[RU]

1. Способ получения обогащенного генипином красного красителя из Genipa americana, включающий: (a) экстракцию растворителем, выбранным из воды, органического растворителя и их комбинации целых плодов Genipa americana или их производных, выбранных из группы, состоящей из плодового сока, плодового пюре, концентрата плодового сока, сухих порошковых форм плодов или сока, не растворимых в воде частей плодов и их смесей, с получением обогащенного генипином экстракта; (b) гидролиз обогащенного генипином экстракта в течение от 30 мин до 24 ч с получением гидролизованного экстракта; (c) регулирование pH гидролизованного экстракта до примерно 3,5-5,0 с получением подкисленного раствора; (d) нагревание подкисленного раствора до 65-85°С в течение примерно от 5 до 120 мин с получением коричневого осадка и удаление осадка с получением прозрачного раствора; (e) регулирование pH прозрачного раствора до примерно 4-4,6; (f) смешивание раствора, полученного на стадии (e), с одним или более соединением, имеющим первичную аминогруппу в присутствии органической кислоты или ее соли в анаэробных условиях с получением обогащенного генипином красного красителя.

2. Способ по п.1, в котором краситель дополнительно очищают и концентрируют с применением ионообменной колонки и/или мембранного фильтра.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что одно или более соединений, имеющих первичную аминогруппу, представляют собой аминокислоту, выбранную из аланина, аргинина, лизина, глутаминовой кислоты и их смесей.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что органический растворитель выбран из этилацетата, бутилацетата, н-бутанола, диэтилового эфира, гексана, 2-бутанона, хлороформа, 1,2-дихлорэтана, бензола, ксилола, метил-трет-бутилового эфира, толуола, четыреххлористого углерода, трихлорэтилена, циклогексана, пентана, гептана и их смесей.

(57) Реферат / Формула:

1. Способ получения обогащенного генипином красного красителя из Genipa americana, включающий: (a) экстракцию растворителем, выбранным из воды, органического растворителя и их комбинации целых плодов Genipa americana или их производных, выбранных из группы, состоящей из плодового сока, плодового пюре, концентрата плодового сока, сухих порошковых форм плодов или сока, не растворимых в воде частей плодов и их смесей, с получением обогащенного генипином экстракта; (b) гидролиз обогащенного генипином экстракта в течение от 30 мин до 24 ч с получением гидролизованного экстракта; (c) регулирование pH гидролизованного экстракта до примерно 3,5-5,0 с получением подкисленного раствора; (d) нагревание подкисленного раствора до 65-85°С в течение примерно от 5 до 120 мин с получением коричневого осадка и удаление осадка с получением прозрачного раствора; (e) регулирование pH прозрачного раствора до примерно 4-4,6; (f) смешивание раствора, полученного на стадии (e), с одним или более соединением, имеющим первичную аминогруппу в присутствии органической кислоты или ее соли в анаэробных условиях с получением обогащенного генипином красного красителя.

2. Способ по п.1, в котором краситель дополнительно очищают и концентрируют с применением ионообменной колонки и/или мембранного фильтра.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что одно или более соединений, имеющих первичную аминогруппу, представляют собой аминокислоту, выбранную из аланина, аргинина, лизина, глутаминовой кислоты и их смесей.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что органический растворитель выбран из этилацетата, бутилацетата, н-бутанола, диэтилового эфира, гексана, 2-бутанона, хлороформа, 1,2-дихлорэтана, бензола, ксилола, метил-трет-бутилового эфира, толуола, четыреххлористого углерода, трихлорэтилена, циклогексана, пентана, гептана и их смесей.

---

Евразийское 028521 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.11.30
(21) Номер заявки 201490824
(22) Дата подачи заявки
2012.11.07
(51) Int. Cl.
A23L 1/00 (2006.01) A23L 1/015 (2006.01) A23L 1/275 (2006.01) A23L 1/056 (2006.01) A23L 1/0562 (2006.01) A23L 1/28 (2006.01) A23L 2/04 (2006.01)
(54) БОГАТЫЙ ГЕНИПИНОМ МАТЕРИАЛ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
(31) 61/556,441
(32) 2011.11.07
(33) US
(43) 2014.10.30
(86) PCT/US2012/063836
(87) WO 2013/070682 2013.05.16
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
УАЙЛД ФЛЭЙВОРС, ИНК. (US)
(72) Изобретатель:
Ву Шаовен, Хорн Грегори (US)
(74) Представитель:
Нилова М.И. (RU)
(56) US-A1-2009246343 WO-A2-2011122934 US-B1-7282220 TW-B-460523 WO-A2-2005105020
MEENA R. ET AL.: "Development of a stable hydrogel network based on agar-kappa-carrageenan blend cross-linked with genipin", FOOD HYDROCOLLOIDS, ELSEVIER BV, NL, vol. 23, no. 2, 1 March 2009 (2009-03-01), pages 497-509, XP026128639, ISSN: 0268-005X, DOI: 10.1016/ J.FOODHYD.2008.03.008 [retrieved on 2008-03-25] the whole document
DATABASE WPI Week 200666 Thomson
Scientific, London, GB; AN 2006-635521 XP002693960, & WO 2006/082922 A1 (SAN-EI GEN FFI INC.) 10 August 2006 (2006-08-10) abstract
DATABASE WPI Week 200331 Thomson Scientific, London, GB; AN 2003-333564
XP002693961, & WO 03/029358 A1 (SAN-EI GEN FFI INC.) 10 April 2003 (2003-04-10) abstract
(57) Предложен способ получения богатых генипином материалов из плодов Genipa americana для их применения в качестве сшивающего агента и в качестве сырья для получения красителей. Указанные богатые генипином материалы могут применяться для широкого спектра областей, включая личную гигиену, косметику, биологически активные добавки, упаковку, текстильные товары, напитки, пищевые продукты, лекарства и корма для животных.
Область техники
Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 61/556441, авторы By (Wu) и Хорном (Horn), поданной 7 ноября 2011 г., содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Настоящее изобретение относится к новым грязно-белым материалам, богатым генипином, и их применению в качестве сшивающих реагентов и для разработки красителей. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения новых материалов, богатых генипином, из плодов Genipa americana; богатый генипином материал содержит до 97 мас.% генипина, что позволяет применять его в качестве агента для сшивки и в качестве сырья для производства красителей.
Уровень техники
На сегодняшний день пригодность синтетических химических веществ, таких как красители или сшивающие реагенты, для применения в пищевой, косметической, кормовой и текстильной отраслях имеет тенденцию снижаться. Из соображений безопасности, реальных или мнимых, люди, как правило, предпочитают использовать природные или органические ингридиенты в пищевых, косметических, текстильных продуктах и в биоматериалах.
Генипин представляет собой бесцветное соединение. Он относится к группе иридоидов. Он очень активен химически и немедленно реагирует при смешивании с соединениями, имеющими первичные аминогруппы, такими как аминокислоты, коллаген, хитозан, глюкозаминовые соединения и различные белки и ферменты. В присутствии кислорода продукт может быстро окраситься в голубой, зелёный или чёрный цвет. Генипин представляет собой иридоидный сложный эфир, следовательно, он может быть гидролизован с образованием генипиновой кислоты, которая также может реагировать с различными соединениями с образованием красных и коричневых красителей. Образованные генипином красители устойчивы к нагреванию и изменению pH. Поскольку генипин обычно получают из растительного сырья, его кошерные характеристики обеспечивают огромные возможности для применения красителей гени-пинового происхождения в хлебопечении и производстве консервов.
Большое количество иридоидов, таких как генипозид, гарденозид, генипин-1-Ъ-гентиобиозид, гени-позидовая кислота и генипин, можно найти в плодах Gardenia jasminoides Ellis. Генипозид, ирридоидный гликозид, является основным компонентом, составляющим 7-8 мас.% плода, в то время как генипин естественным образом содержится в плодах гардении только в следовых количествах. Исторически ирри-доиды в плодах гардении экстрагировали из них метанолом или этанолом и затем выделяли в виде желтого пигмента на активированном угле и обрабатывали ферментами с р-глюкозидной активностью или протеолитической активностью для преобразования гликозидных ирридоидов в агликоновую форму, генипин или генипиновую кислотую. Затем генипин или генипиновая кислота может подвергаться взаимодействию с другими соединениями для получения красителей (KR1020010096213A).
Генипин и другие иридоидные соединения, такие как генипиновая кислота, генипин-гентиобиозид, генипозид и генипозидовая кислота, также обнаружены в плодах и листьях Genipa americana, также известной как Генипа, или Хуито, дикого тропического растения. Генипин естественным образом присутствует в зрелых плодах, и его количество составляет от 0 до 3,0 мас.% плода в зависимости от степени зрелости. Генипин стабилен в растительной клетке, хотя не установлено, где он хранится. При разрушении клетки генипин самопроизвольно реагирует с аминокислотами, естественным образом содержащимися в мякоти плода, и изменяет цвет на синий или чёрный в воздушной среде. В своей предыдущей заявке на патент (US 20090246343 A1) авторы настоящего изобретения произвели окрашивание (в синий цвет) фруктового сока, смешивая мякоть плодов Genipa Americana с соками из других фруктов или овощей. Устойчивый к кислотам натуральный сок синего цвета широко применялся в пищевой отрасли и в производстве напитков. Лопес (Lopes) и соавт. (US 7927637 B2) применяли сырой необработанный сок, полученный из мякоти плодов Genipa americana, и смешивали его с глицином или с глицином и крахмалом для получения синих красителей. Патрис Андре (Patrice Andre) и его сотрудник (US 20100196298 A1) применяли для приготовления косметических композиций красящие материалы, полученные путём экстракции из растений Genipa americana, Gardenia jasminoides, Ротмания (Rothmannia), Аденорандия (Adenorandia) или Кремаспора (Cremaspora), связанные с твёрдым субстратом.
Генипин способен не только образовывать красители, но также может действовать как хороший сшивающий агент. Кэмпбелл (Campbell) и соавт. открыли новый биоразлагаемый пластичный полимер, включающий генипин в качестве сшивающего агента (EP 2093256 A2). Такие пластмассы полезны в биологических системах для имплантатов, стентов, инкапсуляции и доставки лекарственных веществ, заживления ран и других применений. Фуджикава (Fujikaw) и соавт. заявили права (US 4983524) на применение иридоидного агликона, генипина в качестве сшивающего агента для получения иммобилизованного фермента в гранулах для пищевой промышленности. Кихано (Quijano), P. и Ty (Tu), Г. (US 20080195230 А1) раскрыли применение генипина для крепления цельных естественных тканей для снижения антигенности и иммуногенности и предотвращения ферментативного расщепления ткани при имплантации реципиенту.
Тем не менее, производство чистого генипина традиционно включает много шагов, в том числе ВЭЖХ-разделение, и в настоящее время его стоимость высока. Ни одно описание в данной области не
говорит о приготовлении стабильного богатого генипином экстракта из растения Genipa americana и его широком применении в качестве натурального красителя и сшивающего реагента в пищевых продуктах, лекарственных средствах, пищевых добавках, средствах личной гигиены, косметике, кормах для животных, текстильных изделиях, полимерах и в отраслях промышленности, в которых задействованы биоматериалы.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение относится к способу получения стабильных богатых генипином экстрактов из растения Genipa americana. Данный способ включает экстракцию водным или полярным растворителем и экстракцию неполярным органическим растворителем; образующийся порошок представляет собой богатый генипином экстракт грязно-белого цвета с содержанием генипина до примерно 97%.
Согласно настоящему изобретению дополнительно предложены применения экстрактов, богатых генипином, в производстве натуральных красителей и образовании полимеров для применения в широком диапазоне областей, таких как производство продуктов питания, лекарств, пищевых добавок, средств личной гигиены, косметики, кормов, текстильных товаров, биоразлагаемых полимеров и биоматериалов. Примеры подобных применений можно найти в многочисленных патентных документах, в том числе в US 8283222, CN 101899484, US 20120189584, WO 2012048188, CN 102399370, СА 2458821, DE 602007013718, US 20110082199, TW 1334878, US 20100183699, и содержание таких документов включено в настоящую заявку посредством ссылки.
В настоящем описании все упоминающиеся соотношения и пропорции представляют собой соотношения и пропорции "по массе" если не указано иное. Кроме того, все цитируемые патенты, патентные заявки и технические публикации включены в настоящее описание посредством ссылки.
Краткое описание чертежа
На чертеже показана блок-схема варианта реализации способа получения богатого генипином экстракта из плодов Genipa americana.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к способу получения стабильных богатых генипином экстрактов из растения Genipa americana. Данный способ включает экстракцию водным или полярным растворителем и экстракцию неполярным органическим растворителем. Образующийся порошок представляет собой богатый генипином экстракт грязно-белого цвета с содержанием генипина до примерно 97%. Согласно настоящему изобретению дополнительно предложены применения экстрактов, богатых генипи-ном, в производстве натуральных устойчивых к нагреванию красителей и в качестве нового сшивающего агента для применения в широком диапазоне областей, таких как производство продуктов питания, лекарств, пищевых добавок, средств личной гигиены, косметики, кормов, тканей, биоразлагаемых полимеров и биоматериалов.
Исходные материалы.
Исходные материалы, используемые в предложенном способе, представляют собой плоды или листья растения Genipa americana L., которое также известно под многочисленными неофициальными названиями: генипап (genipap), хуито (huito), ягуар (jaguar), билито (bilito), кафецилло дента (cafecillo denta), каруто (caruto), каруто ребалсеро (caruto rebalsero), корфитюр де синг (confiture de singe), данипа (danipa), генипа (genipa), гёнипа (genipa), генипэйер биту (genipayer bitu), гуаитил (guaitil), гуариха (guaricha), гуайатил Колорадо (guayatil Colorado), хуитол (huitol), хуиток (huitoc), хуиту (huitu), ирайол (irayol), ягуа бланка (jagua blanca), ягуа амарилла (jagua amarilla), ягуа Колорадо (jagua Colorado), еипа-пейро (jeipapeiro), юнипер (juniper), малуко (maluco), мандипа (mandipa), мармелад-бокс (marmelade-box), нандипа (nandipa), нандипа генипапо (nandipa genipapo), тапакуло (tapaculo), тапоерипа (tapoeripa), та-проепа тотумилло (taproepa totumillo), ягуа (yagua), янупа-i (yanupa-i), енипа-i (yenipa-i), енипапа би (yenipapa bi), генипапо (genipapo), хуиток (huitoc), вито (vito), хипара (chipara), гуанапэй (guanapay) или другими вариантами, такими как енипапорана (jenipaporana) или енипапо-браво (jenipapo-bravo) и т.д. Плоды оптимально собирать, когда они зрелые по размеру, твёрдые и имеют цвет от зелёного или зеленовато-коричневого.
Материалы могут представлять собой целые плоды, мякоть плодов, плодовые соки, плодовое пюре, концентрат плодового сока, сухой порошок из плодов или сока, не растворимую в воде часть плода или листья Genipa americana L.
Способ получения экстрактов, богатых генипином.
Для получения богатых генипином экстрактов по настоящему изобретению зрелые плоды Genipa Americana обрабатывают водой или полярным растворителем в отношении примерно 1:0.5-5.0 (по массе) в зависимости от эффективности экстракции, предпочтительно в отношении от примерно 1:1-1.5. После промывки и/или бланширования плод очищают и разрезают на части; затем размалывают или растирают с водой или полярными растворителями; экстрагируют с нагреванием или без, мякоть, семена и кожуру отделяют фильтрованием; собирают жидкость. Экстракция может проводиться до примерно 1 ч, предпочтительно примерно 15-30 мин при температуре примерно 15-40°C. Экстракцию водой или полярным растворителем из мякоти плодов Genipa Американа можно повторять 1-3 раза. Затем измеряют pH экстрактов полярных растворителей и доводят до 3,8-4,0 с помощью кислот. Концентрирование может про
изводиться на роторном испарителе под вакуумом при температуре примерно 40-46°C. Содержание твердого вещества в концентрате может быть больше чем 15% мас./мас., предпочтительно примерно 4070% мас./мас.
Затем водный экстракт или концентрированный богатый генипином водный экстракт может быть дополнительно экстрагирован неполярными органическими растворителями, с подходящим смешиванием (путем встряхивания или перемешивания) в соотношении примерно 1:1. Эти неполярные органические растворители имеют индекс полярности от примерно 0 до 5,0 и растворимость в воде менее примерно 30%. Фазу органического растворителя затем отделяют от водной фазы осаждением и сифониро-ванием верхнего органического слоя, либо с помощью высокоскоростной центрифуги. Экстракцию неполярным растворителем можно повторять 2-3 раза в зависимости от эффективности экстракции. Богатые генипином экстракты можно впоследствии сушить выпариванием, и органический растворитель можно перерабатывать и повторно применять для экстракции генипина. Остающееся жёлтое или грязно-белое твёрдое вещество представляет собой богатый генипином экстракт с содержанием генипина по меньшей мере примерно 70% мас./мас. твёрдого вещества.
В качестве альтернативы зрелые плоды Genipa Americana непосредственно обрабатывают органическими растворителями в соотношении приблизительно 1:1-2. После промывки и/или бланширования плод очищают и разрезают на части; затем размалывают или растирают, непосредственно экстрагируют неполярным органическим растворителем с нагреванием или без, мякоть, семена и кожуру отделяют фильтрованием и собирают экстракт растворителя. Экстракция может проводиться до примерно 1 ч, предпочтительно примерно 15-30 мин, при температуре примерно 18-25°C. Экстракцию органическим растворителем можно повторять 2-3 раза в зависимости от эффективности экстракции. Богатые генипи-ном экстракты можно впоследствии сушить с помощью испарителя или конденсатора, и органический растворитель можно перерабатывать и применять повторно.
Полученные в результате грязно-белые или жёлтые твёрдые вещества представляют собой богатый генипином экстракт с содержанием генипина более чем примерно 40% мас./мас. твёрдого вещества.
Богатые генипином экстракты могут представлять собой экстракты водных или полярных растворителей, полученные из описанных источников исходного материала. Полярные растворители включают таковые с растворимостью в воде до 100% и индексом полярности, превышающим примерно 5,0, такие как вода, уксусная кислота, метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, диметилсульфоксид, диметил-формамид, ацетонитрил, ацетон, диоксан тетрагидрофуран и т.д., или буферные растворы уксусной, лимонной, фосфорной кислоты или их смеси в различных соотношениях. Этот список не подразумевает ограничения используемого растворителя, однако с учетом безопасности пищевых продуктов вода, этанол, н-пропанол, изопропанол, метанол и буферные растворы уксусной, лимонной, фосфорной кислоты предпочтительны для пищевых применений экстракта.
Богатые генипином экстракты могут в качестве альтернативы представлять собой экстракты органических растворителей, полученные из экстрактов водных или полярных растворителей, описанных выше. Неполярные органические растворители включают таковые с растворимостью в воде менее чем примерно 30% и индексом полярности от 0 до примерно 5,0, такие как этилацетат, бутилацетат, н-бутанол, диэтиловый эфир, гексан, 2-бутанон, хлороформ, 1,2-дихлорэтан, бензол, ксилол, метил-трет-бутиловый эфир, толуол, четыреххлористый углерод, трихлорэтилен, циклогексан, пентан и гептан или их смеси в различных соотношениях. Этот список не предназаначен для ограничения используемого растворителя, однако с учетом безопасности пищевых продуктов, предпочтительными являются этилацетат, бутилацетат, и н-бутанол.
Богатые генипином экстракты могут в качестве альтернативы представлять собой экстракты органических растворителей, полученные из описанных источников исходного материала. Органические растворители включают таковые с индексом полярности менее чем примерно 6,0 и их смеси в различных соотношениях. Растворитель или смесь растворителей с низкой растворимостью в воде предпочтительны для получения бесцветных богатых генипином экстрактов.
Способы, используемые для твёрдо-жидкостного разделения, могут представлять собой, например, обычную фильтрацию, центрифугирование, фильтрацию под давлением и фильтрацию сквозь мембранную ячейку. Жидкостно-жидкостное разделение может быть выполнено, например, с помощью высокоскоростной центрифуги или отстаиванием и сифонированием требуемого слоя жидкости.
Кислоты, используемые для регулирования pH, могут представлять собой любые органические или неорганические кислоты, выбранные с условием соответствия целевому применению.
Концентрация может быть выполнена любым способом, известным в данной области, например, выпариванием с применением роторного вакуумного испарителя, испарителя мгновенного вскипания, осмотического фильтрационного устройства, или ультрафильтрационного устройства с подходящей мембраной.
Свойства богатого генипином экстракта.
Богатый генипином экстракт представляет собой грязно-белый порошок или кристаллы. Некоторые партии могут иметь слабый желтоватый или зеленоватый оттенок, если их чистота является относительно низкой. Содержание генипина может составлять до примерно 97% мас./мас. в зависимости от способа
Для определения содержания генипина и выполнения анализа других иридоидов могут применяться методы ВЭЖХ.
Содержание генипина в грязно-белом богатом генипином порошке постоянно при хранении при пониженной температуре. Содержание генипина снизилось на менее чем примерно 5% после 3 месяцев хранения. Тем не менее, при смешивании богатого генипином экстракта с соединениями, имеющими первичную аминогруппу, генипин будет быстро реагировать с образованием красителей и/или полимеров.
Экстракт с высоким содержанием генипина легко растворяется в спирте, водно-спиртовых смесях или в горячей воде. Его растворимость в холодной воде ограничена. Производство красителей.
Согласно настоящему изобретению также предложен способ получения синего красителя с помощью реакции и смешивания с водой и аминокислотами, например (но не ограничиваясь этим) лизином, гистидином, аргинином, глутамином, аспарагином, метионином, глицином, глутаминовой кислотой, тирозином, валином, аланином, серином, лейцином, таурином, карнитином, орнитином и цитруллином экстракта, богатого генипином, в присутствии кислорода. Для увеличения скорости реакции можно использовать нагревание. Молярные соотношения богатого генипином экстракта и аминокислот составляют примерно от 1:0,5 до примерно 1:10. Полученные оттенки синего варьируются между тёмно-синим, фиолетово-синим, ярко-синим и зеленовато-синим в зависимости от используемой аминокислоты. Синий краситель, полученный из богатого генипином экстракта представляет собой устойчивый к нагреванию и кислотам пигмент.
Подобные синие красители также могут быть получены путём взаимодействия богатого генипином экстракта с другими экстрактами, фруктовыми и овощными соками, растительными и животными материалами, в том числе молочными и яичными продуктами, содержащими аминокислоты, полипептиды, белки и соединения с одной или более первичными аминогруппами. Синий краситель также может быть получен путём взаимодействия богатого генипином экстракта с коллагеном, желатином, хитозаном, ферментами и микроорганизмами. Полученный краситель можно в дальнейшем сгущать или наносить на глину или другие носители и применять в пищевых, косметических (зубная паста, косметика, краска для волос и т.д.), и текстильных (одежда) приложениях.
Согласно настоящему изобретению предложен способ получения красного красителя с помощью богатого генипином экстракта. Богатый генипином экстракт гидролизуют, чтобы удалить метильную группу и преобразовать генипин в генипиновую кислоту, которая затем реагирует с содержащими аминогруппу соединениями в присутствии дополнительной органической кислоты и в анаэробных условиях с образованием красного пигмента. Для увеличения скорости образования красного пигмента можно использовать нагревание. Раствор красного пигмента может быть дополнительно очищен на ионообменной колонке и элюированный материал может быть сконцентрирован на роторном вакуумном испарителе. Генипа красный представляет собой пигмент, устойчивый к нагреванию, а также стабильный при высоком pH.
Богатый генипином экстракт может быть диспергирован или растворён в примерно 5-50% этанола, предпочтительно примерно 5-15% этанола и примерно 0,5-1,5н. растворе гидроксида натрия или гирок-сида калия до концентрации экстракта примерно 5-10% мас./мас. Гидролиз может быть выполнен с нагреванием или без него в течение примерно от 30 мин до 24 ч, предпочтительно примерно 2-10 ч при комнатной температуре (~20°C).
Кислотность (pH) гидролизованного богатого генипином экстракта может быть нейтрализована с помощью кислот, предпочтительно органических кислот, таких как уксусная кислота, муравьиная кислота, молочная кислота, лимонная кислота, винная кислота, адипиновая кислота, щавелевая кислота, янтарная кислота, фумаровая кислота и яблочная кислота, предпочтительно уксусная кислота и/или винная кислота. Значение pH гидролизованного раствора можно регулировать в диапазоне приблизительно 3,55,0.
Подкисленный раствор затем нагревают примерно до 65-85°C и предпочтительно до примерно 70-75°C в течение приблизительно 5-120 мин, предпочтительно примерно 10-20 мин. Нерастворимые коричневые побочные продукты удаляют, так как они не будут способствовать образованию красного пиг
мента. Отделение осадка может быть осуществлено с помощью любого способа фильтрации или центрифугирования, известного в данной области, например, с помощью обычной фильтрации, центрифугирования, фильтрации под давлением или тангенциальной проточной фильтрации или фильтрации сквозь мембранную ячейку. Образованию нерастворимых коричневых побочных продуктов можно способствовать добавлением карбоната кальция для доведения pH до примерно 5-7,5 и перемешиванием в течение приблизительно 5-30 мин. Отделение осадка может быть осуществлено способами, описанными выше.
Прозрачный раствор, описанный выше, можно довести до pH примерно 4.0-4.6 с помощью органической кислоты или соли, предпочтительно уксусной кислоты и/или ацетата натрия. Красный пигмент образуется после смешивания с соединениями, имеющими первичные аминогруппы и нагревания приблизительно до 70-95°C, предпочтительно до примерно 80-85°C в течение примерно 2 ч или до примерно 90-95°C в течение приблизительно 1 ч. Соединения с первичными аминогруппами могут быть выбраны из аминокислот, таких как аланин, аргинин, лизин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, глицин, гистидин, валин, лейцин, и серин. Этот список не предназначен для ограничения полезных соединений с первичными аминогруппами.
Согласно настоящему изобретению также предложен способ получения зелёного красителя с помощью богатого генипином экстракта. Богатый генипином экстракт может взаимодействовать с некоторыми аминокислотами, такими как изолейцин, треонин, цистеин и триптофан с образованием зеленого пигмента. Он также может вступать в реакцию с соединениями, содержащими первичные амины, и смешиваться с каротиноидами, пигментами аннато и куркумы с образованием зелёного пигмента. Поскольку генипа зеленый может обеспечить термостойкий зеленый оттенок, он очень полезен в пищевой промышленности из-за неустойчивости к нагреванию натурального зеленого пигмента, хлорофилла.
Подобные зелёные красители также могут быть получены путём взаимодействия богатого генипи-ном экстракта с другими экстрактами, фруктовым и овощным соком, растительными и животными материалами, в том числе молочными и яичными продуктами, богатыми аминокислотами, например изолей-цином, треонином, цистеином и триптофаном. Зеленый пигмент также может быть получен путём взаимодействия богатого генипином экстракта с коллагеном, желатином, хитозаном, ферментами и микроорганизмами и путём смешивания с каротиноидами, пигментами аннато и куркумы с образованием зелёного пигмента. Полученный краситель можно в дальнейшем сгущать или наносить на глину или другие носители и применять в пищевых, косметических (зубная паста, косметика, краска для волос и т.д.) и текстильных (одежда) приложениях.
Согласно настоящему изобретению также предложены средства для получения других красителей, таких как фиолетовый, красный, желтый, оранжевый, коричневый и черный, с помощью богатого гени-пином экстракта. Фиолетовые и красные красители могут быть созданы путем смешивания богатого ге-нипином экстракта с кармином, свекольным соком и антоцианиновыми красителями и раствором с ами-носодержащими соединениями. Оранжевые и желтые пигменты могут быть созданы путём взаимодействия богатого генипином экстракта с пентозами, такими как ксилоза, рибоза, или витамин С. Оттенок чёрного может быть получен, когда в реакции генипина с соединениями, содержащими первичную аминогруппу, участвуют щелочно-земельные металлы (например, магний или кальций) или металлы с муль-тивалентностями.
Сшивающий агент.
Согласно настоящему изобретению предложены новые материалы, содержащие примерно до 97% генипина. Богатый генипином экстракт может реагировать с любым соединением, содержащим первичную аминогруппу, таким как коллаген, желатин, хитозан, глюкозамин, и с различными ферментами и белками с образованием новых текстурных материалов, используемых, например, в пищевой, косметической, биоматериальной и полимерной промышленности.
Согласно настоящему изобретению также предложен сшивающий агент, полученный из природного растения Genipa Americana, который может заменить синтезированные химические вещества, такие как глутаровый альдегид, формальдегид, глиоксаль, малоновый альдегид, янтарный альдегид, эпоксидные соединения и т.д. Богатый генипином экстракт, используемый в качестве сшивающего агента, имеет намного более низкую токсичность, чем обычно используемые синтетические сшивающие реагенты.
Богатый генипином экстракт может служить природным сшивающим агентом для инкапсуляции продукции в пищевой и фармацевтической промышленности.
Инкапсулированные материалы могут представлять собой пищевые ингредиенты, такие как омега-3 масло, витамин А, конъюгированное линоленовое масло, или лекарства. Желатин, коллаген, белки молочной сыворотки, казеин, хитозан, соевые белки и другие растительные и животные белки в сочетании с богатым генипином экстрактом представляют собой хорошие исходные материалы для получения инкапсулирующей оболочки, пленки или микромембраны. Продукты имеют хорошую термическую и механическую устойчивость, а также биосовместимость.
Следующие примеры приведены с целью дополнительной иллюстрации сущности настоящего изобретения, но не должны никоим образом рассматриваться как ограничивающие.
Пример 1.
Богатый генипином экстракт был получен следующим способом.
a) Плоды Хуито очистили, получив 866,0 г очищенных плодов. Очищенные фрукты разрезали на куски и смешивали с 1300 г деионизированной (ДИ) воды и протирали в блендере для получения пюре.
b) Пюре давали отстояться в течение 15 мин при комнатной температуре; и нерастворимое твердое вещество отделяли от водного экстракта путем фильтрации. Затем 1212,4 г ДИ воды добавляли к фильтрату и перемешивали в течение 15 мин с последующей второй стадией фильтрации.
c) Фильтрат доводили до pH <4,0 с помощью лимонной кислоты и концентрировали до содержания твердого вещества 25-55% (мас./мас.) на роторном испарителе.
d) Затем концентрированный водный экстракт экстрагировали этилацетатом в соотношении 1:1. Собирали бесцветный или слегка желтый прозрачный слой этилацетата. Эту жидкостно-жидкостную экстракцию повторяли 2 раза.
e) Далее объединенные слои экстракта этилацетата упаривали на роторном испарителе при температуре 40°C под вакуумом 35 мм ртутного столба для удаления растворителя. Конденсированный этил-ацетат можно повторно применять для экстракции генипина. После выпаривания этилацетата получили грязно-белый или слегка жёлтый порошок. Порошок содержал 74,4% мас./мас. генипина.
Пример 2.
Богатый генипином экстракт был получен на основе следующего способа.
a) Плоды Хуито, 462 г, очистили и смешали с 537 г ДИ воды для получения пюре;
b) пюре давали отстояться в течение 15 мин при комнатной температуре и нерастворимое твердое вещество отделяли от водного экстракта путем фильтрации. Затем такое же количество ДИ воды добавляли к твердой части и стадию экстракции повторяли 2 раза;
c) объединенный водный экстракт доводили до pH <4,0 с помощью лимонной кислоты и концентрировали до содержания твердого вещества 24,92% (мас./мас.) на роторном испарителе;
d) затем концентрированный водный экстракт экстрагировали бутилацетатом в соотношении 1:1. Собирали бесцветный или слегка желтый прозрачный слой бутилацетата. Эту жидкостно-жидкостную экстракцию повторяли 2 раза;
e) далее объединенный экстракт бутилацетата упаривали на роторном испарителе при температуре 55°C под вакуумом 35 мм ртутного столба для удаления растворителя. Конденсированный бутилацетат можно повторно применять для экстракции генипина. После выпаривания бутилацетата, получили грязно-белый или слегка жёлтый порошок. Порошок содержит 90,9% мас./мас. генипина.
Пример 3.
Испытывали стабильность богатого генипином экстракта, полученного способом согласно примеру 2. Богатый генипином порошок запечатывали в ампулы по 0,20 г в каждую и хранили при 4°C. Образцы отбирали через 0 недель, 4 недели, 6 недель, 12 недель и определяли содержание генипина с помощью метода ВЭЖХ. Результаты представлены в таблице.
Генипиновый материал был стабилен в течение периода испытания. Пример 4.
Пятнадцать грамм богатого генипином экстракта, приготовленного способом согласно примеру 1, растворяли в 118,10 г 10% раствора этанола. К вышеуказанной смеси добавляли 16,89 г 0,9н. раствора KOH и генипин гидролизовали при перемешивании при комнатной температуре (22°C) в течение 7,5 ч. Значение pH гидролизованного раствора доводили до менее чем 4,0 с помощью винной кислоты. Раствор нагревали до 74°C в течение 15 мин и охлаждали. Осадок отфильтровывали через фильтровальную бумагу #2. Далее pH фильтрата доводили до ~6,5 с помощью карбоната кальция и суспензию перемешивали в течение 10 мин. Полученный осадок отфильтровывали и доводили pH фильтрата до 4,0-4,5 добавлением уксусной кислоты. После добавления аланина (4,50 г) красный генипиновый краситель формировался при нагревании до 82°C в течение 2 ч. Краситель анализировали, отбирая 0,30 г красного генипинового красителя и разбавляя до 30,0 г ДИ водой. Значения L, a и b измеряли на спектрометре Hunter Lab, а кривую поглощения измеряли на спектрометре с УФ/видимой областью спектра. Результаты показаны в следующей таблице.
Параметры
Значение
Значение L (Hunter)
27,86
Значение a (Hunter)
10,21
Значение b (Hunter)
2,26
Длина волны (макс, нм.)
550,09
Поглощение (макс.)
0,67314
Пример 5.
Три грамма богатого генипином экстракта, полученного способом согласно примеру 2, растворяли в 23,5 г 10% раствора этанола. 3,78 г 1,0н. раствора KOH добавляли к вышеуказанной смеси и гидроли-зовали генипин при перемешивании при комнатной температуре (22°C) в течение 8,0 ч. Значение pH гидролизованного раствора доводили до менее чем 4,0 с помощью винной кислоты. Раствор нагревали до 74°C в течение 15 мин и охлаждали. Осадок удаляли путём фильтрации через фильтровальную бумагу #2. Далее pH фильтрата доводили до ~7,0 с помощью карбоната кальция и суспензию перемешивали в течение 15 мин. Полученный осадок отфильтровывали и доводили pH фильтрата до 4,0-4,5 добавлением уксусной кислоты. После добавления аланина (1,20 г), красный генипиновый краситель формировался при нагревании до 84°C в течение 2 ч. Краситель анализировали, отбирая 0,50 г красного генипинового красителя и разбавляя до 30,0 г ДИ водой. Значения L, a и b измеряли на спектрометре Hunter Lab, а кривую поглощения измеряли на UV/VIS спектрометре. Результаты показаны в следующей таблице.
Параметры
Значение
Значение L (Hunter)
27,42
Значение a (Hunter)
9,46
Значение b (Hunter)
2,32
Длина волны (макс, нм.)
549,97
Поглощение (макс.)
0,94423
Пример 6.
Полтора грамма богатого генипином экстракта, полученного способом согласно примеру 2, растворяли в 11,8 г 10% раствора этанола. 1,97 г 1,0н. раствора KOH добавляли к вышеуказанной смеси и гид-ролизовали генипин при перемешивании при комнатной температуре (22°C) в течение 8,0 ч. Значение pH гидролизованного раствора доводили до менее чем 4,0 с помощью винной кислоты. Раствор нагревали до 74°C в течение 15 мин и охлаждали. Осадок удаляли путём фильтрации через фильтровальную бумагу #2. Далее pH фильтрата доводили до ~7,0 с помощью карбоната кальция и суспензию перемешивали в течение 15 мин. Полученный осадок отфильтровывали и доводили pH фильтрата до 4,0-4,5 добавлением уксусной кислоты. После добавления аланина (1,20 г), таурина (0,60 г) и хлорида магния (0,4486 г) тёмный коричнево-чёрный краситель формировался при нагревании до 84°C в течение 2 ч. Краситель анализировали, отбирая 1,0 г генипинового красителя и разбавляя до 30,0 г ДИ водой. Значения L, a и b измеряли на спектрометре Hunter Lab, а кривую поглощения измеряли на UV/VIS спектрометре. Результаты показаны в следующей таблице.
Параметры
Значение
Значение L (Hunter)
24,73
Значение a (Hunter)
0,29
Значение b (Hunter)
0,85
Длина волны (макс, нм.)
542,83
Поглощение (макс.)
0,0170
Длина волны (2-й пик, нм.)
595,06
Поглощение (2-й пик)
0,88795
Пример 7.
0,108 г богатого генипином экстракта, полученного способом согласно примеру 2, диспергировали в 8,6 г 8% раствора этанола в пробирке. Твердые вещества полностью растворялись после нагревания на водяной бане при ~50°C. Затем аликвоты по 1,0 мл вышеуказанного раствора генипина раздельно помещали в пробирки и добавляли 0,012 г L-треонина, 0,014 г L-изолейцина или 0,016 г L-гистидина соответственно. Все пробирки нагревали на водяной бане при 80°C в течение 2 ч. Краситель анализировали, отбирая 0,30 г полученного генипинового красителя и разбавляя в 30,0 г ДИ воды. Значения L, a и b измеряли на спектрометре Hunter Lab, а кривую поглощения измеряли на UV/VIS спектрометре. Результаты показаны в следующей таблице.
Параметры
L-треонин
L-изолейцин
L-гистидин
Разведение (г/мл)
0,50/100
0,30/100
0,10/100
Цвет
Зелёный
Зелёный
Синий
Значение L (Hunter)
79,12
87,41
71,13
Значение a (Hunter)
-5,91
-3,42
-7,82
Значение b (Hunter)
-2,42
-0,77
-17,46
Длина волны (макс, нм.)
596,32
600,12
592,2
Поглощение (макс.)
0,11914
0,06746
0,2537
Пример 8.
0,37г богатого генипином экстракта, полученного способом согласно примеру 2, диспергировали в 34,63 г 10% раствора этанола в лабораторном стакане. Добавляли и растворяли 0,7 г аланина и 1,4 г ксилозы, Образец нагревали при 92°C в течение 1 ч. После охлаждения краситель анализировали, отбирая 1,50 г раствора красителя и разбавляя до 30,0 г в ДИ воде. Наблюдаемый цвет был оранжево-красным в отличие от красного цвета, наблюдаемого при смешивании одного аланина с богатым генипином экстрактом. Значения L, a и b измеряли на спектрометре Hunter Lab, результаты представлены в следующей таблице.
Параметры
L-аланин и ксилоза
Цвет
Оранжево-красный
Значение L (Hunter)
25,12
Значение а (Hunter)
2,48
Значение b (Hunter)
-0,22
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения обогащенного генипином красного красителя из Genipa americana, включающий:
(a) экстракцию растворителем, выбранным из воды, органического растворителя и их комбинации целых плодов Genipa americana или их производных, выбранных из группы, состоящей из плодового сока, плодового пюре, концентрата плодового сока, сухих порошковых форм плодов или сока, не растворимых в воде частей плодов и их смесей, с получением обогащенного генипином экстракта;
(b) гидролиз обогащенного генипином экстракта в течение от 30 мин до 24 ч с получением гидроли-зованного экстракта;
(c) регулирование pH гидролизованного экстракта до примерно 3,5-5,0 с получением подкисленного раствора;
(d) нагревание подкисленного раствора до 65-85°С в течение примерно от 5 до 120 мин с получением коричневого осадка и удаление осадка с получением прозрачного раствора;
(e) регулирование pH прозрачного раствора до примерно 4-4,6;
(f) смешивание раствора, полученного на стадии (e), с одним или более соединением, имеющим первичную аминогруппу в присутствии органической кислоты или ее соли в анаэробных условиях с получением обогащенного генипином красного красителя.
2. Способ по п.1, в котором краситель дополнительно очищают и концентрируют с применением ионообменной колонки и/или мембранного фильтра.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что одно или более соединений, имеющих первичную аминогруппу, представляют собой аминокислоту, выбранную из аланина, аргинина, лизина, глутаминовой кислоты и их смесей.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что органический растворитель выбран из этилацетата, бутил-ацетата, н-бутанола, диэтилового эфира, гексана, 2-бутанона, хлороформа, 1,2-дихлорэтана, бензола, ксилола, метил-трет-бутилового эфира, толуола, четыреххлористого углерода, трихлорэтилена, цикло-гексана, пентана, гептана и их смесей.
2.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
028521
- 1 -
(19)
028521
- 1 -
(19)
028521
- 1 -
(19)
028521
- 4 -
(19)
028521
- 9 -