AT298963B - Verfahren zur Herstellung von antioxydativ wiksamen Substanzgemischen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von antioxydativ wirksamen
Substanzgemischen 
Es ist bekannt, dass man eine unerwünschte Autoxydation autoxydabler Stoffe durch Zusatz an Antioxydantien verhindern oder zumindest verlangsamen kann. Man kennt eine ganze Reihe natürlicher und synthetischer antioxydativ wirksamer Substanzen, wie z. B. die Tocopherole, Gallus-, Ascorbin-, Sorbinsäure und ihre Derivate, Sulfite usw. Diese Substanzen sind aber entweder häufig nicht einfach zu gewinnen oder insbesondere hinsichtlich ihrer Verwendung auf dem Lebensmittelsektor oft nicht unbedenklich. 



   Es wurde nun gefunden, dass man autoxydations-empfindliche Stoffe gegen Wertminderung durch Autoxydation durch Zusatz antioxydativ wirksamer Stoffe schützen kann, wenn man als antioxydativ wirksamen Stoff einen Extrakt aus grünen Kaffeebohnen verwendet. 



   Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von stark antioxydativ wirksamen Substanzgemischen anzugeben. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von antioxydativwirksamen Substanzgemischenist dadurch gekennzeichnet, dass grüne Kaffeebohnen in ganzem oder zerkleinertem Zustand in an sich bekannter Weise einer Koffeinextraktionsbehandlung unterworfen werden, der erhaltene Extrakt nach zumindest teilweiser Entfernung des Lösungsmittels in heissem Wasser aufgenommen, das sich ausscheidende Kaffeewachs und Koffein aus der wässerigen Phase entfernt, die verbleibende Lösung alkalisiert, sodann mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert, die alkalische   wässerige Lösung   angesäuert und mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel ausgezogen und schliesslich aus dem so erhaltenen Lösungsmittelextrakt das Lösungsmittel entfernt wird, wobei als Rückstand das Antioxydantiengemisch verbleibt. 



   Der nach dem Abziehen des Lösungsmittels verbleibende Rückstand ist eine braune Substanz von öliger Konsistenz mit ausserordentlich hoher antioxydativer Wirksamkeit. 



   Bei der Gewinnung der antioxydativ wirksamen Substanz nach der Erfindung geht man von grünen Kaffeebohnen aus, die unzerkleinert oder zerkleinert auf bekannte Weise, z. B. nach der deutschen 
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 wird   vom Lösungsmittel befreit   und in heissem Wasser aufgenommen ; hiebei ist es vorteilhaft, wenn der Extrakt zunächst nicht ganz eingedampft wird und wenn das noch vorhandene Koffeinextraktionslösungsmittel durch einen Wasserdampfstrom entfernt wird. Der sich über dem Extrakt kondensierende Wasserdampf dient dann gleich zur Aufnahme des Koffeinextraktionsrückstandes. 



   Hienach lässt man die heisse wässerige Phase abkühlen (auf etwa Raumtemperatur), wobei sich auf der Oberfläche Kaffeewachs und als Niederschlag Koffein abscheidet, welches z. B. durch Abdekantieren oder über eineAuslassvorrichtung am Boden des Gefässes abgetrennt wird, so dass nur noch einewässerige Lösung und das Kaffeewachs zurückbleiben. 

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   Diese wässerige Lösung wird nun gegebenenfalls unter Veränderung   des Flüssigkeitsvolumens   durch einen basischen Stoff, vorteilhaft durch   NaOH   oder KOH, stark alkalisch gemacht, so dass sich vorzugs- weise ein PH-Wert von 12 bis 14, besonders vorteilhaft 13, einstellt, gegebenenfalls auf zirka 50 bis   700C   erwärmt und zusammen mit dem Kaffeewachs kräftig durchgeschüttelt oder   gerührt,   das Kaffeei wachs wird dann abgetrennt, eventuell nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur. 



   Darauf extrahiert man die wässerig-alkalische Phase mit einem aliphatischen Halogenkohlenwas- 
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 haft mit 5n   HCI   oder H SO oder durch Einleiten von Kohlendioxyd bis zu einem pH-Wert von 6 bis 6,5   angesäuert.   



   Die jetzt saure wässerige Lösung zieht man sodann mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lö- sungsmittel, wie z. B. Essigester,   Chloroform usw., vorzugsweise mit Äther (Diäthyläther, Diisopropyl-   äther) aus, trennt die Lösungsmittelphase ab, trocknet sie wie üblich und zieht das Lösungsmittel ab, worauf ein braunes Öl zurückbleibt. Aus 100 g fein gemahlenen grünen Kaffeebohnen erhält man so etwa 10 mg braunes, antioxydativ wirkendes Öl. 



   Dieses braune Öl stellt nach einigen orientierenden chromatographischen Versuchen keine einheit- liche Substanz, sondern ein Gemisch mehrerer auch kristalliner Stoffe dar. 



   Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass man das nach dem Aufnehmen des aus den grünen Kaffeebohnen erhaltenen Koffeinextraktionsrückstandes in heissem Wasser und dem Abkühlen der heissen wässerigen Phase anfallende Dreiphasengemisch (ausgefallenes Koffein, wässerige
Phase, Kaffeewachs) trennt, die wässerige Phase stark alkalisch macht, so dass sich ein pH-Wert von vorzugsweise 12 bis 14, besonders vorteilhaft 13, einstellt, die Kaffeewachsschicht ebenfalls mit star- ker wässeriger Lauge, vorzugsweise NaOH oder KOH, vom pH-Wert 12 bis 14, besonders vorteilhaft 13, extrahiert und die beiden wässerig-alkalischen Phasen nun getrennt voneinander in der Weise wie für die gemeinsame Aufarbeitung beschrieben, aufarbeitet (Extraktion mit aliphatischen Halogenkohlenwasser- stoffen usw.)

   und erst die beiden vom Lösungsmittel befreiten öligen Endprodukte vereinigt. 



   Durch diese bevorzugte Ausführungsform erhält man ein saubereres Endprodukt. 



   Es gibt auch andere Möglichkeiten der Isolierung eines dem vorstehend beschriebenen stark anti- oxydativen Öl sehr ähnlichen Produktes aus grünen Kaffeebohnen,   z. B.   durch Extraktion der grünen
Kaffeebohnen mit wässerigen Lauge und nachfolgender Flüssig-Flüssig-Extraktion mit einem mit Was- ser nicht mischbaren Lösungsmittel. 



   Im Hinblick auf das Bekannte, nach dem es nicht zu erwarten war, dass man aus rohen grünen
Kaffeebohnen eine derart antioxydativ wirksame Substanz wie die nach der Erfindung, isolieren konnte, da man bisher der Ansicht war, die antioxydativen Eigenschaften (Substanzen) des Kaffees entwickel- 
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 Zusammenfassung), war es ausserordentlich überraschend, dass gemäss dem Verfahren der Erfindung auch aus grünen Kaffeebohnen ein äusserst stark antioxydativ wirksames Gemisch gewonnen werden kann. 



   Das erfindungsgemäss hergestellte Öl ist geruch- und geschmacklos und selbstverständlich auch ungiftig und   unschädlich ;   deshalb eignet es sich für den Einsatz auf dem Lebensmittelsektor ganz besonders ; die als Ausgangsmaterial zur Gewinnung dieses Öles dienenden grünen Kaffeebohnen sind erwiesenermassen unbedenklich in ihrer Geniessbarkeit und bei der Gewinnung des Öles werden keine Bedingungen angewendet, die die Substanzen grundlegend verändern können. 



     Beispiel l :   50 1 der bei der Koffeinextraktion anfallenden wässerigen Phase werden entsprechend dem eingangs erwähnten Verfahren nach Abtrennung des in der Kälte ausfallenden Koffeins mit 115/n NaOH alkalisch gemacht. Restliches Koffein wird durch aufeinanderfolgendes Ausschütteln mit 25,20, 15,15, 10,10 1 Chloroform entfernt. Die wässerig-alkalische Phase wird mit 3,5   1 5/N HC1   angesäuert und die nun saure Lösung mit   35, 25, 15, 15 1 Äther   ausgeschüttelt. Die vereinigten Ätherextrakte werden über Natriumsulfat getrocknet und der Äther abdestilliert. Es verbleiben 140 g eines bräunlichen Öles mit hoher antioxydativer Wirksamkeit. 



   Beispiel   2 : Man rührt 1 kg rohe Kaffeebohnen mit 2 l 0, 5/N Natronlauge 2h bei 70 C, dekan-   tiert die Lösung, wäscht die Bohnen mit frischem Wasser und vereinigt die Lösungen ; dann überschichtet man sie mit zirka 2 l Äther und leitet in die wässerige Phase Kohlendioxyd ein, bis sich ein pH-Wert von etwa 6 eingestellt   hat. Die wässerige Phase wird verworfen, die Ätherphase mit Natriumsulfat ge-   trocknet und zur Trockne eingeengt. Als Rückstand verbleiben zirka   1,     3 g   eines bräunlichen, etwas wachshaltigen Pulvers von ausserordentlich hoher antioxydativer Wirksamkeit, wie die Bestimmung der Peroxydzahl nach Sully in der Ausführungsform der   DGF-Einheitsmethode C   VI (6a) 61 an Schweine- 

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 schmalz ergab. 
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  Menge <SEP> an <SEP> Menge <SEP> an <SEP> Peroxydzahl-Werte
<tb> Substanz <SEP> Antioxyd <SEP> Schmalz <SEP> % <SEP> Antioxyd
<tb> bei <SEP> Beginn <SEP> bei <SEP> 100 C, <SEP> nach
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 5h
<tb> Blindprobe <SEP> 0 <SEP> 10 <SEP> g <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 22
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> g <SEP> 10 <SEP> g <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1
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Das Produkt zeigt mit Tillmanns Reagens (2, 6-Dichlorphenol-indophenol) keine Umsetzung. 



   B ei spi el 3 : Man rührt 2 kg rohe Kaffeebohnen mit 3 1 Wasser und 100 ml 2/N Salzsäure wähtend 2 h bei   95 C,   trennt die wässerige Phase ab, kühlt und extrahiert sie mit 2 1 Diäthyläther. Die Ätherlösung wird auf ein Drittel ihres Volumens eingeengt und dann zweimal mit je 30 ml 2/N Natronlauge ausgeschüttelt ; die wässerige alkalische Phase wird abgekühlt, mit frischem Äther (600 ml) überschichtet und in die wässerige Phase Kohlendioxyd eingeleitet. Sobald ein pH-Wert von 6 bis 6, 5 erreicht ist, unterbricht man die Gaszufuhr, trennt die ätherische Phase ab, trocknet und entfernt das Lösungsmittel ; als Rückstand verbleiben zirka 150 bis 200 mg eines bräunlichen Öls, das sehr gute antioxydative Eigenschaften hat.

   Dies wurde durch die Bestimmung der Peroxydzahl an Schweineschmalz im Vergleich zu zwei bekannten wirksamen Antioxydanüen geprüft. 
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  Menge <SEP> an <SEP> Menge <SEP> an <SEP> Peroxydzahl-Werte
<tb> Substanz <SEP> Antioxyd <SEP> Schmalz <SEP> % <SEP> Antioxyd
<tb> bei <SEP> Beginn <SEP> bei <SEP> 100OC, <SEP> nach
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 5h <SEP> 
<tb> Blindprobe <SEP> 0 <SEP> 10 <SEP> g <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 22 <SEP> 67
<tb> Tocopherol <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> g <SEP> 10 <SEP> g <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 19 <SEP> 25
<tb> Gallussäurepropylester <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> g <SEP> 10 <SEP> g <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 8
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> g <SEP> 10 <SEP> g <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 
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Wie die vorstehende Tabelle zeigt, besitzt das erfindungsgemässe Öl eine antioxydative Wirksamkeit, die noch etwas über jener von Gallussäurepropylester als   wirksamstem untersuchtem Antioxydans   liegt ;

   das erfindungsgemässe Produkt gibt keine Reaktion mit Tillmanns Reagens. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von antioxydativ wirksamen Substanzgemischen,   dadurch ge-   kennzeichnet, dass grüne Kaffeebohnen im ganzem oder zerkleinertem Zustand in an sich bekannter Weise einer   Koffeinextraktionsbehandlung   unterworfen werden, der erhaltene Extrakt nach zumindest teilweise Entfernung des Lösungsmittels in heissem Wasser aufgenommen, das sich   ausschei-   dende Kaffeewachs und Koffein aus der wässerigen Phase entfernt, die verbleibende Lösung alkalisiert, sodann mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert, die alkalische wässerige Lösung angesäuert und mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel ausgezogen und schliesslich aus dem so erhaltenen Lösungsmittelextrakt das Lösungsmittel entfernt wird, wobei als Rückstand das Antioxydantiengemisch verbleibt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässerige Phase mit Mineralsäure ansäuert.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässerige Phase durch Einleiten von Kohlendioxyd ansäuert.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dassmanbiszueinempn-Wert von 6 bis 6, 5 ansäuert. <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 säuerte wässerige Phase mit Diäthyläther extrahiert.

   Druckschriften, die das Patentamt zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik in Betracht gezogen hat : EMI4.2