CN107889501A - 一种用于制备植物生物质水溶性提取物的方法 - Google Patents

一种用于制备植物生物质水溶性提取物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制备基于香蜂草属的植物生物质水溶性提取物的方法，所述提取物在上述酿酒过程中用作亚硫酸盐替代物，所述方法包括以下步骤中的一个或多个步骤：a）采收草本植物，b）干燥在步骤a）中获得的草本植物，c）提取在步骤b）中获得的干燥的草本植物，其中所述提取步骤c）包括至少两个子步骤，第一子步骤包括用水进行第一提取步骤，其中由此获得的水相用作第二子步骤的起始材料，第二子步骤包括有机溶剂提取步骤，其中在第二提取步骤之前酸化水相。

Description

一种用于制备植物生物质水溶性提取物的方法
技术领域
本发明涉及一种制备植物生物质水溶性提取物的方法，还涉及一种低酒精饮料的制备方法，尤其是用葡萄制备葡萄酒，葡萄经过一系列的加工步骤，除其他外，包括预处理，尤其是破碎和碾压，并且可能去掉茎部，发酵，陈化和最后装瓶，可能有短暂的过滤。本发明还涉及此草本植物提取物的应用。
背景技术
用葡萄制备葡萄酒的酿酒工艺是非常古老的工艺，在这过程中用到的葡萄可以去掉葡萄茎。所述葡萄在压榨机中破碎，由此形成的称为葡萄汁的物质，被泵入发酵容器中。在传统工艺中，必须添加亚硫酸盐以防止葡萄汁的氧化。随后，进行第一发酵过程，在这过程中，在酵母的影响下糖转化为酒精。陈化之后，通常除去葡萄酒中的固体成分，在这过程中，葡萄酒可能被转到其他容器。为了获得纯净的葡萄酒，例如，使用蛋白质、明胶和膨润土将葡萄酒纯化。最后，将葡萄酒装瓶，并准备运送给消费者。
食品，如鱼类和肉类是易腐烂的天然产品，尤其这种腐化使得营养介质的保存期限受到限制。因此，营养介质通常储存在低温下，以消除腐化，例如，通常将食品储存在如冰箱等冷藏空间。准备好的新鲜的和吃过的食物通常不需要保存。食品本身不仅含有水，还含有以碳水化合物、蛋白质和脂肪形式存在的营养物质。特别是，如果同时具备足够的氧气和微生物生长的良好条件，食品就会发生腐化。
在实际中使用(人造的)防腐剂，其中被批准用于食品的防腐剂的E编码在200-299的范围内。从长远来看，这种(人造的)防腐剂对人类的不利影响不完全清楚。并且，消费者中存在着在食品中应用天然防腐剂的需求。虽然，在荷兰和欧洲添加亚硫酸盐在法律上是允许的，但有必要减少亚硫酸盐的用量，或者防止其使用。然而，亚硫酸盐的应用不限于上面提到的酿酒工艺，还可用于肉类加工和马铃薯产业。
国际申请WO 2005/087244已知有一种基于植物提取物的抗菌组合物，该组合物用于制备治疗人类微生物感染的药物。
美国申请US 2003/138537涉及一种含天然抗氧化剂，如迷迭香酸和3-(3,4-二羟基苯基)乳酸，的添加剂的制备方法。这些添加剂包括从唇形科属植物材料中获得的水溶性提取物。所述的唇形科属包括圣蓟属、新风轮属、风轮菜属、活血丹属、神香草属、薰衣草属、地笋属、香蜂草属、薄荷属、荆芥属、牛至属、夏枯草属、迷迭香属、鼠尾草属、香薄荷属和百里香属及其他。US 2003/138537已知的方法包括一系列步骤：(a)将植物生物质与热水接触形成水溶性粗提取物；(b)将粗提取物的pH调节到约1.7至3.5之间，形成酸化的植物提取物；(c)在酸化的植物提取物中添加不溶性有机溶剂；(d)将抗氧化组合物提取到有机溶剂中；(e)分离有机溶剂以提供改进过的植物提取物。有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸丁酯、醋酸仲丁酯、乙酸叔丁酯，乙醚，和甲基叔丁基醚。美国申请US 2003/138537中公开的方法还包括：(f)向步骤(e)分离出的提取物添加碱性水溶液，如氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化铵和碳酸钠，碱性水溶液的量足以将水溶性抗氧化剂提取到水相中，提取物的pH在约6.5-7.5之间；(g)将水相加载到反相基质中；以及(h)洗脱水溶性抗氧化剂。最终的提取物中，迷迭香酸的量为约10-50wt.％。
US 4,354,035公开了类似从植物中分离迷迭香酸的过程，包括从芳香薄荷(香蜂草)的植物或者植物的部分开始分离。在本发明中公开的方法包括用20-30倍80℃-100℃的水搅拌30-60分钟提取破碎的植物或部分植物1-3次，酸化提取物使得pH为2-2.5，然后用如二异丙基醚或乙醚的有机溶剂提取酸化的水提取物，通过蒸发分离出有机溶剂，用40℃-80℃的水搅拌残留物20-40分钟，纯化最终的溶液，通过减少溶液的体积和保存溶液在2℃-8℃而分离结晶的迷迭香酸。
KR 2011/0026090涉及一种改善葡萄酒色泽、气味和确保多酚含量高的葡萄酒的酿制方法，本方法包括以下步骤：破碎葡萄；向破碎的葡萄中添加榨汁箔；添加糖调整甜度到20-25白利糖度；在混合物中添加酵母进行第一次发酵；第一次发酵后取汁并且过滤；以及陈化步骤。葡萄酒还包括0.5-10wt.％的迷迭香、薰衣草、时间、柠檬香蜂草或薄荷。
美国专利No.3,082,089涉及一种酒精饮料的制备工艺，其中使用一些抗氧化剂来预防酒精饮料的过度氧化，例如异戊酯、丙酯、丁基羟基茴香醚、丁基苯甲醇和曲酸抗氧化剂。按葡萄酒的重量计算，添加的曲酸的量介于0.0001-0.1％之间，最好介于0.005-0.01％之间。
WO 2009/013757涉及一种用于油炸和烘焙制品中的油包水抗氧化剂组合物，油包水抗氧化剂组合物来自于抗坏血酸、柠檬酸、L-抗坏血酸(维生素C)异抗坏血酸、乳酸、鞣酐、绿原酸、花青素、水溶性抗氧化草本植物或植物提取物中的水溶性抗氧化剂，其中草本植物提取物来自于罗勒属植物、柠檬香蜂草(香蜂草)、薄荷、迷迭香、鼠尾草、香薄荷、马郁兰、牛至、百里香、薰衣草和紫苏提取物。
WO 2014/085946涉及一种含有完全天然物质的50％的浓缩抗氧化天然液体组合物，该天然物质包括欧洲和本土药用植物，如薄荷(胡椒薄荷)、小叶椴树(心叶椴)、香蜂草、甘菊(洋甘菊)、圣约翰草(贯叶连翘)、薰衣草、罗勒属植物(丁香罗勒香草)、罗萨果(玫瑰果)、车前草(卵叶车前草)、卡内罗(林仙)、香草(香荚兰)。
RU 2 405 355涉及一种具有较强抗氧化性能的茶，包含来自芒果叶提取物(芒果)、金银花提取物(蔓生盘叶忍冬)、乳香提取物(香蜂草)、迷迭香提取物(迷迭香)、莲花提取物(莲藕)、马鞭草提取物(马鞭草)、鼠尾草根提取物(洋苏草)、姜手提取物(干姜生姜)、落叶松树皮提取物(落叶松)中的至少一种提取物或者它们的任意组合。
JP 2011-236149涉及一种包含抗氧剂的食品和饮料，所述抗氧化剂包括唇形科属、樟科、桃金娘科和菊科中的至少一种植物，该植物的提取物或者植物提取物的小部分作为活性成分。
JP 2002-020784涉及一种由香蜂草提取物作为活性成分的香料劣变抑制剂。
美国申请US 2003/138532涉及一种食品和饮料防腐剂，用于减少如细菌和孢子的微生物污染物的生长，该防腐剂是基于纤维素纤维和pH至少在7左右的乳化剂的结合。
发明内容
葡萄酒酿制过程是一个自然过程，其中可能是自然存在的各种不需要的成分可以导致葡萄酒最终品质的恶化。因此，在酿酒过程中的一个或多个中间步骤添加添加剂是酿酒师的常规手段，添加剂的作用是确保葡萄酒的品质，包括口味、气味、颜色以及几乎恒定的和可控的保存期限。对于此，添加剂通常是亚硫酸盐，亚硫酸盐自然存在于葡萄中，但是，酿酒师在一个或多个步骤中人工添加亚硫酸盐以达到特定所需的水平。虽然，在荷兰和欧洲添加亚硫酸盐在法律上是允许的，但有必要减少亚硫酸盐的用量，或者防止其使用。
因此，本发明的目的是提供一种低酒精饮料制备中的亚硫酸盐替代物，尤其是葡萄酒的制备，此替代物具有天然来源。
本发明的另一个目的是提供一种葡萄酒中亚硫酸盐的天然替代物，此天然替代物不会对最终酿好的葡萄酒的口味、气味、颜色和储存寿命产生不利影响。
本发明另一个目的是提供一种酿酒工艺中亚硫酸盐的替代物，此替代物具有天然来源，此替代物可以与其他天然成分一起在葡萄酒中加工，不会对葡萄酒，特别是葡萄酒的口味、气味、颜色和储存寿命，产生不利影响。
本发明另一个目的是提供一种可用于葡萄酒酿造工艺中的草本植物提取物，特别是作为亚硫酸盐的替代物，此草本植物提取物除了具有抗氧化作用外还具有抗菌作用。
本发明由此涉及一种制备低酒精饮料的方法，尤其是用葡萄酿制葡萄酒，葡萄经历若干工序，除其他外，包括预处理，特别是破碎和碾压，并可能去除茎部，发酵，陈化和最后装瓶，可能有短暂的过滤，其中在上述步骤中至少一次加入一种草本植物提取物，优选地，由本发明提供的稀释的草本植物提取物，该草本植物提取物包括香蜂草。
本发明人惊奇地发现，在酿酒的过程中使用基于香蜂草的草本植物提取物具有抗氧化的作用。根据酿酒者的需求，可以在一个或多个上述提到的步骤中加入该草本植物提取物，特别是根据本发明获得的稀释的草本植物提取物。因此，可以在破碎和碾压后直接添加该草本植物提取物，也可以在发酵过程中、发酵之前或之后添加该草本植物提取物。并且，也可以只在装瓶之前添加该草本植物提取物。
本发明人发现，基于香蜂草的草本植物提取物有很好的抗氧化作用，所以在酿酒过程中不再需要添加亚硫酸盐。然而，在一些实施例中，由于亚硫酸盐的抗菌性能，亚硫酸盐的存在是有必要的。
本发明人发现，上述草本植物提取物还可以包括一个或多个附加组分，这些组分选自醌类抑制剂和氧化酶抑制剂。如前所述，这些组分特别适用于最好是添加了该草本植物提取物的葡萄酒的红色着色和棕色着色。优选地，这两种抑制剂在厌氧的条件下添加，特别是使用氮气的条件下。这些组分是添加到草本植物提取物本身上，由此获得的草本植物提取物添加到酒精饮料中。
醌类抑制剂优选为维生素C。
氧化酶抑制剂优选为曲酸。
适用的测定曲酸的方法可见Kimura,K.等在日本食品学会期刊，2000，第41卷，第1期，70-73页(Journal of the food hygienic society of Japan 2000vol 41no1pp 70-73)发表的用高效液相色谱法测定各种商业食品中曲酸的方法(Determination of kojicacid in various commercial foods by HPLC)。适用的测定维生素C的方法可见1990年9月17日第000/90号委员会条例(欧洲经济共同体)中欧洲共同体官方期刊，第3.10.90，116-120页的葡萄酒分析测定方法(Community methods for the analysis of wines,pp 116-120,3.10.90Official Journal of the European Communities.)。
本发明人发现：由于曲酸很难溶于水混合液中，所以曲酸最好在搅拌下添加。
在一个特殊实施例中，上述草本植物提取物除了香蜂草外还可以包括一个或多个来自胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根中的一种或多种天然成分。
上述附加组分的添加使得制备的草本植物提取物除了具有抗氧化性能，还具有抗菌性能，在低酒精饮料的酿制过程中需要这两种性能，特别是葡萄酒的酿制，尤其是白葡萄酒的酿制。抗菌性能主要归因于百里香和紫雏菊根，抗氧化性能归因于宽叶百里香和胡椒薄荷，薄荷还具有抗菌作用。但是，本发明人绝不受上述附加植物组分功能和作用的约束。发明人认为本发明的草本植物提取物具有可接受的抗氧化性能。本发明的草本植物提取物的抗氧化性因亚硫酸盐的存在而增加，此亚硫酸盐可能来源于原材料，即葡萄本身，或者通过额外添加的亚硫酸盐。
优选地，香蜂草的总量至少是30wt.％，最好为至少50wt.％，尤其是至少80wt.％，其中更优选地，胡椒薄荷的量为5-40wt.％，宽叶百里香的量为1-20wt.％，百里香的量为1-20wt.％，紫雏菊根的量为1-20wt.％，均以所用草本植物总量的重量计。在上述草本植物的一个特殊实施例中，以所用草本植物总量的重量计，上述一个或多个附加组分的量为0.01-20wt.％。
如前所述，可以在酿酒过程中一个或多个步骤中，尤其是在其中多个不同位置处添加该草本植物提取物。优选草本植物提取物的剂量，可以获得最佳的抗氧化和抗菌效果，鉴于此，在制备过程中，特别是酿酒过程中液体的细菌数最好具有一特定的值，尤其是嗜温好氧菌的数量<1CFU/ml，酵母菌<10CFU/ml，真菌<10CFU/ml，乳酸菌<1CFU/ml。
本发明人观察到：葡萄酒经过超高压、超声波、紫外辐射和脉冲电场中的一个或多个处理步骤，可以进一步增强该草本植物提取物的抗氧化和抗菌效果。葡萄酒可以单独或同时进行上述步骤，例如，可以将已经发酵过的葡萄酒进行超声波处理，从而获得增加的抗氧化效果。但是，应当理解的是，上述操作必须当作是该草本植物提取物的另一个应用，这些操作不可以不添加草本植物提取物。
本发明还涉及一种用于制备基于香蜂草属的植物生物质水溶性提取物的方法，所述提取物在上述酿酒过程中用作亚硫酸盐替代物，所述制备方法包括以下步骤中的一个或多个步骤：
a)采收草本植物，
b)干燥在步骤a)中获得的草本植物，
c)提取在步骤b)中获得的干燥的草本植物，
其中上述提取步骤c)包括至少两个子步骤，第一子步骤包括用水进行的第一提取步骤，其中由此获得的水相用作第二子步骤的起始材料，第二子步骤包括有机溶剂提取步骤，其中在第二提取步骤之前酸化水相。
应当理解的是，草本植物的采收、干燥和提取可以由不同的公司进行。本发明因此涉及草本植物的加工，草本植物采收后被进一步加工。采收的草本植物最好进行干燥步骤，但是在特殊实施例中，还可以省略中间的干燥步骤，随后将采收的草本植物进行提取步骤。
水提取步骤是在一个封闭的系统中进行的，例如，水流被不断地引入草本植物床层，以便将所需的生物分子从固相转移到液相，尤其是，从草本植物床层转移到水相。这种情况下，草本植物床层由不同种类的草本植物混合而成，如前所述，其中，除了香蜂草，在上述步骤C)中使用了来自胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根中的一种或多种组分。
上述水提取步骤之后，由此获得的水相作为第二子步骤的起始材料，第二子步骤包括有机溶剂提取步骤。上述有机溶剂提取获得的有机相进行蒸发步骤，其中，蒸发步骤后获得的馏分与水混合得到草本植物提取物。优选地，丁醇，正丁醇和/或异丁醇作为上述有机溶剂提取步骤中的有机溶剂。
在一优选实施例中，在第二提取步骤中获得的有机相在上述如丁醇，正丁醇和/或异丁醇的有机溶剂提取步骤之后进行蒸发步骤。
上述蒸发步骤后获得的馏分与水混合得到草本植物提取物。与水混合后获得的草本植物提取物最好在0-10℃的温度范围内持续冷藏至少5个小时，冷的草本植物水混合物经过滤后得到草本植物滤液。在一优选实施例中，过滤步骤后获得的草本植物滤液进行另一个蒸发步骤，与水混合后得到的草本植物滤液在在0-10℃的温度范围内持续冷藏至少5个小时，冷的草本植物滤液的水混合物经过滤后得到纯草本植物滤液。
根据另一实施例，以稀释的草本植物提取物的总体积计，通过用水稀释纯草本植物滤液到FRAP值介于100.000-300.000micromol Fe2+/l之间而获得稀释的草本植物提取物，FRAP值根据本申请所述的方法进行测定。
血浆铁还原能力(FRAP，也是铁离子还原抗氧化能力)是一种以Trolox为标准的抗氧化能力分析。该FRAP分析经常用来测量含多酚的食物、饮料和营养补充剂的抗氧化能力。本发明公开了一个用此种方法测定FRAP的实例。
本发明人还发现：在某些实施例中，一种或多种附加组分添加到上述纯草本植物提取物或者稀释的草本植物提取物中可以得到更好的效果，包括添加一种或多种附加组分，这些组分来自醌抑制剂和氧化酶抑制剂，醌抑制剂优选为维生素C，氧化酶抑制剂优选为曲酸。
优选地，稀释的草本植物提取物种添加一种或多种附加组分。
优选地，除去上述过滤步骤中得到的固体产物。
在本方法的一个特殊实施例中，除了香蜂草，在上述步骤C)中使用了来自胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根中的一种或多种组分。这意味着在进行步骤C)之前，也要采收和选择性的干燥这些草本植物。
草本植物最好在非雨天进行采收，由此获得的草本植物最好在采收后尽快干燥。但是，如果不能及早干燥，最好将草本植物置于低于10℃的温度下冷藏。为了增加获得的草本植物的长期贮存寿命，草本植物通过干燥步骤保存，干燥步骤最好用余热，例如来自沼气热电厂的余热。最好是使用带式干燥机进行干燥，通过这种方法，可以获得品质优良且稳定的干燥的草本植物。
因此，最好进行多个提取子步骤，其中用有机溶剂进行液体提取，有机溶剂优选为丁醇，正丁醇和/或异丁醇。在进行此有机溶剂提取之前，最好调节要提取的混合物的pH，pH最好为2。鉴于此，所需的提取时间最好不低于8小时，尤其是16-24小时。一个合适的酸化步骤包括添加磷酸。在某些实施例中，有机溶剂提取后进行过滤步骤，尤其是在蒸发前进行过滤步骤。
一旦液体提取结束，由此获得的浆料最好与水以1-50wt.％的比率混合，提取即包括至少两个提取子步骤，第一子步骤包括用水提取的第一提取步骤，因此获得的水相作为第二子步骤的起始材料，第二子步骤包括有机溶剂提取步骤，其中在第二提取步骤之前，将水相酸化。蒸发步骤结束之后，由此获得的提取的草本植物和其他可能的如前所述组分的水混合物称作草本植物制剂，该草本植物制剂在市场上销售，在制备低酒精饮料的方法中应用。由此获得的草本植物制剂在酿酒过程中作为亚硫酸盐替代物。另一个用途是如下所述的食品工业。
本发明还涉及一种酒精饮料保存方法，在酒精饮料中添加提取物，特别是在酒精饮料尤其是葡萄酒中添加上述稀释的草本植物提取物，以酒精饮料的总重量计，添加的提取物的量为0.001-5wt.％，优选为0.001–2wt.％。
以酒精饮料的总体积计，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的FRAP值最好在1500-3000micromol Fe2+/l范围内。
另外，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的氧化酶抑制剂的量最好在50–250mg/l的范围内，以酒精饮料的总体积计。
另外，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的醌类抑制剂的量最好在50-150mg/l范围内，以酒精饮料的总体积计。
另外，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的亚硫酸盐的量<10mg/l，以液体水介质的总体积计。
但是，应当理解的是，以本酿酒工艺获得的葡萄酒可能包含有微量亚硫酸盐，这些微量的亚硫酸盐是自然存在的。这样的量一般会低于人为添加亚硫酸盐的商业葡萄酒的测定值。
本发明尤其涉及一种基于香蜂草的稀释的草本植物提取物作为酒精饮料中亚硫酸盐替代物的应用，特别是葡萄酒，该稀释的草本植物提取物包括来自于醌类抑制剂和氧化酶抑制剂中的一种或多种组分。
在上述应用中，优选地，稀释的草本植物提取物还可以包括来自胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根中的一种或多种天然组分。
本发明尤其涉及在上述稀释的草本植物提取物中使用一种或多种附加组分在，这些组分来自于醌类抑制剂和氧化酶抑制剂。
根据一优选的应用，稀释的草本植物提取物的FRAP值介于100.000-300.000micromol Fe2+/l之间，FRAP值按照本申请所述方法进行测量，以稀释的草本植物提取物的总体积计。如果FRAP值超过所述上限，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的口感会恶化。如果FRAP值低于所述下限，酒精饮料的抗氧化作用将降至最低。
根据一优选的应用，所述的草本植物提取物的量为每升酒精饮料1ml–20ml，尤其是，每升酒精饮料5ml–15ml。
根据一优选的应用，作为醌抑制剂的维生素C的量为每升酒精饮料50-150mg。如果维生素C的量超过上述上限，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的口感会恶化。如果维生素C的量低于上述下限，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的颜色会退化，即变色。
根据一优选的应用，作为氧化酶抑制剂的曲酸的量为每升酒精饮料50-250mg。如果曲酸的量超过上述上限，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的口感会恶化。如果曲酸的量低于上述下限，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的颜色会退化，即变色。
在一些实施例中，根据上述应用，作为醌抑制剂的维生素C的量最好不超过每升葡萄酒150mg，尤其是1-50mg，优选为10-40mg。在另一实施例中，作为氧化酶抑制剂的曲酸的量最好为每升葡萄酒0.01-100mg，尤其是0.1-60mg。
本发明人发现：根据本方法制备的草本植物提取物具有抗氧化作用，可以用来替代酿酒过程中常用的亚硫酸盐。该草本植物提取物除了具有抗氧化能力外，还具有抗菌作用。并且，该草本植物提取物具有防止褐变和酶失活的特性，尤其是防止漆酶和酪氨酸酶的失活。另外，该草本植物提取物在葡萄酒酿制过程中的应用会使味道略有改善，特别是由于异味(醛类)导致的味道改善。该草本植物提取物的另一个优点是具有低毒性。
本发明也涉及基于香蜂草的稀释的草本植物提取物在食品中作为抗氧化剂的应用，优选地，该草本植物提取物包括来自于醌类抑制剂和氧化酶抑制剂中的一种或多种组分。
食品包括马铃薯、蔬菜、水果、肉类、鱼类、奶酪、奶制品、(软)饮料和由此衍生的食品中的一个或多个。
优选地，基于香蜂草的稀释的草本植物提取物应用于马铃薯加工工艺中。
优选地，基于香蜂草的稀释的草本植物提取物应用于肉类加工工艺中。
该稀释的草本植物提取物还包括来自于胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根中的一种或多种组分。
现在参照表格解释本发明，但本发明不仅限于此类特殊示例。所用的提取物是根据前述方法制备的提取物，所述提取物包含香蜂草。
在进一步的研究中，该草本植物提取物对漆酶活性的抑制作用，尤其是在该草本植物提取物的影响下氧化酶的失活作用，与亚硫酸盐进行了对比研究。研究表明：在该草本植物提取物的影响下，在草本植物提取物为每升葡萄酒0.5ml时，漆酶发生失活现象。
由此可以得出结论：抗氧化草本植物制剂的剂量足以使漆酶全部失活。
表
附图说明
图1是本发明一个实施例的工艺流程图；
图2是有机溶剂提取后得到的水溶性部分的色谱图；
图3是有机溶剂提取后得到的有机相色谱图。
具体实施方式
参照所附的工艺流程图对本发明进行讨论，该工艺流程图涵盖了本发明的一个实施例。
根据图1，采收的草本植物，尤其是香蜂草，如参考编号1所示。根据优选实施例，草本植物经过筛选，去掉如沙子和石头等多余的部分。由此获得的草本植物50在单元2中被干燥机干燥，如带式干燥机。然后，在单元3中，被干燥的草本植物51在室温下用水提取，即第一提取步骤。水提取物52在单元4中被酸化，例如，通过加入磷酸到pH约为1.7至3.5之间，形成酸化的植物提取物53。在单元5，酸化的植物提取物53被过滤，由此而得到的滤液54被送到提取单元6进行有机溶剂的提取步骤，例如正丁醇的有机溶剂。在单元7，来自此有机溶剂提取步骤的有机相55，在约5mbar的真空条件下和不超过40℃的温度下蒸发。蒸发步骤的主要目的是除去大部分单元6所用的有机溶剂。在单元7中的蒸发步骤后获得的浓缩物或浓缩馏分56与液相，即水，在单元8中接触。在单元9中，草本植物提取物的水混合物57在约4-5℃的温度下冷藏至少5个小时。由此而存储的冷的水混合物58在单元10中过滤。草本植物滤液59被送到单元11进行第二蒸发步骤，在单元11中，除去草本植物滤液59中有机溶剂残留部分。在单元11中的蒸发步骤后获得的浓缩馏分60与液相，即水，在单元12中接触。在单元13中，水混合物61在4-5℃的温度下冷藏至少5个小时，冷的水混合物也在单元13中过滤。由此得到的滤液62，即纯草本植物滤液，被送到单元14进行标准化。单元14可以接收不同批次的不同滤液62。在单元14中的标准化包括用水稀释直到达到一个特定的FRAR值。由此得到的稀释的和标准化的流出液63，即稀释的草本植物滤液，与添加剂在单元15中相结合。添加剂的实施例包括选自醌类抑制剂和氧化酶抑制剂的一个或多个附加组分，尤其是，维生素C作为醌类抑制剂和/或曲酸作为氧化酶抑制剂。由此制备的提取物64存储在单元16中，几种等级的提取物65从单元16发送到最终的供应商17。
虽然该工艺流程图仅针对一种特定的草本植物香蜂草进行讨论，但是该工艺流程图也可以包括来自胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根的一个或多个其他天然成分。这些天然成分可以与香蜂草同时加工，也可以与其他加工过的草本植物在单元14中混合。
另外，在一些实施例中，单元15中的添加剂，如一个或多个附加组分，也可以在单元14中的标准化之前添加。这意味着在单元14中的水稀释过程可能发生在添加了添加剂之后。在本发明的另一个实施例中，浓缩物56只经历一次与水混合、冷藏和过滤的步骤。在这样的实施例中，草本植物59被直接送到单元14进行标准化。如上所述，单元14可以接收不同的滤液，例如经过了单元7的第一次蒸发和单元11的第二次蒸发的滤液，以及只经历一次在单元7的单一蒸发步骤的滤液。
如本申请所述，有机溶剂提取步骤优先选用丁醇，正丁醇和/或异丁醇进行提取。本发明人发现使用这些优选的有机溶剂可以提取到广谱抗氧化的组分。如图2所示，从有机溶剂提取后的废弃水的色谱指纹图谱可以看出这一点。在此废弃水部分中，迷迭香酸的含量较高。白葡萄酒的应用试验表明，迷迭香酸纯度高的提取物对葡萄酒的口感有不利影响，并且在葡萄酒的储存过程中不停地棕色变色。
如图3是有机提取步骤后得到的有机相的色谱图，显示出除了迷迭香酸峰外的多个峰。本发明人认为这些其他组分的存在对据本发明获得的草本植物提取物产生了意想不到的抗氧化性能。
现在将详细介绍一个用于测量铁离子还原能力-抗氧化能力(FRAP)的方法的一个例子。
试剂制备：
1、pH为3.6，300mM醋酸缓冲储备液(在4℃下最多储存1个月)
制备100ml:
-称量0.31g醋酸钠(C2H3Na02.3H20)溶解于±50ml的蒸馏水中；
-添加1.6ml的醋酸(C2H402)；
-添加蒸馏水到±75ml；
-测量pH，必要时将pH调节到3.6；
-添加蒸馏水到100ml。
2、10mM 2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)储备液(在4℃下最多储存1个月)
制备10ml:
-称量31mgTPTZ，溶解在±5ml蒸馏水中；
-添加34μI盐酸(质量分数36％，密度为1.18kg/I)
-添加蒸馏水到10ml。
3、20mM六水氯化铁(FeCl3.6H2O)储备液(在4℃下最多储存1个月)
制备10ml
-称量54.1mg六水氯化铁，溶解在±5ml蒸馏水中；
-添加蒸馏水到10ml。
4、制备工作液：FRAP试剂
-将25ml醋酸缓冲液(溶液1)，2.5ml TPTZ试剂(溶液2)和2.5ml FeCl3.6H20(溶液3)混合；
-在开始分析前将上述溶液置于37℃下30min。
制定校准曲线：
-用分析天平称量27.8mg FeS04.7H20，置于100ml的容量瓶中，记录重量，用少量蒸馏水溶解，然后添加蒸馏水至100ml；
-制备1/10,2/10,4/10,6/10,8/10and 10/10的稀释液；
-添加225μI FRAP试剂于96孔板所有需要的孔中；
-添加25μI的标准稀释液到适当的孔中，25μI蒸馏水作为空白，用移液管小心地上下吸取使孔内液体混合；
-设置分光光度计的孵育器温度为37℃，孵育孔板，分别在0,5,10,15和20分钟，测量593nm处的光密度。
样品：
-如果可以的话，在校准曲线的范围内(100-1000μmol/I Fe2+)稀释样品；
-在96孔板的孔内，给每个样品添加225μI 37℃的FRAP试剂；
-添加25μI样品到适当的孔内，25μI蒸馏水作为空白，用移液管小心地上下吸取使孔内液体混合；
-设置分光光度计的孵育器温度为37℃，孵育孔板，分别在0,5,10,15和20分钟，测量593nm处的光密度。
-使用校准曲线重新计算确定FRAP值。

Claims (37)

1.一种用于制备基于香蜂草属的植物生物质的水溶性提取物的方法，所述提取物在酿酒过程中用作亚硫酸盐替代物，所述制备方法包括以下步骤中的一个或多个步骤：
a)采收草本植物，
b)干燥在步骤a)中获得的草本植物，
c)提取在步骤b)中获得的干燥的草本植物，
其中所述提取步骤c)包括至少两个子步骤，第一子步骤包括用水提取的第一提取步骤，其中由此获得的水相用作第二子步骤的初始材料，第二子步骤包括有机溶剂提取步骤，其中在第二提取步骤之前酸化水相。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在第二提取步骤中通过有机提取获得的有机相进行蒸发步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述蒸发步骤后获得的馏分与水混合得到草本植物提取物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：与水混合后得到的草本植物提取物在0-10℃的温度范围内冷藏至少5个小时，其中，冷的草本植物提取物的水混合物经过滤后得到草本植物滤液。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：过滤步骤后得到的草本植物滤液进行另一个蒸发步骤，与水混合后得到的草本植物滤液在0-10℃的温度范围内冷藏至少5个小时，其中冷的草本植物滤液的水混合物经过滤后得到纯草本植物滤液。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：用水稀释纯草本植物滤液，直到FRAP值为100.000-300.000micromol Fe2+/l，得到稀释的草本植物滤液，FRAP值按照本文所述方法进行测定，以稀释后的草本植物提取物的总体积计。
7.根据权利要求5-6任一项所述的方法，其特征在于：还包括添加一种或多种附加组分，所述组分选自醌类抑制剂和氧化酶抑制剂，醌类抑制剂优选为维生素C，氧化酶抑制剂优选为曲酸。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：向稀释的草本植物提取物添加一个或多个所述的附加组分。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，其特征在于：所述的有机溶剂提取步骤中的有机溶剂为丁醇，正丁醇和/或异丁醇。
10.根据权利要求4-9任一项所述的方法，其特征在于：除去在过滤步骤中获得的固体产物。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤C，除了香蜂草，还使用了选自于胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根中的一个或多个组分。
12.一种储存酒精饮料的方法，在所述酒精饮料加入一种提取物，其特征在于：酒精饮料中，尤其是葡萄酒，加入由权利要求6-8任意一项所获得的稀释的草本植物提取物，以酒精饮料总重量计，加入的提取物量为0.001-5wt.％，优选地为0.001–2wt.％。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，添加了草本植物提取物的酒精饮料的FRAP值在1500-3000micromol Fe2+/l范围内，以酒精饮料总体积计。
14.根据权利要求12-13任一项所述的方法，其特征在于，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的氧化酶抑制剂的量介于50–250mg/l之间，以酒精饮料总体积计。
15.根据权利要求12-14任一项所述的方法，其特征在于，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的醌类抑制剂的量介于50-150mg/l之间，以酒精饮料总体积计。
16.根据权利要求12-15任一项所述的方法，其特征在于，添加了稀释的草本植物提取物的酒精饮料的亚硫酸盐的量<10mg/l，以液体水介质计。
17.一种低酒精饮料的制备方法，尤其是用葡萄制成的葡萄酒，葡萄经过一系列步骤，除其他外，包括预处理，特别是破碎和碾压，并且可能去除茎部，发酵，陈化和最后装瓶，可能有短暂的过滤，其特征在于：草本植物提取物在上述步骤中至少一次加入，优选地，稀释的草本植物提取物由权利要求6-8任意一项所获得，所述草本植物提取物包含香蜂草。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述的草本植物提取物还包括一个或多个附加组分，所述附加组分选自于醌类抑制剂和氧化酶抑制剂。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：维生素C作为醌类抑制剂。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：曲酸作为氧化酶抑制剂。
21.根据权利要求17-20任一项所述的方法，其特征在于：所述的草本植物提取物包括选自胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根中的一种或多种天然成分。
22.根据权利要求17-22任一项所述的方法，其特征在于：以所用草本植物的总质量计，所述草本植物提取物中香蜂草的量至少为30wt.％，优选地，至少为50wt.％，尤其是，至少为80wt.％。
23.根据权利要求18-22任一项所述的方法，其特征在于：以所用草本植物的总质量计，所述的一种或多种附加组分的量为0.01-20wt.％。
24.根据权利要求21-23任一项所述的方法，其特征在于：以所用草本植物的总质量计，所述的草本植物提取物中包含的胡椒薄荷的量为5-40wt.％，宽叶百里香的量为1-20wt.％，百里香的量为1-20wt.％，紫雏菊根的量为1-20wt.％。
25.根据权利要求17-24任一项所述的方法，其特征在于：以这样的方式在所述酿酒过程中加入草本植物提取物，所制葡萄酒的细菌数至少符合嗜温好氧菌数<1CFU/ml，酵母菌数<10CFU/ml，真菌数<10CFU/ml，乳酸菌数<1CFU/ml中的一个或多个，尤其是，符合所有上述细菌数值。
26.根据权利要求17-25任一项所述的方法，其特征在于：在所述酿酒过程中，酿制葡萄酒要经历超高压、超声波、紫外辐射和脉冲电场中的一个或多个处理步骤。
27.一种基于香蜂草的稀释的草本植物提取物作为酒精饮料中亚硫酸盐替代物的应用，尤其是葡萄酒，其特征在于：稀释的草本植物提取物含有醌类抑制剂和氧化酶抑制剂中的一种或多种组分。
28.根据权利要求27的应用，其特征在于：所述草本植物提取物还包括来自胡椒薄荷、宽叶百里香、百里香和紫雏菊根中的一种或多种天然组分。
29.根据权利要求27-28任一项所述的应用，其特征在于：稀释的草本植物提取物的FRAP值介于100.000-300.000micromol Fe2+/l之间，FRAP值按照本文所述方法进行测定，以稀释的草本植物提取物的总体积计。
30.根据权利要求27-29任一项所述的应用，其特征在于：所述的草本植物提取物的量为每升酒精饮料1ml–20ml，尤其是，5ml–15ml。
31.根据权利要求27-30任一项所述的应用，其特征在于：作为醌抑制剂的维生素C的量为每升酒精饮料50-150mg。
32.根据权利要求27-31任一项所述的应用，其特征在于：作为氧化酶抑制剂的曲酸的量为每升酒精饮料50-250mg。
33.一种基于香蜂草的稀释的草本植物提取物在食品中作为抗氧化剂的应用。
34.根据权利要求33所述的应用，其特征在于：所述食品来自于马铃薯、蔬菜、水果、肉类、鱼类、奶酪、奶制品、(软)饮料和由此衍生的食品中的一种或多种。
35.根据权利要求33所述的应用，其特征在于：所述基于香蜂草的稀释的草本植物提取物用于马铃薯加工工艺中。
36.根据权利要求33所述的应用，其特征在于：所述基于香蜂草的稀释的草本植物提取物用于肉类加工工艺中。
37.根据权利要求33-36任一项所述的应用，其中所述的稀释的草本植物提取物还包括来自醌抑制剂和氧化酶抑制剂中的一个或多个组分。
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