Пищевые ингредиенты из stevia rebaudiana
Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ получения композиции нестевиоловых гликозидов, включающий стадии подготовки растительного материала Stevia rebaudiana, подготовки экстрагирующего растворителя, смешивания растительного материала Stevia rebaudiana и экстрагирующего растворителя для получения смеси растительного материала стевии и растворителя, разделения смеси растительного материала стевии и растворителя с целью получения фильтрата, содержащего молекулы стевиоловых гликозидов и молекулы нестевиоловых гликозидов. Причём разделение включает фильтрацию через диатомовую землю. Затем проводят выделение или отделение молекул стевиоловых гликозидов от фильтрата с целью получения композиции нестевиоловых гликозидов. Полученные композиции могут применяться в качестве ароматизаторов, подсластителей, антиоксидантов и других функциональных ингредиентов. 3 н.п. ф-лы, 8 табл., 14 пр., 2 ил.
Родственные заявки
Эта заявка претендует на приоритет заявки на патент США номер 62/427539, поданной 29 ноября 2016, которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте. Применительно к Соединенным Штатам Америки, эта заявка также является частичным продолжением заявки на патент США номер 15/284265, поданной 3 октября 2016, которая является продолжением заявки на патент США номер 14/677538, поданной 2 апреля 2015, зарегистрированной сейчас как патент США номер 9456626, который является продолжением заявки на патент США номер 13/993415, поданной 12 июня 2013, зарегистрированной сейчас как патент США номер 9029426, представляющий собой международную заявку номер PCT/US2011/064343, переведенную на национальную фазу, поданной 12 декабря 2011, которая претендует на приоритет заявки на патент США номер 61/424,798, поданной 20 декабря 2010, и заявки на патент США номер 61/422403, поданной 13 декабря 2010, каждая из заявок включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте. Эта заявка также включает посредством ссылки каждую из перечисленных ниже заявок во всей своей полноте: заявку на патент США номер 13/530113, поданную 22 июня 2012, зарегистрированную сейчас как патент США номер 8530527; заявку на патент США номер 13/580098, поданную 6 ноября 2012, зарегистрированную сейчас как патент США номер 8981081; заявку на патент США номер 13/943776, поданную 16 июля 2013; заявку на патент США номер 13/957098, поданную 1 августа 2013, зарегистрированную сейчас как патент США номер 9510611; заявку на патент США номер 14/195812, поданную 3 марта 2014; и заявку на патент США номер 14/829127, поданную 18 августа 2015, зарегистрированную сейчас как патент США номер 9771434.
Область техники настоящего изобретения
Изобретение относится к способу получения пищевых ингредиентов из растения Stevia rebaudiana и их применению в продуктах питания, напитках и других потребляемых продуктах.
Описание предшествующего уровня техники
Высокоинтенсивные подсластители имеют степень сладости, во много раз превышающую сладость сахарозы. Они по существу не калорийны и широко используются при производстве диетических и низкокалорийных продуктов. Хотя натуральные калорийные подсластители, такие как сахароза, фруктоза и глюкоза, обладают желательным для потребителей вкусом, они в то же время имеют высокую калорийность. Высокоинтенсивные подсластители не влияют на уровень глюкозы в крови и имеют небольшую или нулевую питательную ценность.
Stevia rebaudiana Bertoni - многолетний кустарник семейства Asteraceae (Compositae), произрастающий в некоторых регионах Южной Америки. В листьях растения содержится от 10 до 20% дитерпеновых гликозидов, которые примерно в 150-450 раз слаще сахара. Листья этого растения на протяжении сотен лет традиционно использовались в Парагвае и Бразилии, чтобы подслащивать местные чаи и лекарства.
В настоящее время насчитывается более 230 видов стевии, обладающих выраженными подслащивающими свойствами. Растение успешно выращивается в различных климатических условиях: от субтропиков до холодных северных широт.
Экстракт из растения Stevia rebaudiana содержит смесь различных сладких дитерпеновых гликозидов, имеющих общую основу - стевиол - и отличающихся наличием углеводных остатков в положениях С13 и С19. Эти гликозиды накапливаются в листьях стевии и составляют примерно 10%-20% от общего веса сухого вещества. Как правило, в пересчете на вес сухого вещества, четырьмя основными гликозидами, обнаруженными в листьях стевии, являются дулкозид А (0,3%), ребаудиозид С (0,6-1,0%), ребаудиозид А (3,8%) и стевиозид (9,1%). Другие гликозиды, идентифицированные в экстракте стевии, включают ребаудиозид В, С, D, Е и F, стевиолбиозид и рубусозид.
Стевиоловые гликозиды имеют нулевую калорийность и могут применяться вместо сахара. Они идеально подходят для диабетических и низкокалорийных диет.
С другой стороны, следует отметить, что в способе получения, включающем водную экстракцию, наряду со стевиоловыми гликозидами экстрагируется также множество других компонентов растения стевии. Эти сопутствующие компоненты по большей части отделяются при дальнейшей обработке и выбрасываются в окружающую среду.
Мало что известно об этих других компонентах растения Stevia rebaudiana. В работах некоторых авторов сообщается о фенольных соединениях, свободных аминокислотах и т.д., однако информация об идентичности этих компонентов крайне скудная, а их возможное применение в пищевых продуктах, напитках и других потребляемых продуктах остается неописанным (Karaköse, et al., 2011, 2015; Wölwer-Rieck, 2012; Periche et al., 2014).
На сегодня неизвестно о возможности переработки других экстрагированных компонентов растения стевия в какой-либо пищевой ингредиент. Таким образом, если такая информация будет получена, это может открыть возможности для практически безотходной переработки стевии и использования всего растения в цепи пищевой продукции, что обеспечит значительные экономические и экологические преимущества.
Следовательно, существует необходимость в разработке способа для эффективного выделения этих компонентов из растения Stevia rebaudiana и их применения в качестве ингредиентов в различных потребляемых продуктах.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения являлось устранение недостатков существующих схем промышленной переработки стевии. Изобретение описывает способ получения пищевых ингредиентов из растения Stevia rebaudiana и их применение в различных потребляемых продуктах, включая продукты питания и напитки.
Изобретение, в частности, относится к композициям, содержащим фенольные и другие нестевиолгликозидные соединения, полученные из растения Stevia rebaudiana.
В настоящем документе термин «стевиоловый гликозид (стевиоловые гликозиды)», или «стевиол-гликозид (стевиол-гликозиды)» означает стевиоловые гликозиды, встречающиеся в природе в Stevia rebaudiana, включая, но не ограничиваясь этим, стевиолмонозид, стевиолбиозид, рубусозид, дулкозид B, дулкозид A, ребаудиозид B, ребаудиозид G, стевиозид, ребаудиозид C, ребаудиозид F, ребаудиозид A, ребаудиозид I, ребаудиозид E, ребаудиозид H, ребаудиозид L, ребаудиозид K, ребаудиозид J, ребаудиозид M, ребаудиозид D, ребаудиозид N, ребаудиозид O, и их комбинации.
В настоящем документе термины «RebA», «RebB», «RebC», «RebD», «RebE», «RebF», «RebM», «RebN» и «RebO» относятся к ребаудиозидам A, B, C, D, E, F, M, N и O.
В настоящем документе термины «Stev», «Sbio», «DulA», «Rub» относятся к стевиозиду, стевиолбиозиду, дулкозиду A и рубусозиду.
В настоящем документе термин «TSG содержание» означает общее содержание стевиоловых гликозидов (TSG), TSG содержание может быть рассчитано в виде суммы концентраций ребаудиозида A, ребаудиозида B, ребаудиозида C, ребаудиозида D, ребаудиозида E, ребаудиозида F, ребаудиозида M, ребаудиозида N, ребаудиозида O, стевиозида, стевиолбиозида, дулкозида A и рубусозида в пересчете на вес сухого вещества.
В настоящем документе термин «CGA» означает хлорогеновые кислоты и их производные, встречающиеся в природе в растениях, включая, но не ограничиваясь этим, нео-хлорогеновую кислоту (нео-CGA; 5-O-кофеилхинная кислота или 5-CQA), крипто-хлорогеновую кислоту (крипто-CGA; 4-O-кофеилхинная кислота или 4-CQA), н-хлорогеновую кислоту (н-CGA; 3-O-кофеилхинная кислота или 3-CQA), изохлорогеновую кислоту A (изо-CGA A; 3,5-дикофеилхинная кислота), изохлорогеновую кислоту B (изо-CGA B; 3,4-дикофеилхинная кислота), изохлорогеновую кислоту C (изо-CGA C; 4,5-дикофеилхинная кислота), и их комбинации.
В настоящем документе термин «TCGA содержание» означает общее содержание хлорогеновых кислот (TCGA), TCGA содержание может быть рассчитано в виде суммы концентраций нео-CGA, крипто-CGA, н-CGA, изо-CGA A, изо-CGA B и изо-CGA C в пересчете на вес сухого вещества.
В настоящем изобретении в качестве исходного сырья используется растительный материал Stevia rebaudiana, в частности, листья и/или побеги.
Растительный материал подвергают экстракции водой или водно-спиртовыми растворителями.
Полученный водный или водно-спиртовой экстракт обрабатывали далее с целью отделения фракции стевиоловых гликозидов. Остаточная фракция, названная «композицией нестевиоловых гликозидов» (NSGC), представляет собой композицию, преимущественно содержащую соединения, отличные от стевиоловых гликозидов, обнаруживаемые в водных или водно-спиртовых экстрактах растения Stevia rebaudiana (называемые далее «молекулы нестевиоловых гликозидов»). Неограничивающие примеры «молекул нестевиоловых гликозидов» включают фенольные соединения, полифенолы, флавоноиды, хинные и кофейные кислоты и их производные, нео-хлорогеновую кислоту (нео-CGA; 5-O-кофеилхинная кислота или 5-CQA), крипто-хлорогеновую кислоту (крипто-CGA; 4-O-кофеилхинная кислота или 4-CQA), н-хлорогеновую кислоту (н-CGA; 3-O-кофеилхинная кислота или 3-CQA), изохлорогеновую кислоту A (изо-CGA A; 3,5-дикофеилхинная кислота), изохлорогеновую кислоту B (изо-CGA B; 3,4-дикофеилхинная кислота), изохлорогеновую кислоту C (изо-CGA C; 4,5-дикофеилхинная кислота), другие хлорогеновые кислоты и изо-хлорогеновые кислоты, известные в данной области, ретиноиды, пигменты, полисахариды, олигосахариды, дисахариды, моносахариды, компоненты эфирных масел, стерины, терпеноиды, сесквитерпеноиды, дитерпены, тритерпены, кумарины, жирные кислоты и их производные, аминокислоты и их производные, дипептиды, олигопептиды, полипептиды, белки, австроинулин, кверцетин, стеребины, спатуленол, декановую кислоту, 8,11,14-эйкозатриеновую кислоту, 2-метилоктадекан, пентакозан, октакозан, стигмастерол, ситостерол, α- и β-амирин, лупеол, ацетат β-амирина, пентациклический тритерпен и/или их гликозиды.
Композиции, полученные в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения и называемые NSGC, могут также содержать некоторые остаточные количества стевиоловых гликозидов.
Некоторые NSGC могут быть дополнительно очищены и/или иным образом обработаны любым способом обработки пищевых ингредиентов, известным в данной области, с целью получения других NSGC.
NSGC по настоящему изобретению могут применяться в различных потребляемых продуктах, продуктах питания и напитках в качестве ароматизаторов, модификаторов вкуса, усилителей вкуса, подсластителей, консервантов, антиоксидантов, эмульгаторов, текстурирующих, объемообразующих, стабилизирующих, солюбилизирующих агентов и других пищевых ингредиентов.
Следует понимать, что как предшествующее общее описание, так и нижеследующее подробное описание носят примерный и пояснительный характер и предназначены для дополнительного объяснения формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Прилагаемый чертеж включен для лучшего понимания изобретения. Чертеж иллюстрирует варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служит для объяснения принципов вариантов осуществления изобретения.
На фиг. 1 приведены структуры некоторых CGA.
На фиг. 2 приведены HPLC хроматограммы CGA из Stevia rebaudiana.
Подробное описание настоящего изобретения
Преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания, приведенного ниже. Однако следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя в них и указаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, даны только в качестве иллюстрации, и различные изменения и модификации в пределах сущности и объема изобретения будут очевидны специалистам в данной области из этого подробного описания.
Специалистам в данной области также будет понятно, что один или несколько дополнительных этапов процесса, описанного ниже, могут быть опущены. Специалистам в данной области также будет понятно, что, хотя процесс, описанный ниже, предполагает определенный порядок следования описанных этапов, в некоторых случаях этот порядок может быть изменен.
Экстракция
В изобретении в качестве исходного сырья используется растительный материал Stevia rebaudiana, в частности, листья и/или побеги растения Stevia rebaudiana. Экстракт растительного материала Stevia rebaudiana может быть получен любым способом, таким как, но не ограничиваясь этим, способы экстракции, описанные в патенте США номер 7862845, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, а также мембранная фильтрация, сверхкритическая флюидная экстракция, ферментативная экстракция, экстракция с помощью микроорганизмов, ультразвуковая экстракция, микроволновая экстракция и т.д.
В одном из вариантов осуществления растительный материал Stevia rebaudiana (например, листья) можно высушивать при температуре от примерно 20°C до примерно 100°C, пока содержание влаги не достигнет примерно 5%-15%. В конкретном варианте осуществления растительный материал можно высушивать при температуре от примерно 20°C до примерно 60°C на протяжении от примерно 1 часа до примерно 240 часов.
В других конкретных вариантах осуществления растительный материал можно высушивать при температуре от примерно 20°C до примерно 35°C, чтобы предотвратить разложение.
В некоторых вариантах осуществления растительный материал Stevia rebaudiana можно высушивать под вакуумом или при пониженном давлении.
В некоторых вариантах осуществления растительный материал Stevia rebaudiana можно высушивать в присутствии инертного газа, такого как N2.
В некоторых вариантах осуществления растительный материал Stevia rebaudiana может быть лиофилизирован.
В некоторых вариантах осуществления высушенный растительный материал необязательно измельчают. Размеры частиц могут составлять от примерно 0,1 до примерно 20 мм.
Растительный материал (измельченный или неизмельченный) может быть подвергнут экстракции любым подходящим способом экстракции, таким как, например, непрерывная или многоступенчатая рефлюкс-экстракция, сверхкритическая флюидная экстракция, ферментативная экстракция, экстракция с помощью микроорганизмов, ультразвуковая экстракция, микроволновая экстракция и т.д. Растворитель, используемый для экстракции, может представлять собой любой подходящий растворитель, такой как, например, полярные органические растворители (дегазированные, вакуумированные, находящиеся под давлением или дистиллированные), неполярные органические растворители, вода (дегазированная, вакуумированная, находящаяся под давлением, деионизированная, дистиллированная, обработанная углеродом или подвергнутая обратному осмосу) или их смесь. В конкретном варианте осуществления растворитель содержит воду и один или несколько спиртов. В другом варианте осуществления растворитель представляет собой воду. В другом варианте осуществления растворитель представляет собой один или несколько спиртов. Спирт может быть выбран, например, из метанола, этанола, н-пропанола, 2-пропанола, 1-бутанола, 2-бутанола и их смесей.
В конкретном варианте осуществления растительный материал экстрагируется водой в экстракторе непрерывного действия с системой рефлюкса. Специалисту в данной области будет понятно, что соотношение экстрагирующего растворителя и растительного материала будет варьировать в зависимости от идентичности растворителя и количества растительного материала, подлежащего экстракции. Обычно соотношение экстракционного растворителя и сухого растительного материала составляет примерно 20-25 литров экстракционного растворителя на один килограмм листьев.
Значение pH экстракционного растворителя может варьировать в диапазоне от примерно pH 2,0 до примерно pH 7,0, например, от примерно pH 2,0 до примерно pH 5,0, от примерно pH 2,0 до примерно pH 4,0 или от примерно pH 2,0 до примерно pH 3,0. В конкретном варианте осуществления экстракционный растворитель является водным, например, представляет собой воду, и необязательно содержит кислоту и/или основание в количестве, требуемом для достижения значения pH в диапазоне от примерно pH 2,0 до примерно pH 7,0, например, от примерно pH 2,0 до примерно pH 5,0, от примерно pH 2,0 до примерно pH 4,0 или от примерно pH 2,0 до примерно pH 3,0. Для достижения желаемого рН экстракционного растворителя могут быть использованы любая подходящая кислота или основание, например, HCl, NaOH, лимонная кислота и тому подобное.
Экстракция может осуществляться при температуре от примерно 25°C до примерно 100°C, например, от примерно 30°C до примерно 80°C, от примерно 35°C до примерно 75°C, от примерно 40°C до примерно 70°C, от примерно 45°C до примерно 65°C или от примерно 50°C до примерно 60°C.
В вариантах осуществления, в которых процесс экстракции является многоступенчатым, продолжительность экстракции может варьировать от примерно 0,5 часов до примерно 24 часов, например, от примерно 1 часа до примерно 8 часов или от примерно 1 часа до примерно 6 часов.
В варианте осуществления, в котором процесс экстракции является непрерывным, продолжительность экстракции может варьировать от примерно 1 часа до примерно 5 часов, например, от примерно 2,5 часов до примерно 3 часов.
После экстракции нерастворимый растительный материал может быть отделен от раствора путем фильтрации для получения фильтрата, содержащего стевиоловые гликозиды и другие молекулы, описанные выше как «молекулы нестевиоловых гликозидов». Такое разделение твердого и жидкого веществ может быть осуществлено любыми подходящими способами, включая, но не ограничиваясь этим, гравитационную фильтрацию, рамный фильтр-пресс, фильтры с перекрестным течением, сетчатые фильтры, нутч-фильтры, ленточные фильтры, керамические фильтры, мембранные фильтры, микрофильтры, нанофильтры, ультрафильтры или центрифугирование. Необязательно для данного процесса также могут применяться различные вспомогательные средства фильтрации, такие как диатомовая земля, бентонит, цеолит и т.д.
Предварительная обработка фильтрата, содержащего стевиоловые гликозиды и «молекулы нестевиоловых гликозидов»
В некоторых вариантах осуществления фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и «молекулы нестевиоловых гликозидов» необязательно предварительно обрабатывают перед контактом с макропористым полимерным адсорбентом. Указанная предварительная обработка может быть осуществлена, например, с помощью, по меньшей мере, одного агента, выбранного из группы, включающей, но не ограничиваясь этим, диатомовую землю, диатомит, кизельгур, целит, бентонит, активированный уголь, любые фильтрационные добавки, пригодные для применения в пищевой промышленности, любые флоккулирующие агенты, любые хелатирующие агенты, любые кислоты, любые основания/щелочи, любые ионообменные смолы, известные в данной области техники, или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления предварительная обработка может представлять собой дополнительную фильтрацию посредством ультрафильтрации и/или нанофильтрации и/или мембранных систем обратного осмоса, известных в данной области техники.
Адсорбция стевиоловых гликозидов
В некоторых вариантах осуществления фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и «молекулы нестевиоловых гликозидов», приводят в контакт с макропористым полимерным адсорбентом. Макропористый полимерный адсорбент может представлять собой нейтральные, кислые или щелочные макропористые полимерные адсорбирующие смолы, способные адсорбировать стевиоловые гликозиды, например, смолы Amberlite® серии XAD (Rohm and Haas), смолы Diaion® серии HP (Mitsubishi Chemical Corp), смолы Sepabeads® серии SP (Mitsubishi Chemical Corp),смолы Cangzhou Yuanwei серии YWD (Cangzhou Yuanwei Chemical Co. Ltd., Китай) или их эквиваленты. Колонки могут быть наполнены адсорбентом примерно на 75%-100% от общего объема.
Стевиоловые гликозиды и некоторые «молекулы нестевиоловых гликозидов» адсорбируются макропористым полимерным адсорбентом, тогда как другие «молекулы нестевиоловых гликозидов» не адсорбируются, проходят через колонку и попадают в проскок.
Элюция с макропористых адсорбирующих смол может осуществляться различными концентрациями водного этанола с целью получения различных фракций элюата, обогащенных стевиоловыми гликозидами и/или «молекулами нестевиоловых гликозидов».
В некоторых вариантах осуществления элюция с макропористой адсорбирующей смолы может осуществляться элюирующими растворителями с различными значениями pH.
Необязательное осаждение примесей
pH фильтрата, содержащего стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», может быть скорректирован с целью удаления дополнительных примесей. В одном из вариантов осуществления pH фильтрата может быть доведен до примерно 8,5-10,0 добавлением основания, такого как, например, оксид или гидроксид кальция (примерно 1,0% от объема фильтрата) при медленном перемешивании.
Обработка фильтрата основанием, как указано выше, приводит к образованию суспензии, pH которой можно регулировать в диапазоне от примерно 3,0 до примерно 4,0 обработкой любым подходящим флоккулирующим/коагулирующим агентом. Подходящие флоккулирующие/коагулирующие агенты включают, например, алюминиево-калиевые квасцы, сульфат алюминия, гидроксид алюминия, оксид алюминия, CO2, H3PO4, P2O5, MgO, SO2, анионные полиакриламиды, соединения четвертичного аммония с заместителями длинноцепочечных жирных кислот, бентонит, диатомовую землю, KemTab серии Sep, серии Superfloc, KemTab серии Flote, Kemtalo серии Mel, Midland PCS-3000, Magnafloc LT-26, Zuclar 100, Prastal 2935, Talofloc, Magox, соли железа или их комбинации. Примеры солей железа включают, но не ограничиваясь этим, FeSO4, FeCl2, Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3, FeCl3 и их комбинации. В конкретном варианте осуществления солью трехвалентного железа является FeCl3. Фильтрат может быть подвергнут обработке флоккулирующим/коагулирующим агентом на протяжении от примерно 5 минут до примерно 1 часа, например, от примерно 5 минут до примерно 30 минут, от примерно 10 минут до примерно 20 минут или от примерно 10 минут до примерно 15 минут. Чтобы облегчить обработку ее можно проводить при перемешивании или при медленном перемешивании. Необязательно, pH полученной смеси может быть доведен до примерно 8,5-9,0 добавлением основания, такого как, например, оксид кальция или гидроксид натрия. Продолжительность обработки основанием, необязательно с перемешиванием, составляет от примерно 5 минут до примерно 1 часа, например, от примерно 10 минут до примерно 50 минут, от примерно 15 минут до примерно 45 минут, от примерно 20 минут до примерно 40 минут или от примерно 25 минут до примерно 35 минут. В конкретном варианте осуществления основанием является оксид кальция, которым обрабатывают на протяжении примерно 15-40 минут при медленном перемешивании.
В одном из вариантов осуществления фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», можно смешивать, по меньшей мере, с одним спиртом для осаждения примесей.
Осажденные соединения и нерастворимые частицы отделяют от фильтрата для получения композиции, содержащей «молекулы нестевиоловых гликозидов». Осадок может быть отделен любыми подходящими способами, включая, но не ограничиваясь этим, гравитационную фильтрацию, рамный фильтр-пресс, фильтры с перекрестным течением, сетчатые фильтры, нутч-фильтры, ленточные фильтры, керамические фильтры, мембранные фильтры, микрофильтры, нанофильтры, ультрафильтры или центрифугирование. Необязательно для данного процесса также могут применяться различные вспомогательные средства фильтрации, такие как диатомовая земля, бентонит, цеолит и т.д.
Деионизация
Фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», может быть подвергнут деионизации любым подходящим способом, включая, например, электродиализ, фильтрацию (нано- или ультрафильтрацию), обратный осмос, ионный обмен, ионный обмен в смешанном слое или комбинацию таких способов. В одном из вариантов осуществления фильтрат, содержащий «молекулы нестевиоловых гликозидов», деионизируют с помощью одной или нескольких ионообменных смол для получения обработанного смолой фильтрата. В одном из вариантов осуществления фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», пропускают через сильнокислотную катионообменную смолу. В другом варианте осуществления фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», пропускают через слабоосновную анионообменную смолу. В еще одном варианте осуществления фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», пропускают сначала через сильнокислотную катионообменную смолу, а далее через слабоосновную анионообменную смолу. В еще одном варианте осуществления фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», пропускают сначала через слабоосновную анионообменную смолу, а далее через сильнокислотную катионообменную смолу.
Катионообменной смолой может быть любой сильнокислотный катионит, например, с сульфокислотой в качестве функциональной группы. Подходящие сильнокислотные катионообменные смолы известны в данной области техники и включают, но не ограничиваясь этим, смолу Rohm & Haas Amberlite® 10 FPC22H, представляющую собой сульфированный сополимер дивинилбензола и стирола, ионообменные смолы Dowex® от Dow Chemical Company, ионообменные смолы 15 Serdolit® от Serva Electrophoresis GmbH, сильнокислотную катионообменную смолу T42 и сильноосновную ионообменную смолу A23 от Qualichem, Inc. и сильные ионообменные смолы Lewatit от Lanxess. В конкретном варианте осуществления в качестве сильнокислотной катионообменной смолы применяется смола Amberlite® 10 FPC22H (H+). Специалистам в данной области техники должны быть известны другие подходящие коммерчески доступные сильнокислотные катионообменные смолы для применения в вариантах осуществления этого изобретения.
Анионообменной смолой может быть любой слабоосновный анионит, например, с третичным амином в качестве функциональной группы. Подходящие слабоосновные анионообменные смолы известны в данной области техники и включают, но не ограничиваясь этим, такие смолы, как Amberlite-FPA53 (OH-), Amberlite IRA-67, Amberlite IRA-95, Dowex 67, Dowex 77 и Diaion WA 30. В конкретном варианте осуществления в качестве сильнокислотной катионообменной смолы применяется смола Amberlite-FPA53 (OH-). Специалистам в данной области техники должны быть известны другие подходящие коммерчески доступные слабоосновные анионообменные смолы для применения в вариантах осуществления этого изобретения.
В конкретном варианте осуществления для получения обработанного смолой фильтрата фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», пропускают сначала через сильнокислотную катионообменную смолу, например, через смолу Amberlite® 10 FPC22H (H+), а далее через слабоосновную анионообменную смолу, например, через смолу Amberlite-FPA53 (OH-). Удельная скорость (SV) прохождения через одну или несколько ионообменных колонок может составлять от примерно 0,01 до примерно 5 часов-1, например, от примерно 0,05 до примерно 4 часов-1, от примерно 1 до примерно 3 часов-1 или от примерно 2 до примерно 3 часов-1. В конкретном варианте осуществления удельная скорость прохождения через одну или несколько ионообменных колонок может составлять примерно 0,8 часов-1. После прохождения второго фильтрата, содержащего стевиоловые гликозиды, через одну или несколько ионообменных колонок, одну или несколько ионообменных колонок промывают водой, предпочтительно обратно-осмотической (RO) водой. Раствор, полученный в результате промывки колонки водой, и обработанный смолой фильтрат, могут быть объединены перед следующей многоступенчатой стадией.
Обесцвечивание
Обесцвечивание фильтрата, содержащего стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», может быть осуществлено любым способом, например, путем приведения в контакт с активированным углем. Количество активированного угля может варьировать от примерно 0,1% (массо-объемный процент) до примерно 0,8% (массо-объемный процент). В конкретном варианте осуществления количество активированного угля составляет от примерно 0,25% (массо-объемный процент) до примерно 0,30% (массо-объемный процент). Суспензия может непрерывно перемешиваться. Обработку можно проводить при температуре от примерно 20°C до примерно 30°C, например, при примерно 25°C. Обработка может продолжаться любое время, достаточное для обесцвечивания элюированного раствора, например, от примерно 20 минут до примерно 3 часов, от примерно 20 минут до примерно 2 часов, от примерно 30 минут до примерно 1,5 часов или от примерно 1 часа до примерно 1,5 часов. После обработки использованный уголь можно отделить любыми известными способами разделения, такими как, например, гравитационная фильтрация или фильтрация с отсасыванием, центрифугирование или с помощью рамного пресс-фильтра.
Альтернативно, фильтрат, содержащий стевиоловые гликозиды и/или «молекулы нестевиоловых гликозидов», может быть пропущен через колонку, наполненную активированным углем.
Следует также понимать, что обработка углем или другим обесцвечивающим агентом может приводить не только к обесцвечиванию, но также к улучшению вкуса, запаха, аромата и других органолептических характеристик.
Концентрирование и/или сушка
Вода или спирт могут быть удалены из фильтрата, содержащего «молекулы нестевиоловых гликозидов», любыми подходящими способами, включая, но не ограничиваясь этим, выпаривание при пониженном давлении или вакуумную нанофильтрацию, лиофилизацию, мгновенную сушку, сушку распылением или их комбинацию, с получением концентрированной или высушенной композиции, содержащей «молекулы нестевиоловых гликозидов». Высушенные композиции могут быть необязательно агломерированы и/или гранулированы способами компактной или влажной грануляции
Хроматография
Молекулы нестевиоловых гликозидов и NSGC по настоящему изобретению могут быть далее очищены и разделены с применением различных хроматографических способов, включая бумажную хроматографию, тонкослойную хроматографию, колоночную хроматографию, жидкостную хроматографию (ЖХ), ЖК среднего давления (MPLC), высокоэффективную ЖХ (HPLC), ультравысокоэффективную ЖХ (UHPLC), колоночную флэш-хроматографию, вытеснительную хроматографию, аффинную хроматографию, сверхкритическую флюидную хроматографию, ионообменную хроматографию, эксклюзионную хроматографию, адсорбционную хроматографию, адсорбционную хроматографию на слой вспученного сорбента, обращенно-фазовую хроматографию, нормально-фазовую хроматографию, хроматографию с гидрофильным взаимодействием (HILIC), хроматографию с гидрофобным взаимодействием, двумерную хроматографию, хроматографию с псевдодвижущимся слоем (SMBC), противоточную хроматографию и хиральную хроматографию, каждая из которых может быть проведена в аналитическом, препаративном, полупромышленном или промышленном масштабе.
В одном из вариантов осуществления используется хроматографическая система, состоящая из колонки, заполненной адсорбирующей смолой, и элюция осуществляется градиентом концентрации спиртового растворителя (например, этанола), чтобы отделить фракции, обогащенные либо стевиоловыми гликозидами, либо «молекулами нестевиоловых гликозидов».
В другом варианте осуществления используется хроматографическая система, состоящая из колонки, заполненной ионообменной смолой, и элюция осуществляется кислотным или щелочным растворителем, чтобы отделить фракции, обогащенные либо стевиоловыми гликозидами, либо «молекулами нестевиоловых гликозидов».
В другом варианте осуществления используется хроматографическая система, состоящая из множества последовательно соединенных колонок, заполненных адсорбирующими и/или ионообменными смолами, аналогичная хроматографической системе, описанной в патенте США номер 8,981,081, который включен в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.
В еще одном варианте осуществления разделение проводят с помощью HPLC системы, имеющей следующую конфигурацию:
HPLC система серии Agilent 1200 - оснащенная бинарным насосом, автосамплером, колоночным термостатом и DAD детектором;
HPLC колонка - Poroshell 120 SB-C18, 4,6×150 мм, 2,7 мкм при 40°C;
Объем вводимой пробы - 5 мкл;
Детектор - UV 210 нм;
Подвижная фаза A - 25:75 (об.%) Ацетонитрил и буфер (10 ммоль/л натрий-фосфатный буфер с pH 2,6);
Подвижная фаза B - 32:68 (об.%) Ацетонитрил и буфер (10 нмоль/л натрий-фосфатный буфер с pH 2,6);
Градиент подвижной фазы:
0 мин - 100% A, 0% B
12 мин - 100% A, 0% B
12,5 мин - 50% A, 50% B
13 мин - 0% A, 100% B
40 мин - 0% A, 100% B
Скорость потока - 0,5 мл/мин;
Время хроматографирования - 45 мин;
Время перерыва - 10 мин.
Кристаллизация
Молекулы нестевиоловых гликозидов и NSGC по настоящему изобретению могут быть далее очищены и разделены с применением различных способов кристаллизации, включая, но не ограничиваясь этим, кристаллизацию путем охлаждения, кристаллизацию путем выпаривания, фракционную кристаллизацию, высаливание и т.д.
В некоторых вариантах осуществления кристаллизация может проводиться в концентрациях от 0,1% до 99% (в весовом соотношении).
В некоторых вариантах осуществления кристаллизация осуществляется из растворителя, содержащего, по меньшей мере, один растворитель, выбранный из группы, состоящей из воды, этанола, метанола, н-пропанола, изопропанола, н-бутанола, хлороформа, толуола, бензола, ксилола, четыреххлористого углерода, циклогексана, 1,2-дихлорэтана, дихлорметана, диэтилового эфира, диметилформамида, этилацетата, гептана, гексана, метил-трет-бутилового эфира, пентана, 2,2,4-триметилпентана, ацетона, тетрагидрофурана, муравьиной кислоты, уксусной кислоты и их комбинации.
В другом варианте осуществления кристаллизация достигается добавлением основания или щелочи, или соли, или кислоты, или любого другого агента, с которым молекулы нестевиоловых гликозидов образуют производные, обладающие меньшей растворимостью, при этом на следующей стадии дериватизированная молекула нестевиолового гликозида может быть превращена обратно в нативное состояние.
В других вариантах осуществления температура кристаллизации может варьировать от -20°C до 80°C. В некоторых вариантах осуществления повышение и/или понижение температуры может осуществляться градиентным способом.
В других вариантах осуществления полярность растворителя или смеси растворителей, применяемых при кристаллизации, варьирует от неполярной до полярной. Включая растворители с диэлектрической проницаемостью от 1 до 88.
В некоторых вариантах осуществления ионная сила раствора для кристаллизации варьирует от 0 моль/л до 20 моль/л.
В другом варианте осуществления pH раствора для кристаллизации варьирует от 1 до 12.
Экстракция жидкого вещества жидкостью и твердого вещества жидкостью
NSGC, содержащие молекулы нестевиоловых гликозидов по настоящему изобретению или их производные, могут быть далее очищены и разделены с применением различных способов экстракции твердого вещества жидкостью и жидкого вещества жидкостью, включая, но не ограничиваясь этим, дисперсионную жидкостно-жидкостную экстракцию, прямую органическую экстракцию, непрерывную противоточную экстракцию, многоступенчатую непрерывную противоточную экстракцию, экстракцию центрифугированием, водную двухфазную экстракцию, полимер-полимерную экстракцию, полимер-солевую экстракцию и т.д.
Подходящие растворители включают воду и органические растворители, выбранные из группы, состоящей из этанола, метанола, н-пропанола, изопропанола, н-бутанола, хлороформа, толуола, бензола, ксилола, четыреххлористого углерода, циклогексана, 1,2-дихлорэтана, дихлорметана, диэтилового эфира, диметилформамида, этилацетата, гептана, гексана, метил-трет-бутилового эфира, пентана, 2,2,4-триметилпентана, ацетона, тетрагидрофурана, муравьиной кислоты, уксусной кислоты и их комбинации.
Отделение примесей при помощи мембраны
NSGC, содержащие молекулы нестевиоловых гликозидов по настоящему изобретению или их производные, могут быть далее очищены и разделены с применением различных способов мембранного отделения примесей, включая, ультрафильтрацию, нанофильтрацию, обратный осмос, диализ, прямой осмос, электродиализ, электродеионизацию, электрофильтрацию, поперечноточную фильтрацию, тангенциальную проточную фильтрацию, тупиковую фильтрацию, фильтрацию через спиралевидную мембрану, фильтрацию через мембрану с полыми волокнами, фильтрацию через картридж, каскадную мембранную фильтрацию и т.д.
Потребляемые продукты с NSGC
Одним из вариантов осуществления настоящего изобретения является NSGC, содержащая, по меньшей мере, одну молекулу нестевиолового гликозида.
В некоторых вариантах осуществления NSGC придает сладкий вкус.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой композицию подсластителя, содержащую NSGC.
В другом варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой NSGC, которая применяется в потребляемых продуктах в качестве источника антиоксидантов, пищевых волокон, жирных кислот, витаминов, минералов, консервантов, гидратирующих агентов, пробиотиков, пребиотиков, агентов для контроля веса, агентов для лечения остеопороза, фитоэстрогенов, длинноцепочечных первичных алифатических насыщенных спиртов, фитостеринов и их комбинаций.
В другом варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой композицию для усиления вкуса, содержащую NSGC, в которой NSGC присутствует в количестве, достаточном для обеспечения концентрации на уровне или ниже порогового уровня NSGC для ощущения вкуса при добавлении композиции для усиления вкуса в потребляемый продукт. В конкретном варианте осуществления NSGC присутствует в количестве, достаточном для обеспечения концентрации ниже порогового уровня NSGC для ощущения вкуса при добавлении композиции для усиления вкуса в потребляемый продукт. В одном из вариантов осуществления NSGC присутствует в количестве, достаточном для обеспечения концентрации ниже, по меньшей мере, примерно на 1%, по меньшей мере, примерно на 5%, по меньшей мере, примерно на 10%, по меньшей мере, примерно на 15%, по меньшей мере, примерно на 20% или, по меньшей мере, примерно на 25% или более, порогового уровня NSGC для ощущения вкуса при добавлении композиции для усиления вкуса в потребляемый продукт.
В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой композицию для повышения сладости, содержащую NSGC, в которой NSGC присутствует в количестве, достаточном для обеспечения концентрации на уровне или ниже порогового уровня NSGC для ощущения сладости при добавлении композиции для повышения сладости в потребляемый продукт. В конкретном варианте осуществления NSGC присутствует в количестве, достаточном для обеспечения концентрации ниже порогового уровня NSGC для ощущения сладости при добавлении композиции для повышения сладости в потребляемый продукт. В одном из вариантов осуществления NSGC присутствует в количестве, достаточном для обеспечения концентрации ниже, по меньшей мере, примерно на 1%, по меньшей мере, примерно на 5%, по меньшей мере, примерно на 10%, по меньшей мере, примерно на 15%, по меньшей мере, примерно на 20% или, по меньшей мере, примерно на 25% или более, порогового уровня NSGC для ощущения сладости при добавлении композиции для повышения сладости в потребляемый продукт.
В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой потребляемый продукт, содержащий NSGC. Подходящие потребляемые продукты включают, но не ограничиваясь этим, жидкие или сухие потребляемые продукты, такие как, например, фармацевтические композиции, пищевые гелевые смеси и композиции, стоматологические композиции, продукты питания, напитки и питьевые продукты.
В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой напиток, содержащий NSGC. В конкретном варианте осуществления NSGC содержится в напитке в концентрации, которая выше, на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения сладости.
В другом конкретном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой питьевой продукт, содержащий NSGC. В конкретном варианте осуществления NSGC содержится в питьевом продукте в концентрации, которая выше, на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения вкуса.
В другом аспекте настоящее изобретение представляет собой способ получения потребляемого продукта, включающий (i) приготовление основы потребляемого продукта и (ii) добавление NSGC к основе потребляемого продукта для получения потребляемого продукта. В конкретном варианте осуществления NSGC содержится в потребляемом продукте в концентрации, которая выше, на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения сладости. В другом конкретном варианте осуществления NSGC содержится в потребляемом продукте в концентрации, которая выше, на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения вкуса.
В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой способ приготовления напитка, включающий (i) приготовление основы напитка и (ii) добавление NSGC к основе потребляемого продукта для получения напитка. В конкретном варианте осуществления NSGC содержится в потребляемом продукте в концентрации, которая выше, на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения сладости. В другом конкретном варианте осуществления NSGC содержится в потребляемом продукте в концентрации, которая выше, на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения вкуса.
В другом аспекте настоящее изобретение представляет собой способ повышения сладости потребляемого продукта, включающий (i) приготовление потребляемого продукта, содержащего, по меньшей мере, один ингредиент для придания сладости и (ii) добавление NSGC к потребляемому продукту для получения потребляемого продукта с повышенной сладостью в концентрации на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения сладости.
В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой способ повышения сладости напитка, включающий (i) приготовление напитка, содержащего, по меньшей мере, один ингредиент для придания сладости и (ii) добавление NSGC к напитку для получения напитка с повышенной сладостью в концентрации ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения сладости. В одном из вариантов осуществления концентрация NSGC в напитке с повышенной сладостью ниже, по меньшей мере, примерно на 1%, по меньшей мере, примерно на 5%, по меньшей мере, примерно на 10%, по меньшей мере, примерно на 15%, по меньшей мере, примерно на 20% или, по меньшей мере, примерно на 25% или более, пороговой концентрации NSGC для ощущения сладости.
В другом аспекте настоящее изобретение представляет собой способ усиления вкуса потребляемого продукта, включающий (i) приготовление потребляемого продукта, содержащего, по меньшей мере, один вкусоароматический ингредиент и (ii) добавление NSGC к потребляемому продукту для получения потребляемого продукта с улучшенным вкусом в концентрации на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения вкуса.
В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой способ усиления вкуса напитка, включающий (i) приготовление напитка, содержащего, по меньшей мере, один вкусоароматический ингредиент и (ii) добавление NSGC к напитку для получения напитка с улучшенным вкусом в концентрации на уровне или ниже пороговой концентрации NSGC для ощущения вкуса. В одном из вариантов осуществления концентрация NSGC в напитке с повышенной сладостью ниже, по меньшей мере, примерно на 1%, по меньшей мере, примерно на 5%, по меньшей мере, примерно на 10%, по меньшей мере, примерно на 15%, по меньшей мере, примерно на 20% или, по меньшей мере, примерно на 25% или более, пороговой концентрации NSGC для ощущения вкуса.
В вышеупомянутых способах могут быть добавлены NSGC как таковые или композиции, содержащие NSGC. Когда NSGC предусмотрена в виде композиции, содержащей NSGC, при добавлении композиции к потребляемым продуктам, таким как, продукты питания или напитки, концентрация NSGC в композиции достаточна для обеспечения концентрации выше, на уровне или ниже пороговой концентрации композиции NSGC для придания вкуса или сладости.
В некоторых вариантах осуществления композиции по настоящему изобретению также содержат один или несколько могрозидов, при этом могрозид выбран из группы, состоящей из экстракта Luo han guo, побочных продуктов выделения и очистки других могрозидов, коммерчески доступного экстракта Luo han guo, могрозида IIE, могрозида IIB, могрозида III, могрозида IV, могрозида V, 11-оксо-могрозида V, могрозида VI, сиаменозида I, гросмомозида I, неомогрозида и других могроловых и оксо-могроловых гликозидов, встречающихся в плодах Siraitia grosvenorii, и их комбинации, но не ограничиваясь этим.
В других вариантах осуществления композиции по настоящему изобретению также содержат один или несколько подсластителей или дополнительных подсластителей. В одном из вариантов осуществления дополнительным подсластителем является натуральный подсластитель или синтетический подсластитель. В конкретном варианте осуществления дополнительным подсластителем является высокоинтенсивный подсластитель. В конкретном варианте осуществления дополнительным подсластителем является могрозид.
В некоторых вариантах осуществления композиции по настоящему изобретению также содержат одну или несколько добавок. В конкретном варианте осуществления добавка выбрана из группы, состоящей из углеводов, полиолов, аминокислот и их соответствующих солей, полиаминокислот и их соответствующих солей, сахарных кислот и их соответствующих солей, нуклеотидов, органических кислот, неорганических кислот, органических солей, включая соли органических кислот и соли органических оснований, неорганических солей, горьких соединений, ароматизаторов и вкусоароматических ингредиентов, вяжущих соединений, белков или гидролизатов белков, сурфактантов, эмульгаторов, флавоноидов, спиртов, полимеров и их комбинаций.
В некоторых вариантах осуществления композиции по настоящему изобретению также содержат один или несколько функциональных ингредиентов. В конкретном варианте осуществления функциональный ингредиент выбран из группы, состоящей из кофеина, сапонинов, антиоксидантов, источников пищевых волокон, жирных кислот, витаминов, глюкозамина, минералов, консервантов, гидратирующих агентов, пробиотиков, пребиотиков, агентов для контроля веса, агентов для лечения остеопороза, фитоэстрогенов, длинноцепочечных первичных алифатических насыщенных спиртов, фитостеринов и их комбинаций.
В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой потребляемый продукт, содержащий NSGC и один или несколько подсластителей, дополнительных подсластителей, добавок или функциональных ингредиентов.
В другом конкретном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой напиток, содержащий NSGC и один или несколько подсластителей, дополнительных подсластителей, добавок или функциональных ингредиентов.
NSGC могут применяться отдельно или в комбинации, по меньшей мере, с одним другим подсластителем в потребляемых продуктах, таких как, продукты питания, напитки, фармацевтическая композиция, табак, нутрицевтическая композиция, композиция для гигиены полости рта или косметические средства. Другие подсластители выбраны из группы, состоящей из сахарозы, глицеральдегида, дигидроксиацетона, эритрозы, треозы, эритрулозы, арабинозы, ликсозы, рибозы, ксилозы, рибулозы, ксилулозы, аллозы, альтрозы, аллюлозы, галактозы, глюкозы, гулозы, идозы, маннозы, талозы, псикозы, сорбозы, тагатозы, манногептулозы, седогептулозы, октолозы, фукозы, рамнозы, арабинозы, туранозы, сиалозы, инулина, инулоолигосахаридов, фруктоолигосахаридов, кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS), мальтодекстрина, связывающего сахара, меда, стевии, ребаудиозида A, ребаудиозида B, ребаудиозида C, ребаудиозида D, ребаудиозида E, ребаудиозида F, ребаудиозида G, ребаудиозида H, ребаудиозида I, ребаудиозида J, ребаудиозида K, ребаудиозида L, ребаудиозида M, ребаудиозида N, ребаудиозида O, дулкозида A, дулкозида B, рубусозида, стевиолбиозида, стевиозида, других стевиоловых гликозидов, встречающихся в растении Stevia rebaudiana, биосинтетических стевиоловых гликозидов, гликозилированных стевиоловых гликозидов, гликозилированных стевиоловых гликозидов (GSG), могрозида IV, могрозида V, могрозида VI, Luo han guo, сиаменозида, других могрозидов, встречающихся в плодах Siraitia grosvenorii, монатина и его солей, куркулина, глицирризиновой кислоты и ее соли, тауматина, монеллина, мабинлина, браззеина, гернандулцина, филлодулцина, глицифиллина, флоридзина, трилобатина, байюнозида, осладина, полиподозида A, птерокариозид A, птерокариозид B, мукурозиозид, фломизозид I, периандрина I, абрузозида А и циклокариозида I, сахарных спиртов, сукралозы, ацесульфама калия, ацесульфамовой кислоты и ее солей, аспартама, алитама, сахарина и его солей, неогесперидина, дигидрохалькона, цикламата, цикламовой кислоты и ее солей, неотама, адвантама и их комбинаций.
Следующие примеры иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления изобретения. Понятно, что изобретение не ограничивается материалами, пропорциями, условиями и способами, изложенными в примерах, имеющих только иллюстративный характер.
Примеры
Пример 1
Получение NSGC
Пять килограммов сухих листьев Stevia rebaudiana (с содержанием влаги примерно 8% (в весовом соотношении) и общим содержанием стевиоловых гликозидов примерно 10% (в весовом соотношении, в пересчете на сухое вещество)) измельчали до частиц размером 10-20 мм. Высушенный растительный материал из листьев загружали в резервуар для экстракции и проводили экстрагирование 100 литрами обратноосмосной (RO) воды при 65°C в течение 10 минут. Нерастворимое вещество удаляли фильтрацией. Желтоватый фильтрат собирали и наносили на колонку, заполненную 8,5 л полимерной макропористой адсорбирующей смолы (YWD-03, Cangzhou Yuanwei, Китай), со скоростью потока примерно 50 л/час. После прохождения через колонку фильтрата колонку дополнительно промывали 45 л воды и оба смыва объединяли. Объединенный раствор упаривали в вакууме при температуре от 30°C до 35°C до конечного объема 10 л.
Большая часть стевиоловых гликозидов адсорбировалась на макропористой адсорбирующей смоле и была элюирована примерно 45 л 70% водного этанола. Водно-этанольный элюат дополнительно обрабатывали для получения примерно 400 г экстракта стевии с общим содержанием стевиоловых гликозидов около 96% (в весовом соотношении).
Упомянутые выше 10 л объединенного и выпаренного раствора смешивали с 90 л чистого этанола, и эту смесь инкубировали в течение 10 мин при медленном перемешивании. Полученный осадок удаляли вакуумной фильтрацией. Фильтрат собирали и далее подвергали выпариванию в вакууме (при 30-35°C) для удаления этанола и дальнейшего концентрирования NSGC до примерно 4 л до состояния сиропа, содержание твердых веществ в котором составляло 22% (в весовом соотношении). По данным HPLC анализа содержание остаточных стевиоловых гликозидов в этом растворе составило примерно 1,3%, а соотношение (в %) отдельных стевиоловых гликозидов было следующим: 0,41% ребаудиозида E, 10,52% ребаудиозида O, 5,95% ребаудиозида D, 1,49% ребаудиозида N, 3,07% ребаудиозида M, 56,98% ребаудиозида A, 11,66% стевиозида, 0,89% ребаудиозида F, 4,37% ребаудиозида C, 0,11% дулкозида A и 0,35% ребаудиозид B. Концентрат высушивали выпариванием в вакууме с последующей сушкой в вакуумной печи при 30-35°C.
Пример 2
Экстракция NSGC водным этанолом
50 кг сухих листьев Stevia rebaudiana (с содержанием влаги примерно 8% (в весовом соотношении) и общим содержанием стевиоловых гликозидов примерно 8,5% (в весовом соотношении) измельчали до частиц размером 10-20 мм. По данным HPLC анализа общее содержание CGA в этих листьев составляло примерно 3,2% (в весовом соотношении), с содержанием CGA - 1,34% (нео-CGA, н-CGA и крипто-CGA) и изо-CGA - 1,86% (изо-CGA-B, изо-CGA-A и изо-CGA-C). Высушенный растительный материал из листьев загружали в резервуар для экстракции и проводили экстрагирование 800 литрами 30% (об.%) этанола при 65°C в течение 30 минут. Смесь фильтровали через 800 г диатомовой земли. Желтоватый фильтрат собирали и охлаждали до 30°C. EtOH удаляли из фильтрата с помощью нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США) при 45°C под давлением 0,5-0,8 МПа.
320 л ретентата, полученного после нанофильтрации, который, по оценкам, содержал суммарно примерно 1,57 кг CGA и 4,1 кг стевиоловых гликозидов, наносили на колонку, заполненную 125 л полимерной макропористой адсорбирующей смолы (YWD-03, Cangzhou Yuanwei, Китай), со скоростью потока примерно 125 л/час. После прохождения ретентата через колонку дополнительно промывали 62,5 л воды и оба смыва объединяли. В результате получали проточную фракцию с продуктом, которую дополнительно концентрировали с использованием нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США), пока содержание твердых веществ не составило 20%. Флоккуляцию в концентрированной проточной фракции с продуктом осуществляли добавлением 9 объемов этанола. Флокулированный осадок отделяли фильтрованием и этанол удаляли с помощью нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США), как описано выше. Концентрат сушили с помощью лиофилизатора. В очищенной проточной фракции с продуктом общее содержание CGA составило 12,24% (в весовом соотношении) в пересчете на сухое вещество, при этом содержание нео-CGA составило 2,65%, н-CGA - 7,46%, крипто-CGA - 1,84%, изо-CGA-B - 0,07%, изо-CGA-A - 0,16% и изо-CGA-C - 0,06%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 0,70% (в весовом соотношении).
Адсорбированные CGA элюировали с макропористой адсорбирующей смолы 690 литрами 25% (об.%) этанола. Раствор пропускали через нанофильтрационную мембрану (NF90-400, Dow Chemical Company, США) для удаления этанола и далее сушили с помощью лиофилизатора, как указано выше, для получения 25%-ного этанольного продукта. Общее содержание CGA (в весовом соотношении) в 25%-ном этанольном продукте составило 19,52%, при этом содержание нео-CGA составило 0,78%, н-CGA - 3,59%, крипто-CGA - 1,04%, изо-CGA B - 2,64%, изо-CGA-A - 4,14% и изо-CGA-C - 7,33%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 12,28% (в весовом соотношении), при этом содержание ребаудиозида E составило 1,43%, ребаудиозида D - 1,54%, ребаудиозида A - 5,31%, стевиозида - 2,49% и др.
Оставшиеся стевиоловые гликозиды элюировали с макропористой адсорбирующей смолы примерно 380 литрами 70% водного этанола и дополнительно обрабатывали для получения экстракта стевии с содержанием TSG 71%.
Пример 3
Экстракция NSGC водой
50 кг высушенного растительного материала из листьев Stevia rebaudiana, аналогичного применяемому в примере 2, загружали в резервуар для экстракции и проводили экстрагирование 800 л воды при 90°C в течение 30 мин. Смесь фильтровали через 800 г диатомовой земли. Желтоватый фильтрат собирали и охлаждали до 30°C, и наносили на колонку, заполненную 125 л полимерной макропористой адсорбирующей смолы (YWD-03, Cangzhou Yuanwei, Китай). Последующие этапы были аналогичны описанным в примере 2.
В очищенной проточной фракции с продуктом общее содержание CGA составило 14,47% (в весовом соотношении), при этом содержание нео-CGA составило 4,67%, н-CGA - 5,67%, крипто-CGA - 3,484%, изо-CGA-B - 0,24%, изо-CGA-A - 0,21% и изо-CGA-C - 0,24%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 0,59% (в весовом соотношении). Общее содержание CGA (в весовом соотношении) в 25%-ном этанольном продукте составило 17.97%, при этом содержание нео-CGA составило 0,78%, н-CGA - 1,56%, крипто-CGA - 0,91%, изо-CGA B - 5,36%, изо-CGA-A - 3,21% и изо-CGA-C - 6,15%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 13,83% (в весовом соотношении), при этом содержание ребаудиозида E составило 2,89%, ребаудиозида D - 1,52%, ребаудиозида A - 5,31%, стевиозида - 2,49% и др.
Пример 4
Экстракция NSGC водой
50 кг высушенного растительного материала из листьев Stevia rebaudiana, аналогичного применяемому в примере 2, загружали в резервуар для экстракции и проводили экстрагирование 800 л воды при 65°C в течение 30 мин. Смесь фильтровали через 800 г диатомовой земли. Желтоватый фильтрат собирали и охлаждали до 30°C, и наносили на колонку, заполненную 125 л полимерной макропористой адсорбирующей смолы (YWD-03, Cangzhou Yuanwei, Китай). Последующие этапы были аналогичны описанным в примере 2.
Общее содержание CGA (в весовом соотношении) в 25%-ном этанольном продукте составило 19,90%, при этом содержание нео-CGA составило 0,35%, н-CGA - 4,30%, крипто-CGA - 1,23%, изо-CGA B - 0,81%, изо-CGA-A - 8,19% и изо-CGA-C - 5,02%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 13,47% (в весовом соотношении), при этом содержание ребаудиозида D составило 1,86%, ребаудиозида A - 7,45%, стевиозида - 2,13% и др.
Пример 5
Очистка NSGC
6 граммов высушенного 25%-ного этанольного продукта из примера 3 растворяли в 20 мл воды. К смеси добавляли 180 мл чистого этанола и перемешивали при комнатной температуре в течение 1 часа. Полученную суспензию фильтровали, к фильтрату добавляли 0,72 г активированного угля и оставляли перемешиваться при комнатной температуре в течение еще 1 часа. Смесь снова фильтровали для удаления активированного угля. Полученный фильтрат концентрировали с использованием роторного испарителя при 40°C и сушили в вакуумной печи при 40°C. В результате получили 3,6 г обработанного 25%-ного этанольного продукта. Общее содержание CGA (в весовом соотношении) в обработанном таким образом 25%-ном этанольном продукте составило 22.32%, при этом содержание нео-CGA составило 0,84%, н-CGA - 1,26%, крипто-CGA - 0,91%, изо-CGA B - 6,85%, изо-CGA-A - 4,99% и изо-CGA-C - 7,48%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 23,26% (в весовом соотношении), при этом содержание ребаудиозида D составило 2,03%, ребаудиозида A - 12,18%, стевиозида - 6,70% и др.
Пример 6
Мембранная очистка NSGC
Один грамм обработанного 25%-ного этанольного продукта из примера 5 растворяли в 100 мл RO воды, и этот раствор подавали в систему фильтрации Sterlitech HP4750, оснащенную кюветой с перемешиванием, для работы под высоким давлением (Sterlitech Corporation, США), при 20°C до тех пор, пока не было собрано 50 мл пермеата. Как ретентат, так и пермеат лиофилизировали и анализировали с помощью HPLC.
Эксперимент повторяли, используя различные 47 мм мембранные диски, полученные от Sterlitech Corporation (США). В частности, GE 2000 UFGH (Sterlitech Cat. No. YMGHSP475), GE 1000 (Sterlitech Cat. No. YMGESP475), Synder NFG (Sterlitech Cat. No. YMNFG475), Microdyn Nadir NP010 (Sterlitech Cat. No. YMNP010475), Evonik Duramem 900 (Sterlitech Cat. No. 1120773) и Synder XT, PES, UF (Sterlitech Cat. No. YMXT475).
Результаты анализа пермеата и ретентата приведены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты HPLC анализа пермеата и ретентата
| Образец | Исходно | Тип мембраны | ||||||||||||
| GE 2000 UFGH | GE 1000 | Synder NFG | Microdyn Nadir NP010 | Evonik Duramem 900 | Synder XT, PES, UF | |||||||||
| Рет* | Пер* | Рет | Пер | Рет | Пер | Рет | Пер | Рет | Пер | Рет | Пер | |||
| HPLC анализ CGA (% сухого вещества) | нео-CGA | 0,84 | 0,87 | 1,23 | 0,88 | 1,15 | 0,88 | 0,07 | 1,09 | 0,62 | 1,08 | 0,14 | 0,88 | 0,62 |
| н-CGA | 1,26 | 1,26 | 2,22 | 1,28 | 2,15 | 1,33 | 0,11 | 1,41 | 1,07 | 1,41 | 0,15 | 1,33 | 0,96 | |
| крипто-CGA | 0,91 | 0,91 | 1,55 | 0,93 | 1,52 | 0,96 | 0,08 | 1,02 | 0,81 | 1,02 | 0,13 | 0,93 | 0,72 | |
| изо-CGA-B | 6,85 | 7,14 | 6,88 | 6,96 | 5,96 | 7,09 | 0,03 | 7,47 | 2,89 | 6,99 | 0,44 | 7,54 | 2,13 | |
| изо-CGA-A | 4,99 | 4,99 | 7,95 | 5,03 | 7,17 | 5,21 | 0,02 | 5,27 | 3,04 | 5,11 | 0,38 | 5,32 | 2,17 | |
| изо-CGA-C | 7,48 | 7,77 | 7,11 | 7,63 | 5,94 | 7,76 | 0,03 | 7,92 | 2,65 | 7,60 | 0,38 | 7,93 | 1,83 | |
| Всего CGA | 22,32 | 22,94 | 26,93 | 22,71 | 23,90 | 23,23 | 0,34 | 24,18 | 11,08 | 23,22 | 1,62 | 23,93 | 8,44 | |
| HPLC анализ SG (% сухого вещества) | Реб E | 0,32 | 0,35 | 0,00 | 0,96 | 0,00 | 1,15 | 0,00 | 0,51 | 0,00 | 0,80 | 0,31 | 0,89 | 0,47 |
| Реб O | 0,20 | 0,21 | 0,05 | 0,15 | 0,00 | 0,18 | 0,00 | 0,10 | 0,00 | 0,12 | 0,22 | 0,14 | 0,00 | |
| Реб D | 2,03 | 2,02 | 0,12 | 1,80 | 0,10 | 1,73 | 0,15 | 2,01 | 0,00 | 1,70 | 0,22 | 1,81 | 0,23 | |
| Реб N | 0,34 | 0,38 | 0,00 | 0,43 | 0,00 | 0,43 | 0,06 | 0,27 | 0,00 | 0,35 | 0,04 | 0,39 | 0,03 | |
| Реб M | 0,36 | 0,39 | 0,00 | 0,38 | 0,00 | 0,34 | 0,00 | 0,26 | 0,00 | 0,36 | 0,00 | 0,39 | 0,04 | |
| Реб A | 12,18 | 13,31 | 1,79 | 12,65 | 1,10 | 12,71 | 1,00 | 12,93 | 1,23 | 12,62 | 1,51 | 12,87 | 1,71 | |
| Стев | 6,70 | 7,29 | 1,91 | 6,92 | 1,30 | 6,97 | 0,59 | 6,98 | 1,57 | 6,80 | 0,97 | 6,91 | 1,17 | |
| Реб F | 0,16 | 0,20 | 0,07 | 0,18 | 0,04 | 0,18 | 0,11 | 0,18 | 0,05 | 0,16 | 0,21 | 0,18 | 0,03 | |
| Реб C | 0,81 | 0,87 | 0,11 | 0,83 | 0,08 | 0,83 | 0,08 | 0,83 | 0,12 | 0,81 | 0,09 | 0,78 | 0,12 | |
| Дул A | 0,04 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,09 | 0,04 | 0,12 | 0,05 | 0,02 | 0,04 | 0,15 | 0,05 | 0,02 | |
| Руб | 0,03 | 0,03 | 0,19 | 0,02 | 0,17 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,02 | 0,04 | 0,03 | 0,01 | |
| Реб B | 0,06 | 0,08 | 0,02 | 0,09 | 0,00 | 0,07 | 0,02 | 0,14 | 0,19 | 0,05 | 0,02 | 0,09 | 0,01 | |
| Сбио | 0,04 | 0,04 | 0,03 | 0,03 | 0,00 | 0,03 | 0,02 | 0,06 | 0,07 | 0,03 | 0,01 | 0,06 | 0,00 | |
| Всего SG | 23,26 | 25,22 | 4,34 | 24,49 | 2,89 | 24,69 | 2,17 | 24,34 | 3,30 | 23,86 | 3,79 | 24,58 | 3,86 |
*Примечание: Рет: Ретентат; Пер: Пермеат
Для дальнейших экспериментов была выбрана мембрана GE 1000.
Пример 7
Очистка NSGC с помощью мембраны и диафильтрации
Один грамм обработанного 25%-ного этанольного продукта из примера 5 смешивали со 100 мл RO воды, и этот раствор подавали в систему фильтрации Sterlitech HP4750, оснащенную кюветой с перемешиванием, для работы под высоким давлением (Sterlitech Corporation, США) и мембраной GE 1000 (Sterlitech Cat No YMGESP475), при 20°C до тех пор, пока не было собрано 50 мл пермеата. После того, как было собрано 50 мл пермеата, в кювету добавляли 50 мл RO воды, повторяли фильтрацию и собирали следующие 50 мл пермеата. Таким образом было получено 10 фракций пермеата. Как ретентат, так и пермеаты лиофилизировали и анализировали с помощью HPLC.
Общее содержание CGA (в весовом соотношении, в пересчете на сухое вещество) в ретентате составило 16.51%, при этом содержание нео-CGA составило 0,35%, н-CGA - 0,65%, крипто-CGA - 1,11%, изо-CGA B - 5,52%, изо-CGA-A - 2,75% и изо-CGA-C - 6,13%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 37,69% (в весовом соотношении), при этом содержание ребаудиозида D составило 2,75%, ребаудиозида A - 20,48%, стевиозида - 10,39%, ребаудиозида C - 1,35% и др. Общее содержание CGA (в весовом соотношении, в пересчете на сухое вещество) в образце, объединенном из 10 пермеатов, составило 30.33%, при этом содержание нео-CGA составило 0,97%, н-CGA - 2,52%, крипто-CGA - 2,28%, изо-CGA B - 8,23%, изо-CGA-A - 8,24% и изо-CGA-C - 8,08%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 5,99% (в весовом соотношении), при этом содержание ребаудиозида A составило 2,66%, стевиозида - 2,89% и др.
Пример 8
Очистка NSGC с помощью системы адсорбционной хроматографии
100 мл водного раствора, содержащего 10,07 г 25%-ного этанольного продукта из примера 4, наносили на колонку, заполненную 300 мл полимерной макропористой адсорбирующей смолы (TF3, Cangzhou Yuanwei, Китай), со скоростью потока примерно 300 мл/час при комнатной температуре. После нанесения колонку дополнительно промывали 600 мл воды, оба смыва объединяли. В результате получали проточную фракцию с продуктом, которую дополнительно концентрировали с использованием нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США) и затем сушили с использованием распылительной сушилки для получения 1,9 г сухой проточной фракции с продуктом, с общим содержанием CGA 27,82% (в весовом соотношении, в пересчете на сухое вещество), при этом содержание нео-CGA составило 4,11%, н-CGA - 17,21%, крипто-CGA - 6,25%, изо-CGA B - 0,04%, изо-CGA-A - 0,17% и изо-CGA-C - 0,04%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 0,12% (в весовом соотношении).
Адсорбированные CGA элюировали с макропористой адсорбирующей смолы 1500 мл 20% (об.%) этанола. Раствор пропускали через нанофильтрационную мембрану (NF90-400, Dow Chemical Company, США) для удаления этанола и концентрирования. Концентрат сушили с использованием распылительной сушилки для получения 4,3 г сухого 20%-ного этанольного продукта, с общим содержанием CGA 21,99% (в весовом соотношении), при этом содержание нео-CGA составило 0,03%, н-CGA - 0,23%, крипто-CGA - 0,16%, изо-CGA B - 2,39%, изо-CGA-A - 11,93% и изо-CGA-C - 7,25%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 2,18% (в весовом соотношении).
Оставшиеся стевиоловые гликозиды, адсорбированные на макропористой смоле, элюировали примерно 900 мл 60% водного этанола и дополнительно обрабатывали для получения экстракта стевии с общим содержанием стевиоловых гликозидов 60,50% (в весовом соотношении).
Пример 9
Очистка NSGC с помощью системы адсорбционной хроматографии
100 мл водного раствора, содержащего 9,0 г 25%-ного этанольного продукта из примера 4, наносили на колонку, заполненную 300 мл полимерной макропористой адсорбирующей смолы (TF3, Cangzhou Yuanwei, Китай), со скоростью потока примерно 300 мл/час при комнатной температуре. После нанесения колонку дополнительно промывали 900 мл воды, оба смыва объединяли. В результате получали проточную фракцию с продуктом, которую дополнительно концентрировали с использованием нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США) и затем сушили с использованием распылительной сушилки для получения 1,51 г сухой проточной фракции с продуктом, с общим содержанием CGA 31,27% (в весовом соотношении, в пересчете на сухое вещество), при этом содержание нео-CGA составило 4,19%, н-CGA - 19,35%, крипто-CGA - 7,10%, изо-CGA B - 0,11%, изо-CGA-A - 0,43% и изо-CGA-C - 0,10%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 0,01% (в весовом соотношении).
Макропористую адсорбирующую смолу далее последовательно промывали 900 мл 15% (об.%) этанола, 900 мл 20% (об.%) этанола, 900 мл 25% (об.%) этанола и 900 мл 60% (об.%) этанола. Все собранные растворы концентрировали с использованием нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США) и затем сушили с использованием распылительной сушилки для получения 15%-ного этанольного продукта, 20%-ного этанольного продукта, 25%-ного этанольного продукта и 60%-ного этанольного продукта, соответственно.
Результаты HPLC анализа этих фракций приведены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты HPLC анализа фракций элюата
| Фракция | HPLC анализ (% сухого вещества) | |||||||
| нео-CGA | н-CGA | крипто-CGA | изо-CGA-B | изо-CGA-A | изо-CGA-C | Всего CGA | Всего SG | |
| Проточная | 4,19 | 19,35 | 7,10 | 0,11 | 0,43 | 0,10 | 31,27 | 0,01 |
| 15% этанол | 0,04 | 0,11 | 0,06 | 4,04 | 14,43 | 3,97 | 22,65 | 0,11 |
| 20% этанол | 0,01 | 0,02 | 0,01 | 0,77 | 9,84 | 17,24 | 27,89 | 0,93 |
| 25% этанол | 0,01 | 0,03 | 0,01 | 0,13 | 1,66 | 16,62 | 18,46 | 9,30 |
| 60% этанол | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,02 | 0,10 | 0,18 | 0,30 | 48,81 |
Пример 10
Очистка NSGC с помощью системы адсорбционной хроматографии
100 мл водного раствора, содержащего 9,0 г 25%-ного этанольного продукта из примера 4, наносили на колонку, заполненную 300 мл полимерной макропористой адсорбирующей смолы (TF3, Cangzhou Yuanwei, Китай), со скоростью потока примерно 300 мл/час при комнатной температуре. После нанесения колонку дополнительно промывали 600 мл воды, оба смыва объединяли. В результате получали проточную фракцию с продуктом, которую дополнительно концентрировали с использованием нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США) и затем сушили для получения 1,45 г сухой проточной фракции с продуктом, с общим содержанием CGA 18,04% (в весовом соотношении, в пересчете на сухое вещество), при этом содержание нео-CGA составило 2,12%, н-CGA - 13,40%, крипто-CGA - 2,47%, изо-CGA-A - 0,04% и изо-CGA-C - 0,01%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 0,74% (в весовом соотношении).
Макропористую адсорбирующую смолу далее последовательно промывали 1500 мл 20% (об.%) этанола и 900 мл 60% (об.%) этанола. Все собранные растворы концентрировали с использованием нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США) и затем сушили для получения 20%-ного этанольного продукта и 60%-ного этанольного продукта, соответственно.
Результаты HPLC анализа этих фракций приведены в таблице 3.
Таблица 3
Результаты HPLC анализа фракций элюата
| Фракция | HPLC анализ (% сухого вещества) | |||||||
| нео-CGA | н-CGA | крипто-CGA | изо-CGA-B | изо-CGA-A | изо-CGA-C | Всего CGA | Всего SG | |
| Проточная | 2,12 | 13,40 | 2,47 | 0,00 | 0,04 | 0,01 | 18,04 | 0,74 |
| 20% этанол | 0,07 | 0,87 | 0,27 | 1,97 | 15,85 | 5,31 | 24,34 | 0,21 |
| 60% этанол | 0,00 | 0,01 | 0,00 | 0,06 | 0,42 | 0,70 | 1,20 | 48,51 |
Пример 11
Очистка NSGC с помощью системы адсорбционной хроматографии
500 мг/л водный раствор 25%-ного этанольного продукта из примера 4, наносили на колонку, заполненную 150 мл полимерной макропористой адсорбирующей смолы (TF3, Cangzhou Yuanwei, Китай), со скоростью потока примерно 150 мл/час при комнатной температуре. Эффлюент периодически собирали и анализировали уровень сладости в нем с помощью сенсора. Нанесение на колонку прекращали, когда уровень сладости в эффлюенте достигал регистрируемого значения. Эффлюенты объединяли, концентрировали и высушивали с использованием распылительной сушилки для получения проточной фракции с продуктом, с общим содержанием CGA 21,65% (в весовом соотношении, в пересчете на сухое вещество), при этом содержание нео-CGA составило 1,37%, н-CGA - 5,42%, крипто-CGA - 1,97%, изо-CGA-B - 1,90%, изо-CGA-A - 6,12% и изо-CGA-C - 4,87%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 0,42% (в весовом соотношении).
Макропористую адсорбирующую смолу далее последовательно промывали 300 мл 20% (об.%) этанола и 450 мл 60% (об.%) этанола. Все собранные растворы концентрировали с использованием нанофильтрационной мембраны (NF90-400, Dow Chemical Company, США) и затем сушили с использованием распылительной сушилки для получения 20%-ного этанольного продукта и 60%-ного этанольного продукта, соответственно.
Результаты HPLC анализа этих фракций приведены в таблице 4.
Таблица 4
Результаты HPLC анализа фракций элюата
| Фракция | HPLC анализ (% сухого вещества) | |||||||
| нео-CGA | нео-CGA | нео-CGA | нео-CGA | нео-CGA | нео-CGA | нео-CGA | нео-CGA | |
| Проточная | 1,37 | 5,42 | 1,97 | 1,9 | 6,12 | 4,87 | 21,65 | 0,42 |
| 20% этанол | 0,43 | 2,39 | 0,81 | 1,23 | 5,08 | 5,37 | 15,31 | 3,37 |
| 60% этанол | 0 | 0,01 | 0 | 0,03 | 0,04 | 0,08 | 0,16 | 67,79 |
Пример 12
Очистка NSGC с помощью кристаллизации
1 грамм высушенного 25%-ного этанольного продукта из примера 3 растворяли в 20 мл воды. Добавляли 10 мг Ca(OH)2 и полученную смесь инкубировали в течение 1 часа до образования осадка. Полученную суспензию фильтровали, осадок ресуспендировали в воде и титровали уксусной кислотой до растворения, после чего наносили на колонку, заполненную 100 мл полимерной макропористой адсорбирующей смолы (YWD-03, Cangzhou Yuanwei, Китай). Последующие этапы были аналогичны описанным в примере 2.
Общее содержание CGA (в весовом соотношении) в 25%-ном этанольном продукте составило 42,90%, при этом содержание нео-CGA составило 0,51%, н-CGA - 1,30%, крипто-CGA - 0,34%, изо-CGA B - 5,78%, изо-CGA-A - 6,89% и изо-CGA-C - 28,08%, а общее содержание стевиоловых гликозидов оказалось равным 0,3% (в весовом соотношении), при этом содержание ребаудиозида A составило 0,2%, стевиозида - 0,1% и др.
Пример 13
Потребляемые продукты, содержащие NSGC
Образцы газированных напитков готовили по рецепту, представленному в таблице 5.
Таблица 5
Рецепт газированного напитка
| Ингредиенты | Количество, % |
| Ароматизатор Кола | 0,340 |
| Ортофосфорная кислота | 0,100 |
| Цитрат натрия | 0,310 |
| Бензоат натрия | 0,018 |
| Лимонная кислота | 0,018 |
| Композиция подсластителя | 0,050 |
| Вода, насыщенная диоксидом углерода | до 100 |
В качестве «композиции подсластителя» в рецепте использовали следующие образцы (i) коммерческий образец ребаудиозида A (чистота 97%) и (ii) смесь (с соотношением вес/объем 95:5) коммерческого ребаудиозида A (чистота 97%) и NSGC, полученной в соответствии с примером 3. Органолептические характеристики образцов напитков оценивали 20 экспертов. Результаты приведены в таблице 6.
Таблица 6
Органолептическая оценка образцов газированных напитков
| «Композиция подсластителя», применяемая в рецепте | Продленное ощущение сладости* | Горечь* | Отложенное ощущение сладости* | Лакричный вкус* | Общее ощущение вкуса |
| РебA 97+NSGC (95:5) | 2 | 1 | 1 | 2 | приятный |
| Чистый РебA 97 | 5 | 5 | 5 | 5 | неприятный |
| *Характеристики «Продленное ощущение сладости», «Горечь», «Отложенное ощущение сладости» и «Лакричный вкус» участники оценивали по шкале от 1 до 5, при этом более низкий показатель соответствует более приятным вкусовым ощущениям |
Результаты показали, что напитки, приготовленные с применением композиции подсластителя, содержащей NSGC, обладали лучшими органолептическими характеристиками.
Пример 14
Потребляемые продукты, содержащие новые NSGC
Образцы шоколада готовили по рецепту, представленному в таблице 7.
Таблица 7
Рецепт образцов шоколада
| Ингредиенты | Количество, % |
| Тертое какао | 30,0 |
| Какао-масло | 11,5 |
| Сухое молоко | 14,0 |
| Сорбит | 44,0 |
| Соль | 0,1 |
| Композиция подсластителя | 0,1 |
| Лецитин | 0,3 |
Тертое какао, какао-масло, сухое молоко, сорбит, соль и «композицию подсластителя» тщательно перемешивали, далее смесь на 24 часа помещали в вальцовочную машину для измельчения. После этого содержимое переносили в конш, добавляли лецитин и полученную композицию перемешивали при 50°C в течение 48 часов. Затем содержимое помещали в формовочный аппарат и оставляли для затвердевания.
В качестве «композиции подсластителя» в рецепте использовали образцы из таблицы 3. (i) коммерческий образец ребаудиозида A (чистота 97%) и (ii) смесь (с соотношением вес/объем 95:5) коммерческого ребаудиозида A (чистота 97%) и NSGC, полученной в соответствии с примером 3. Органолептические характеристики образцов шоколада оценивали 20 экспертов. Результаты приведены в таблице 8.
Таблица 8
Органолептическая оценка образцов шоколада
| «Композиция подсластителя», применяемая в рецепте | Продленное ощущение сладости* | Горечь* | Лакричный вкус* | Общее ощущение вкуса |
| РебA 97+NSGC (95:5) | 1 | 2 | 2 | приятный |
| Чистый РебA 97 | 5 | 5 | 5 | неприятный |
| *Характеристики «Продленное ощущение сладости», «Горечь» и «Лакричный вкус» участники оценивали по шкале от 1 до 5, при этом более низкий показатель соответствует более приятным вкусовым ощущениям |
Результаты показали, что образцы шоколада, приготовленные с применением композиции подсластителя, содержащей NSGC, обладали наилучшими органолептическими характеристиками.
Хотя выше описаны один или несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные изменения и модификации допустимы, и что элементы или их композиции могут быть заменены на эквивалентные без отклонения от истинного объема изобретения. изобретение. Следовательно, имеется в виду, что это изобретение не ограничивается конкретным раскрытым вариантом осуществления, и что изобретение включает в себя все варианты осуществления, охватываемые объемом прилагаемой формулы изобретения.
1. Способ получения композиции нестевиоловых гликозидов, включающий стадии:
a. подготовки растительного материала Stevia rebaudiana;
b. подготовки экстрагирующего растворителя;
c. смешивания растительного материала Stevia rebaudiana и экстрагирующего растворителя для получения смеси растительного материала стевии и растворителя;
d. разделения смеси растительного материала стевии и растворителя с целью получения фильтрата, содержащего молекулы стевиоловых гликозидов и молекулы нестевиоловых гликозидов, причём разделение включает фильтрацию через диатомовую землю; и
e. выделения или отделения молекул стевиоловых гликозидов от фильтрата с целью получения композиции нестевиоловых гликозидов,
при этом полученная композиция нестевиоловых гликозидов содержит, по меньшей мере, одну молекулу нестевиоловых гликозидов, выбранную из фенольных соединений, полифенолов, флавоноидов, хинной и кофейной кислот и их производных, нехлорогеновой кислоты (нео-CGA; 5-O-кофеилхинная кислота или 5-CQA), крипто-хлорогеновой кислоты (крипто-CGA; 4-O-кофеилхинная кислота или 4-CQA), н-хлорогеновой кислоты (н-CGA; 3-O-кофеилхинная кислота или 3-CQA), изохлорогеновой кислоты A (изо-CGA A; 3,5-дикафеилхинная кислота), изохлорогеновой кислоты B (изо-CGA B; 3,4-дикафеилхинная кислота), изохлорогеновой кислоты C (изо-CGA C; 4,5-дикафеилхинная кислота), ретиноидов, пигментов, полисахаридов, олигосахаридов, дисахаридов, моносахаридов, компонентов эфирных масел, стеринов, терпеноидов, сесквитерпеноидов, дитерпенов, тритерпенов, кумаринов, жирных кислот и их производных, аминокислот и их производных, дипептидов, олигопептидов, полипептидов, белков, австроинулина, кверцетина, стеребинов, спатуленола, декановой кислоты, 8,11,14-эйкозатриеновой кислоты, 2-метилоктадекана, пентакозана, октакозана, стигмастерола, ситостерола, α- и β-амирина, лупеола, ацетат β-амирина, пентациклического тритерпена и/или их гликозидов и их комбинаций.
2. Потребляемый продукт, содержащий композицию нестевиоловых гликозидов, полученную способом по п. 1, причём потребляемый продукт выбран из фармацевтических композиций, пищевых гелевых смесей и композиций, стоматологических композиций, продуктов питания, напитков и питьевых продуктов.
3. Способ получения потребляемого продукта, включающий стадию добавления композиции нестевиоловых гликозидов, полученной способом по п. 1, в потребляемый продукт.
