreliggande uppfinning är applicerbar på vitt varierande typer av rosmarin och dess extrakt.

TABELL II Lösningsmedel (Hexan:Aceton) Olösligt, %* 100: 0 68 80: 20 64 50: 50 36 O:l00 33 l, = acetonolösli t ° totalt raextrakt X 100 EXEMPEL_í. Extraktion och Raffinering av Salvia.

Malen dalmation-salvia extraherades i en Soxhlet med en 70:30-blandning av hexan och aceton, och extraktet befriades från lösningsmedel. Det âterupplöstes i het aceton, kyldes, omblandades med 14% vikt/vikt av extraktet av träkol i fem timmar, filtrerades och filtratet befriades från lösningsmedel. 84% av den ursprungliga vikten av oleohartset återvanns, vilket visar att det finns mycket mindre "acetonolösligt" i detta prov av salvia än i ett typiskt prov av rosmarin. Antioxidantaktiviteten av det avfärgade, raffinerade oleohartset var 110% av den för originalet räknat på ekvivalent vikt bas. Extraktet var grumlingsfritt vid utspädning i vegetabi- lisk olja.

Detta exempel redovisar flexibiliteten hos uppfinningen, eftersom de olösliga materialen kan variera upp och ned med typen avwäxt såväl som med åldern av bladen, årstiden, belägenheterna och den speciella odlaren. Två prover av salvia skördade tidigt och sent på hösten 1985 innehöll 25 resp. 27% acetonolösligt i råextraktet.

Det bör åter betonas, att uttrycket "acetonolösligt" såsom det användes i föreliggande framställning helt enkelt avser en klass av inerta och/eller skadliga (innefattande pro-oxidant) sub- stanser, som kan separeras från de aktiva ingredienserna i växt- extraktet genom utfällning ur ett kallt lösningsmedel, av vilka aceton är en föredragen medlem av klassen. En lägre alkohol, ex- I) (J, 10 15 20 25 30 35 H 4e4s497 empelvis etylalkohol, metyletylketon, en lägre ester eller t o m en petroleumeter eller blandningar därav kan även användas.

EXEMPEL 5. Separation av Aktiva Ingredienser i en mer olje- löslig och en mer vattenlöslíg Fraktion.

En ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar separationen av de aktiva beståndsdelarna i det raf- finerade oleohartset i en mer flytande oljelöslig och en mer propylenglykol eller liknande löslig fraktion. Oleohartsrosmarin, från vilket acetonolösligt avlägsnas, blandas med två till fem vo- lymer het hexan eller heptan, omblandas väl och tillåtes svalna och sedimentera. Lösningsmedelsfasen dekanteras från den fasta fa- sen, och båda faserna befrias från lösningsmedel. 37% av utbytet föreligger i den fasta fraktionen och 63% i lösningsmedelsfraktio- nen. Den färglösa fasta fraktionen är lättlöslig i propylenglykol, bibehåller exempelvis sin löslighet i vegetabilisk olja och besit- ter antioxidantegenskaper. Den andra lösningsmedelslösliga fraktio- nen är lättlöslig i vegetabilisk olja och mindre löslig i propylen- glykol ocn besitter både antioxidantegenskaper och arom och kvar- varande karotenoider. De rekombinerade fraktionerna har samma ak- tivitet som det raffinerade oleohartset.

De två fraktionerna har i huvudsak samma antioxidantaktivi- tet, vilket skiljer dem från de fraktioner som erhålles av Kimura.

Det bör även omnämnas, att föreliggande uppfinning ej har till än- damål att åstadkomma en antimikrobiell konserveringsfraktion utan snarare två antioxídantfraktioner, en innehållande aromämnena och antioxidantaktivitet och den andra löslig i både vegetabilisk olja och propylenglykol men utan arom. Båda fraktionerna kan ångdestil- leras och blandas med mono- och/eller díglycerider etc. i enlighet med övriga redovisade exempel.

Det är uppenbart för fackmannen på området, att det ej är nödvändigt att avlägsna det "acetonolösliga" före separation av den oljelöslíga fraktionen, eftersom det önskade resultatet kan åstadkommas genom att man först omblandar råextraktet med het kol- vätelösningsmedel, kyler och separerar lösningsmedelsfasen från de fasta beståndsdelarna. Det acetonolösliga, även olösligt i kallt kolvätelösningsmedel, kan sedan avskiljas från återstoden av oleohartset genom omblandning av denna fraktion med aceton, såsom vid de tidigare exemplen. I föreliggande utföringsform är 464 497 12 10 15 20 25 30 35 processtegen omkastade. Andra variationer är uppenbara för fackmannen på omrâdet.

Den ena fraktíonen som är mer polär kan formuleras i pro- pylenglykol eller glycerin för att tjäna som antioxidant i ett vattenbaserat system, medan den andra mera oljelösliga fraktio- ~ nen är användbar i ett oljesystem. Denna fraktioneríngsteknik bidrar i stor utsträckning till uppfinningens mångsidighet.

Il Den propylenglykollösliga fraktíonen och den mera oljelös- liga fraktíonen kan även utspädas till konstant styrka av anti- oxidant under användning av lämpliga kombinerbara ätbara lösnings- medel, precis på samma sätt som det är tänkbart att standardise- ra aktiviteten hos det renade moderextraktet genom utspädning med olja eller annat lämpligt ätbart lösningsmedel. På samma sätt kan aromnivån hos en given formulering kontrolleras genom mängden av- lägsnad essentiell olja eller användas för att förstärka det re- nade extraktet. Föreliggande uppfinning erbjuder därför födoämnes- fabrikanten ett extrakt som är standardiserat med avseende på an- tioxidantaktivitet och aromnivå såväl som ett grumlingsfritt ex- trakt båce som sådant och vid utspädning med vegetabilisk olja.

EXEMPEL 6. Löslighetskarakteristika för "acetonolösligt" i ace- ton och i vegetabilisk olja och acceptabla maximini- våer i det renade extraktet.

Såsom påpekats i Exemplet l kan det kalla acetonolösliga utgöra upp till30-40% och någon gång upp till ca 2/3 av ett växtoleoharts extraherat med sedvanliga lämpliga organiska lösningsmedel av fö- doämneskvalitet. En portion av fällningen (2,6 g) från Exempel l återflödeskokades med ca 40 ml aceton, vari den väsentligen löste sig. Det heta acetonet filtrerades och indunstades för återvin- ning av 2,l8 g fast material. 1,84 g av detta fasta material omblandades med 500 ml ace- ton vid 4006, vilket förblev lätt grumligt. Lösningen kyldes till l9OC, omblandades lå timme och filtrerades. Totalt 0,38 g avlägs- nades genom filtrering, varvid filtratet var endast lätt grumligt. R 100 ml av denna lösning placerades i tillslutna skålar, vil- v ka hölls vid olika temperaturer i fem timmar, såsom anges nedan.

Dessutom utspäddes ett prov 1:1 med aceton och ett ytterligare prov 1:1 med hexan och hölls i fem timmar såsom angivits. De icke utspädda proverna filtrerades under användning av ett Whatman nr.l få' 10 15 20 25 30 35 13 . 464 497 papper och diatomacejord, och det mesta av grumlhgenavlägsna- des. En mycket liten mängd passerade emellertid genom papperet i samtliga fall. Acetonet avdrevs sedan för bestämning av lös- ligheten av det "olösliga" vid den angivna temperaturen.

Temperatur Hålltemperatur Klarhet % konc. vikt/vol vid vilken filtratet klarnade 56°c 5,5 4o° klar 0,36 19° grumlig 0,29 zs° 6° grumiig 0,23 zs° -z° mjöikig 0,2; zs° aceton l:l/8°C grumlig aceton/hexan mycket lätt l:l/8°C grumlig För det första anger dessa resultat överlâgsenheten med lägre temperaturer som hjälp vid avlägsnande av det olösliga, ehuru den största fördelen uppnås genom reduktion av temperatur- en hos lösningen av extraktet till 20°C eller lägre och om ut- rustning är tillgänglig till under l0°C.

För det första anger resultaten överlâgsenheten för ace- ton jämförtmed hexan, eftersom uppenbarligen de olösliga materi- alen är något mera lösliga i hexan än aceton i kyla. Om därför ett extraktíonslösningsmedel utväljes för att innehålla väsent- liga mängder hexan på grund av behovet av stora volymer och låg kostnad är det att föredra att i huvudsak avlägsna det före ut- fällningen och avlägsnandet av det olösliga.

För det tredje pekar det på bristerna i den kända tekniken, såsom exemplifíeras av Kimuras Exempel 2. I detta exempel extra- herar han 50 g rosmarin med en total volym om 500 ml lösningsme- del bestående av en blandning av 5O ml etanol och 450 ml hexan.

Efter avfärgning avlägsnar han etanolen genom blandning av mis- cellan med vatten och erhåller en hexanlöslig fraktion och sin antimikrobiella fällning. Eftersom såsom visas i föreliggande Exempel 3 hexan är ett bra lösningsmedel för "acetonolösligt" skulle detta extraheras från rosmarin. I de 450 ml hexanlösning efter avlägsnande av etanolen med vatten skulle minst ca 0,3% förbli i lösning eller ca 1,25 g, en mycket väsentlig andel av 464 497 10 15 20 25 30 35 ll den l,94g hexanlösliga återstod som erhålles. Enligt föreliggan- de uppfinning skulle l,94 g hexanlöslig rest återupplösas i ace- ton, kylas, filtreras och det olösliga materialet avlägsnas för utvinning av den acetonlösliga antioxidantfraktionen. Detta är den fraktion som har hög löslighet i olja och ej alstrar grumling.

D När en portion av 2,18 g fast acetonolösligt material fram- ställt enligt ovan sattes till sojaolja vid en koncentration av 0,042% krävdes uppvärmning till l40°C för åstadkommande av upp- lösning inom ca 30 minuter. Efter kylning i Zš timmar bildades en fällning och över natten blev lösningen mjölkartad. En portion av denna lösning utspäddes l till l med sojaolja, värmdes till l00°C till dess att fällningen upplöstes och kyldes över natten.

En mycket lätt grumling erhölls, vilken kunde vara acceptabel i vissa kommersiella användningar av extraktet, vilket antyder att en koncentration av ca 0,02 till 0,03% av de acetonolösliga ma- terialen kunde tolereras i en klar matolja.

Yajima (US patent 4,5Z5,306) som använder ett konventionellt avfärgat lösningsmedelsextrakt, från vilket acetonolösliga mate- rial ej avlägsnats (spalt 3) för stabilisering av kapslar, anger att den föredragna användningsnivån av ett extrakt är 0,l% till 1% vikt/vikt (spalt 4, raderna ll-12). En jämförbar nivå för ett raffinerat extrakt i enlighet med föreliggande uppfinning skulle ej vara mer än 0,5%. Vid denna nivå kan extraktet tolerera .03/.S x 100% = 6% olösligt material, och vid en användningsnivå av 0,4%, 7,5% av det acetonolösliga materialet. Detta är följaktligen an- givet som den praktiska övre gränsen för ett fluidrenat växtex- trakt enligt föreliggande uppfinning när extraktet utspädes till en 15% vikt/vol koncentration i aceton vid ca ZOOC.

Allteftersom koncentrationen av råextraktet i acetonet stegras och allteftersom utfällningstemperaturen minskas utfâlles mer olösligt material, så att mängden olösligt som är kvarvarande i det renade extraktet reduceras. Den praktiska övre gränsen för koncentrationen bestämmes genom viskositeten och samlösningseffek- ten av de övriga, aktiva, acetonlösliga beståndsdelarna i extrak- tet. För praktiska ändamål är den övre gränsen för koncentrationen av råextraktet i lösníngsmedlet ca 50%. Den praktiska koncentratio- nen varieras företrädesvis mellan ca 20% och 40% utan försämring av produktens kvalitet, men med tillräcklig kylning och tid för utfâllning kan t o m en koncentration av 5% till l0% avlägsna stör- 10 15 20 25 30 35 EXEMPEL 7 15 464 497 sta delen av de olösliga materialen.

Kommersiell extraktion av rosmarin, rening av extraktet och bestämning av olösligt i det renade extraktet.

Rosmarinblad maldes och extraherades kontinuerligt med en lösningsmedelsblandning av ca hälften hexan och hälften aceton vid förhöjd temperatur.

En del av miscellan, som är uttrycket för extraktet i lös- ningsmedlet, underkastades destillatíon, och extraktkoncentration- en höjdes till ca S0-60%. Det utspäddes sedan till en koncentration av ca 15% genom tillsats av aceton, kyldes till ca 20°C och acetonolös liga material avfiltrerades. Glycerider (20% vikt/vikt av acetonlös- ligt extrakt) och bomullsfröolja (80% vikt/vikt av acetonlösligt ex- trakt) tillsattes, och lösningsmedlet avlägsnades sedan. Efter ut- spädning med aceton till en koncentration av 15% extrakt, upphett~ ning, kylning och filtrering återvanns l,3% till 1,6% acetonolösligt material från extraktet i olja. Det flytande extraktet ångdestille- rades sedan (såsom enligt Chang) för ai ägsnande av de essentiella aromatiska oljorna. Det erhållna extraktet gav en klar lösning i olja vid en nivå av 0,5% och krävde ej värme för upplösning.

En annan portion av miscellan befriades direkt från lös- ningsmedel utan filtrering av olösligt material men med tillsats av glycerider och bomullsfröolja och ångdestillerades sedan. Det tog tre gånger så lång tid att avlägsna de essentiella aromatiska oljorna, vilket visar att avlägsnandet av de olösliga materialen och den påföljande reduktionen i viskositet av extraktet är en stor för- del vid proceduren jâmfört med exempelvis Chang och Yajima. Extrak- tet gav en grumling vid tillsats till olja vid en nivå av 0,S% och krävde upphettníng för upplösning.

Det bör ej utläsas från detta exempel, att ett kommersiellt extrakt framställt enligt förfarandet enligt uppfinningen innehåller ej mindre än ca l,6% olösligt material. Om filtret ej är fint nog kan viss mängd passera igenom, eller om det utspädda råextraktet ej kyles tillräckligt eller tillåtes helt falla ut blir resultaten ej lika tillfredsställande. För föreliggande uppfinníngs ändamål accep- teras en övre gräns av 7,5% acetonolösligt material i extraktet som en praktisk övre gräns. ^4e4 497 16 10 15 20 25 30 35» EXEMPEL 8 Extraktion av timjan och andra Labiatae och raffineríng i närvaro av en ätbar bärare.

Timjan (lS0 g) skördad i oktober 1985 i Kalamazoo, Michigan, USA, extraherades i en Soxhlet med aceton. Efter tillsats av 3 g mono- och di-glycerider avlägsnades acetonet till bildning av totalt 15,1 g råoleoharts. Detta representerade ett 8% utbyte av oleoharts från timjan med en karakteristisk lukt. Oleohartset och glycerider- na (l5,l g) återupplöstes i S0 ml hett aceton, kyldes i flera tim- mar och filtrerades. Kakan tvättades med aceton, torkades och gav 3,4 g fasta beståndsdelar eller 28% av vikten (l2,l g) av oleohart- set. Filtratet befriades från lösningsmedel och var helt lösligt i olja vid en koncentration av 0,2%.

Detta exempel visar att vanliga ätliga lösningsmedel, såsom glycerider, kan vara närvarande under raffineringssteget om detta är en fördel för fabrikanten och illustrerar uppfínningens mångsi- dighet. Det är ett ytterligare exempel på en olikartad växt, som kan förbättras i oljelöslighet på samma sätt genom efterföljande behandling av det råa oleohartset från extraktionslösningsmedlet.

Vidare kan oleohartset avfärgas, såsom tidigare beskrivits, till en brunaktig färg. Genom hela denna raffinering överlever den karakteristiska, behagliga vällukten av timjan om detta är önsk- värt eller kan avlägsnas i en föregående ångdestillation av flyk- tig doft om denna ej är önskvärd.

Extrakt av andra Labiatae uppträder på samma sätt när de underkastas föregående behandling. Ett mejramextrakt innehöll 26% acetonolösligt material; ett oregano 37%; ett trädgårdsmynta 11%; ett pepparmynta l2,S%; och ett Monarda l8,3%.

EXEMPEL 9 Reníng av ett råextrakt.

I vissa fall kan ett råextrakt framställas, exempelvis ge- nom förfarandet enligt Viani eller Kimura, varefter det är önskvärt att avlägsna de inerta och pro-oxidanta materialen genom förfaran- det enligt föreliggande uppfinning. Detta kan lättast göras genom 4-1 återflödeskokning av råextraktet med aceton, svalning av blandning- en, filtrering eller dekanteríng av vätskefasen från den fasta fa- R sen och formulering av det raffínerade extraktet såsom beskrivits.

Det bör observeras, att aceton endast är ett föredraget lösningsme- del och att andra flyktiga organiska lösningsmedel även är accept- abla, såsom tidigare avslöjats. 10 15 20 25 30 35 1: ' 464 497 Exempelvis 5 g rosmarinextrakt framställt genom förfaran- det enligt Viani återflödeskokades och omrördes med 50 ml aceton i 30 minuter, kyldes och filtrerades. 3,53 g acetonlösligt och 1,45 g acetonolösligt material tillvaratogs. Det acetonlösliga materia- let överfördes i en blandning med 5,4 g sojaolja och 3,2 g mono- och di-glycerider, vilket vid tillsats till sojaolja vid en nivå ekvívalent med 0,l% av utgângsextraktet ej alstrade grumling vid l2°C över natten.

I motsats härtill krävde utgångsråextraktet en temperatur av l50°C för fullständig dispersion vid en nivå av 0,l%, vilken dispersion förblev grumlíg vid en nivå av 0,05% extrakt. Efter filt- rering av den heta dispersionen med diatomacejord blev den klar men gav en fällning när den fick stå över natten vid l2°C.

EXEMPEL 10 Synergistíska blandningar av naturliga substanser med de renade extrakten.

Ett renat vätskeextrakt framställt enligt Exempel 7 inne- håller ca en del extrakt, 0,8 delar vegetabilisk olja och 0,2 de- lar mono- och di-glycerider. Eftersom mängden förvätskande vegeta- bilisk olja för utspädning och glycerider ej är kritisk kan kon- centrationen för rosmarin- eller annat Labiatae-extrakt i den fly- tande blandningen förhöjas eller minskas på lämpligt sätt med hän- syn till den speciella användningen. Detta förhållande möjliggör även inblandning i vätskan av andra substanser, vilka kan ha syner- gistiska effekter i speciella fett- och födoâmnessystem. Ett av än- damålen med föreliggande uppfinning är följaktligen åstadkommande av en homogen blandning av rosmarin- eller Labiatae-extrakt med en synergist.

Det är känt att metaller, såsom järn och koppar, när de är näivæande i fetter och födoämnen, i stor utsträckning accelererar initieringen av hârskning. Metallrenare, såsom citronsyra eller EDTA, användes ofta för kelatisering och inaktiveríng av metallen.

I de nedan visade exemplen har tillräcklig mängd kelatiserings- medel tillsatts fettet för att reducera effekten av eventuellt spår av metalljoner på härskningens intrâdande.

Vid bestämning av effekten av synergister blandas en given mängd av en substans utvald ur klassen bestående av en askorbín- syraföreníng, en tocoferol och en turmerisk förening, med ovan- stående rosmarinoleoharts (från Exempel 7) och blandningen sattes LO LS 50 55 *464 497 is till ett fett så att 0,05% rosmarinoleoharts erhålles i fettet.

Mängden närvarande synergist anges som procent av närvarande ros- marinextrakt. Om exempelvis en flytande blandning innehåller 18% rosmarinextrakt och 9% tocoferoler är synergisten närvarande i en nivå av 50% av rosmarínet.

'(I' BHA (butylerad hydroxíanisol) den mest använda syntetiska antioxídanten, inkluderas i tabellen för jämförelseändamål. F Testresultaten utvärderades under användning av Rancimat såsom tidigare beskrivits efter accelererad åldring.

Förhållande mellan provets induktionstid och kontrollens i speci- fikt fett.

Anvândnings~ Ister Talg Kyckling- Partiellt Soja- nivå fett hydrolise- olja rad fisk Kontroll 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Rosmarín .05 6,0 7,5 5,2 2,2 1,8 + tocoferoler* .05 >l0 >l0 >l0 l;9 eller askorbater** _05 9-10 6,2 2,9 eller turmeriskt extrakt .05 9 BHA .05' 5. 4.0 1,1-1,3 * 50% blandade tocoferoler i vegetabilisk olja ** askorbylpalmitat; askorbylstearat eller askorbinsyra kan använ- das i stället.

Tabellen visar att det renade rosmarinextraktet är effek- tivare ân BHA vid lika koncentrationer och att när den kombineras med en synergist med speciell effekt dess användbarhet ytterligare befrämjas. På grund av att fluidberedningen enligt föreliggande upp~ finning är enkelfasig och kombinerbar med ovan uppräknade synergis- ter betraktas renade extrakt i kombination med eller innehållande en nämnd synergist som en del av föreliggande uppfinning.

Slutsats Produkten enligt föreliggande uppfinning är en ny och för- bättrad form av ett växtextrakt i huvudsak fritt från grumlings- bildande och pro-oxidanta substanser, vilket år helt oljelösligt 10 15 20 25 19 ' 464.497 och vilket kan ytterligare separeras i en mer oljelöslig och en mer vattenlöslig fraktion. Produkten enligt föreliggande uppfin- ning bibehåller hela originalråextraktets antioxidantkapacitet och kan ytterligare behandlas genom procedurer kända genom tek- niken för utseparation av de flyktiga essentiella oljorna. Det kan kombineras med synergister och utspådas med ätbara lösnings- medel, såsom vegetabilisk olja eller glycerin, till bildning av en vätska som lätt kan användas vid framställning av föda. Produk- ten kan framställas från växt som i förväg ångdestillerats för av- lägsnande av dess essentiella olja, men om växtens fulla arom är önskvärd i det raffinerade extraktet erhålles även detta direkt från uppfinningen genom bibehållande av den essentiella oljan (såsom i Exempel 8) eller återtíllsats av densamma.

Det förfarande, genom vilket den nya prcdukten erhålles, är enklare och mindre kostsamt än de förfarandnisom avslöjas i den kända tekniken, såsom Nakatani, Viani, Bracco, Kimura och Berner men kan även användas för att väsentligt förbättra dessa tidigare innovatörers produkt.

Förfarandet som sådant innebär ett konventionellt men icke närliggande extraktionssteg, möjliggör användning av en mångfald flyktiga lösningsmedel av födoämneskvalitet och kräver ej utvinning ur ett vattenbaserat system av någon substans som alstrar en besvärlig emulsion. Samtliga flyktiga lösningsmedel kan återanvändas som de normalt skulle återanvändas i en extrak- tionsoperation, och inget lösningsmedel går förlorat till vatten eller till använd växt såsom fallet är med Berner.

Claims (14)

464 497 :w 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. .Förfarande för framställning av ett antioxidantextrakt av en Labiatae-växt med överlägsen antioxidantaktivitet, vilket innehåller mindre än 7,5 viktprocent substanser innefattande pro-oxidantsubstanser, vilka är olösliga i aceton när extraktet utspädes till en 15% vikt/vol koncentration i aceton vid ca 20°C, kännetecknat av stegen extraktion av Labiatae-växtmaterial med ett godkänt lösningsmedel av födoämneskvalitet, avlägsnande av lösningsmedlet till en koncentration om ca 5 till 50% av extraktet i det kvarvarande lösningsmedlet, kylning av lösningsmedlet och extraktblandningen, avlägsnande av det acetonolösliga materialet eventuellt efter tillsats av träkol och avlägsnande av lösningsmedlet, varvid den essentiella växtoljan eventuellt avlägsnas delvis eller helt efter avlägsnande av acetonolösligt material och varvid nämnda lösningsmedel är ett ätligt lösningsmedel av födoämneskvalitet, vari det acetonolösliga materialet är lösligt i värme och olösligt i kyla.

2. Förfarande för extraktion av en växt från Labiatae-fa- miljen med ett lösningsmedel i huvudsak bestående av aceton med eller utan närvaro av ett petroleumeterlösningsmedel, avlägsnande av lösningsmedlet till dess att extraktet har en koncentration av över ca 5% och under ca 50%, svalning av blandningen till omgiv- ningstemperatur och avlägsnande av olösligt material.

3. Förfarande enligt patentkravet 1, vari lösningsmedlet är utvalt ur klassen ätliga lösningsmedel bestående av aceton, metyl- etylketon, lägre alkoholer, lägre estrar och petroleumetrar, var- vid lösningsmedlet är närvarande enskilt eller i blandning.

4. Förfarande enligt nagot av patentkraven 1 till 3, vari det olösliga materialet avskiljes i närvaro av ett ätligt lösningsmedel.

5. Förfarande enligt nagot av de föregående patentkraven, vari lösningsmedlet är aceton.

6. Förfarande enligt patentkravet 1 innefattande steget med blandning av en eller flera av klassen bestående av en askorbin- 1» syraförening, en tokoferol och en turmerisk förening i antioxi- dantextraktet. 10 15 20 ' 464 497 2!

7. Antioxidantextrakt av en Labiatae-växt med överlägsen antioxidantaktivitet, vilket innehåller mindre än 7,5 viktprocent substanser innefattande pro-oxidantsubstanser, vilka är olösliga i aceton när extraktet utspädes till en 15% vikt/vol koncentration i aceton vid ca 20°C.

8. Extrakt enligt patentkravet 7, vari växten är utvald ur klassen bestående av timjan, oregano, pepparmynta, trädgårdsmynta, Monarda och mejram eller salvia eller rosmarin.

9. Petroleumeterlösliga och petroleumeterolösliga fraktioner av ett extrakt enligt patentkravet 7.

10. Extrakt enligt patentkravet 7 eller 9 utspätt med ett ätligt lösningsmedel. '

11. Extrakt enligt patentkravet 9, vari petroleumetern är hexan eller heptan. från vilket essentiell

12. Extrakt enligt patentkravet 7, växtolja avlägsnats.

13. Extrakt enligt patentkravet 7, vilket är i huvudsak fritt från grumling vid utspädning med en vegetabilisk olja.

14. Extrakt enligt patentkravet 7 innefattande ett material utvalt ur klassen bestående av en askorbinsyraförening, en toko- ferol och en turmerisk förening.