CZ303017B6 - Zpusob prípravy cistých beta kyselin chmele - Google Patents
Zpusob prípravy cistých beta kyselin chmele Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303017B6 CZ303017B6 CZ20110216A CZ2011216A CZ303017B6 CZ 303017 B6 CZ303017 B6 CZ 303017B6 CZ 20110216 A CZ20110216 A CZ 20110216A CZ 2011216 A CZ2011216 A CZ 2011216A CZ 303017 B6 CZ303017 B6 CZ 303017B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- hop
- hops
- acids
- parts
- beta
- Prior art date
Links
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 title claims abstract description 86
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 claims description 59
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 28
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 12
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- QRDZSRWEULKVNW-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxy-2-oxo-1h-quinoline-4-carboxylic acid Chemical compound C1=C(O)C=C2C(C(=O)O)=CC(=O)NC2=C1 QRDZSRWEULKVNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 8
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 8
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 8
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 abstract description 7
- PBCJIPOGFJYBJE-UHFFFAOYSA-N acetonitrile;hydrate Chemical compound O.CC#N PBCJIPOGFJYBJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 2
- 241000218228 Humulus Species 0.000 description 75
- 244000025221 Humulus lupulus Species 0.000 description 61
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 4
- VMSLCPKYRPDHLN-UHFFFAOYSA-N (R)-Humulone Chemical compound CC(C)CC(=O)C1=C(O)C(CC=C(C)C)=C(O)C(O)(CC=C(C)C)C1=O VMSLCPKYRPDHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- LSDULPZJLTZEFD-UHFFFAOYSA-N lupulone Chemical compound CC(C)CC(=O)C1=C(O)C(CC=C(C)C)=C(O)C(CC=C(C)C)(CC=C(C)C)C1=O LSDULPZJLTZEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 3
- 238000004262 preparative liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 229940046892 lead acetate Drugs 0.000 description 2
- GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N methanol;hydrate Chemical compound O.OC GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000401 methanolic extract Substances 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- XQMVBICWFFHDNN-UHFFFAOYSA-N 5-amino-4-chloro-2-phenylpyridazin-3-one;(2-ethoxy-3,3-dimethyl-2h-1-benzofuran-5-yl) methanesulfonate Chemical compound O=C1C(Cl)=C(N)C=NN1C1=CC=CC=C1.C1=C(OS(C)(=O)=O)C=C2C(C)(C)C(OCC)OC2=C1 XQMVBICWFFHDNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000186779 Listeria monocytogenes Species 0.000 description 1
- OLHLJBVALXTBSQ-UHFFFAOYSA-N Lupulone Natural products CC(C)CC(=O)C1C(=O)C(CC=C(C)C)C(=O)C(CC=C(C)C)(CC=C(C)C)C1=O OLHLJBVALXTBSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- WPVSVIXDXMNGGN-UHFFFAOYSA-N beta-bitter acid Natural products CC(C)CC(=O)C1=C(O)C(CC=C(C)C)(CC=C(C)C)C(=O)C(CC=C(C)C)=C1O WPVSVIXDXMNGGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 235000019658 bitter taste Nutrition 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- -1 isopentenyl side chain Chemical group 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229930186179 lupulin Natural products 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Zpusob prípravy cistých beta kyselin chmele ze chmele a chmelových výrobku o cistote vyšší než 99 % spocívá ve dvoustupnovém procesu. Prvním krokem je separace alfa kyselin chmele a beta kyselin chmele provádená z toluenového roztoku v alkalickém prostredí. Výsledkem prvního kroku je surový produkt obsahující 75 až 80 hmotn. % beta kyselin chmele, do 3 hmotn. % alfa kyselin chmele, zbytek pripadá na nespecifické mekké pryskyrice. Príprava beta kyselin chmele o cistote vyšší než 99 % se provádí ve druhém kroku rekrystalizací ze smesného rozpouštedla acetonitril-voda pri normální teplote. Podíl acetonitrilu v rozpouštedle je 60 až 80 obj. %.
Description
Způsob přípravy čistých beta kyselin chmele
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy čistých beta kyselin chmele z hlávkového chmele a chmelových výrobků (granulovaného chmele, chmelové extrakty) o čistotě vyšší než 99 %.
Dosavadní stav techniky
Beta kyselina chmele patří spolu s alfa kyselinami chmele ke specifickým složkám chmelových pryskyřic (Obrázek 1). Chmelové pryskyřice jsou z pivovarského hlediska nejdůležitější složky chmele. Jejich transformační produkty, které vznikají při chmelovaru, jsou zdrojem typické hořkosti piva, stabilizují pivní pěnu a díky antiseptickým účinkům zvyšují trvanlivost piva. Beta kyseliny chmele se od alfa kyselin chmele liší přítomností dalšího isopentenylového postranního řetězce na 6. uhlíku aromatického jádra. Vyskytují se ve směsi několika analogů lišících se strukturou radikálu R. Nejvíce jsou zastoupeny kolupulon, lupulon a adlupulon. Beta kyseliny jsou bezbarvé krystalické látky s teplotou tání 89 až 92 °C.
Obrázek 1: Struktura alfa kyselin chmele a beta kyselin chmele
Izolace čistých beta kyselin chmele má své opodstatnění, neboť beta kyseliny chmele vykazují řadu bioaktivních účinků. V pivovarnictví se senzoricky uplatňují zejména jejich rozkladné a transformační produkty (Haseleu, G., Intelmann, D., Hofmann, T.: Food Chemistry, 116, 71 až 81, 2009). Vliv beta kyselin chmele na senzorickou kvalitu piva však není dosud zcela objasněn. Vlastnosti beta kyselin chmele lze nejlépe studovat na čistých preparátech. Významnou vlastností beta kyselin chmele jsou například silné antibakteriální účinky proti mnoha kmenům baktení. Tato vlastnost se průmyslově využívá v ochraně potravin proti bakteriální kontaminaci bakterií typu Lísteria monocytogenes. Beta kyselina chmele se aplikují v koncentracích 6 až 15 ppm ve formě alkalického roztoku (Millis, J,, Schendel, M.: patent US 5 286 506; 1992). Další oblastí využití antiseptických vlastností beta kyselin chmele je cukrovamický průmysl, kde k potlačení bakteriální kontaminace ve výrobním procesu nahradily dosud používaný formaldehyd (Hein, W., Pollach, G.: Zuckerindustrie, 122, Nr. 12 str. 940 až 949, 1997). Aktivita beta kyselin chmele ve formulacích používaných v potravinářství se zvyšuje rozpuštěním aktivní substance v ethanolu či propylenglykolu potravinářské kvality s přídavkem organické kyseliny, draselné soli a antioxidantu (Seman, D., Hirchley, J. A,, Milkowski, A., Bamey, M.: patent GB 2 399 484, 2003).
První práce věnované tématu izolace beta kyselin chmele nej častěji uvádějí jako výchozí substrát lupulin separovaný ze chmelových hlávek. Po extrakci ethylétherem a vysrážením alfa kyselin chmele octanem olovnatým se beta kyseliny chmele izolují z filtrátu po vysrážení humulonátu olovnatého. Filtrát se po naředění methanolem opakovaně extrahuje petro létherem. Petrolétherový roztok lupulonu se ponechá krystalizovat pri teplotě -16 °C (Salač, V.: Doktorská disertační
- i CZ 303017 B6 práce, VÚPS Praha, 1977; Čepička, J.: Kandidátská disertační práce. VŠCHT v Praze, 1970). Nevýhodou je použití toxického octanu olovnatého.
Dalším postupem je kontinuální protiproudé vytřepávání chmelových extraktů v hexanu a metha5 nolu zředěných ve vhodném poměru vodou (Rigby, F. L., Bethune, J. L.: patent CA 619 563; 1961). Chmelové látky jsou separovány na principu odlišných rozdělovačích koeficientů mezi dvěma kapalnými fázemi o různí polaritě. Proces lze provést několikastupňové při různých hodnotách pH. Nevýhodou tohoto postupuje, že je prováděn na složitém zařízení a je velmi zdlouhavý.
Jiný postup izolace beta kyseliny chmele je založen na separaci methanolového extraktu hlávkového chmele na sloupci pryskyřice Dowex 1-X4 a rekrystalizaci beta-frakce v n-hexanu (Mizobuchi, S., Sáto, Y.: Agric. Biol. Chem., 42 (2), str. 399 až 403, 1985). Nevýhodou tohoto postupu je použití methanolového extraktu.
Dostupnost chmelových extraktů na bázi oxidu uhličitého, označovaných též jako chmelové COr-extrakty, značně usnadnila izolační postupy beta kyselin chmele. Oxid uhličitý je velmi selektivní rozpouštědlo chmelových pryskyřic. Složení chmelových CO2-extraktů lze snadno měnit vhodnou volbou procesních podmínek (Grimmett, Ch.: Chemistry and Industry, str. 359 až
362, 1981). Obsah alfa kyselin chmele a beta kyselin chmele ve chmelových CO2-extraktech závisí na množství těchto látek v použitém chmelu. Použijí-li se k extrakci odrůdy s obsahem min. 15 hmotn. % alfa kyselin chmele a 5 až 8 hmotn. % beta kyselin chmele, pak výsledné chmelové CO3-cxtraktv obsahují 45 až 55 hmotn. % alfa kyselin chmele a 25 až 35 hmotn. % beta kyselin chmele. Z důvodu lepší výtěžnosti se při separaci beta kyselin chmele jednoznačně upřednostňují chmelové CO>-extrakty před hlávkovým, případně granulovaným chmelem. Podle patentu (Cowles, J. M., Goldstein, H., Chicoye, E., Ting, P.: patent US 4 590 296; 1986) jsou beta kyseliny chmele separovány od alfa kyselin chmele ze chmelových C O extraktů pomocí vodného roztoku hydroxidu draselného o koncentraci 1 mol/1 a následným probubláváním alkalického roztoku oxidu uhličitým při pH 9,6 až 13,0. Čistota preparátu beta kyselin chmele v podobě slabě nažloutlých krystalů je přibližně 90 %. Nevýhodou je, že tato čistota je pro mikrobiologické aplikace nedostatečná.
Stejný princip dělení alfa kyselin chmele a beta kyselin chmele ve chmelových COr-extraktech v alkalickém prostředí hydroxidu draselného použil i Todd (Todd, P. H.: patent US 4 666 731;
1987; Todd, P. H.: patent US 4 844 939; 1989), který dále pracoval pouze s frakcí alkalického roztoku alfa kyselin chmele (pH=9,5).
Alternativní způsob dělení alfa kyselin chmele a beta kyselin chmele v alkalickém prostředí popsali Verzele a De Keukeleire (Verzele, M., De Keukeleire, D.: Chemistry and Analysis of Hop and Beer Bitter Acids. Elsevier, Amsterdam, str. 201 až 204, 1991. ISBN (3-444-88165-4). Alfa kyseliny chmele ve chmelovém extraktu se selektivně extrahují do vodného roztoku uhličitanu sodného o koncentraci 0,15 mol/l. Zbylý extrakt zbavený převážného podílu alfa kyselin chmele, obsahující převážně beta kyseliny chmele, se následně extrahuje vodným roztokem hydroxidu sodného o koncentraci 1 mol/l. Po okyselení kyselinou chlorovodíkovou na pH = 2,0 se beta kyseliny chmele reextrahují do hexanu. Dočištění surového koncentrátu beta kyselin lze provést rozdělovači chromatografii na silikagelu ve směsi voda-methanol v objemovém poměru voda : methanol = 3 : 1 s použitím iso-oktanu jako mobilní fáze (Verzele, M., Alderweireldt, F., Vandewalle, M.: Bull. Soc. Chim. Belges, 1957, 66, str. 570). Dalšími možnými postupy jsou protiproudé vytřepávání, preparativní kapalinová chromatografie a rekrystalizace. Rekrystalizaci lze provést z iso-oktanu, směsi methanol-voda v objemovém poměru methanol : voda = 90 : 10, čistého methanolu nebo hexanu (Verzele, M., De Keukeleire, D.: Chemistry and Analysis of Hop and Beer Bitter Acids. Elsevier, Amsterdam, str. 201 až 204, 1991. ISBN 0-444-88165^1). Nevýhodou tohoto způsobu dělení je dočištění surového koncentrátu beta kyselin pomocí rozdělovači chromatografie na silikagelu, protiproudé vytřepávání, preparativní kapalinová chromato55 grafie i rekrystalizace z iso-oktanu, směsi methanol-voda, čistého methanolu nebo hexanu.
-2 CZ 303017 B6
Výše uvedené nedostatky alespoň z části odstraňuje způsoby přípravy čistých beta kyselin chmele podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Způsob přípravy čistých beta kyselin chmele spočívá v tom, že se nejprve 20 hmotn. dílů chmelové suroviny rozpustí v 70 až 80 hmotn. dílech toluenu při laboratorní teplotě, pak se vzniklý roztok extrahuje alkalickým uhličitanem o koncentraci 0,1 až 0,2 mol/l po dobu 3 až 10 minut, io pak se spodní, vodná fáze odstraní a k homí, organické fázi se přidá 150 až 250 hmotn. dílů alkalického hydroxidu o koncentraci 0,8 až 1,2 mol/1, pak se provádí extrakce po dobu 1 až 5 minut, pak se homí, organická fáze odstraní a spodní, vodná fáze se okyselí kyselinou, vybranou ze skupiny zahrnující kyselinu chlorovodíkovou a kyselinu sírovou, o koncentraci 5,8 až 6,2 mol/1 na pH = 1,9 až 2,1, pak se přidá 80 až 150 hmotn. dílů n-hexanu, pak se směs extrahuje po dobu 4 až 10 minut, pak se spodní, vodná fáze odstraní a k homí organické fázi se přidá 2 až 5 hmotn. dílů bezvodého síranu sodného, pak se směs protřepe po dobu 2 minut, pak se přefiltruje, pak se filtrát odpaří do sucha při teplotě 35 až 45 °C a surový produkt se nechá stát po dobu minimálně 24 hodin, pak se 4 až 6 hmotn. dílů surového produktu rozpustí v 8 až 12 hmotn. dílech rozpouštědla, kterým je směs acetonitrilu a vody v objemovém poměru acetonitril : voda = 70 až 80 ; 20 až 30 a pak se vzniklé krystaly beta kyselin chmele oddělí od matečného louhu a promyjí se rozpouštědlem.
Způsob přípravy čistých beta kyselin chmele dále spočívá v tom, že chmelovou surovinou je chmelový COr-extrakt.
Způsob přípravy čistých beta kyselin chmele dále spočívá v tom, že se chmelová surovina připraví tak, že se ke 100 hmotn. dílům výchozí suroviny, kterou je alespoň jedna látka vybraná ze skupiny zahrnující mletý hlávkový chmel a granulový chmel, přidá 200 až 300 hmotn. dílů toluenu, pak se provádí extrakce po dobu 0,5 až 3 hodin a pak se z extraktu odstraní pevná fáze.
A konečně způsob přípravy čistých beta kyselin chmele dále spočívá v tom, že se z matečného louhu a rozpouštědla použitého k promývání odpaří acetonitril, pak se směs udržuje při teplotě 3 až 10 °C po dobu 12 až 48 hodin a pak se ztuhlý podíl zbaví vody.
Podstatu vynálezu lze ozřejmit i tak, že příprava čistých beta kyselin chmele se provádí ve dvou krocích. Prvním krokem je převedení alfa a beta kyselin ze chmele nebo chmelových výrobků do roztoku extrakcí v toluenu. Primární separace alfa a beta kyselin se provádí v prostředí alkalických uhličitanů a hydroxidů. Tímto postupem se připraví surový produkt obsahující 75 až 80 hmotn. % beta kyselin chmele, až 3 hmotn. % alfa kyselin chmele a zbytek připadá na nespe40 ctfické měkké pryskyřice.
Na první krok navazuje druhý krok, kterým je rekrystalizace beta kyselin chmele ze směsného rozpouštědla acetonitril-voda s podílem acetonitrilu 60 až 80 obj. % prováděná při laboratorní teplotě. Vzniklý produkt obsahuje více než 99 hmotn. % beta kyseliny chmele.
Nejvhodnější chmelovou surovinou přípravu beta kyselin chmele podle vynálezu je CO2-extrakt. Ten může být z libovolné odrůdy chmele, výhodné jsou odrůdy obsahující velké množství beta kyselin chmele (Agnus, Vital, Magnum). Výchozí surovinou pro přípravu chmelové suroviny může být i hlávkový chmel či granulovaný chmel. V těchto případech se připraví chmelová suro50 vina tak, že k hlávkovému chmelu nebo granulovanému chmelu se přidá toluen, pak se provádí extrakce a pak se z extraktu odstraní pevná fáze. Vzniklý extrakt se použije jako chmelová surovina pro přípravu čistých beta kyselin chmele podle vynálezu.
Způsobem přípravy beta kyselin chmele podle vynálezu lze v relativně krátké době několika dní připravit několik desítek až stovek gramů čistých beta kyselin chmele bez nutnosti použití složi-3CZ 303017 B6 tých aparátu (sloupcová chromatografie) či přístrojů (kapalinový chromatograf). Rekrystalizační postup prováděný ve druhém krokuje z hlediska výtěžnosti a rychlosti mnohem efektivnější než postupy využívající sloupcovou či preparativní kapalinovou chromatografii, případně protiproude vytřepávání. Další velkou výhodou způsobu přípravy beta kyselin chmele podle vynálezu je, zeji snadno zvládne zručný laborant.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
První separační krok:
Naváží se 20 gramů CO2-extraktu o obsahu 27,9 hmotn. % beta kyselin chmele a 46,7 hmotn. % alfa kyselin chmele a pak rozpustí se v 75 ml toluenu s použitím ultrazvukové lázně. Vzniklý roztok se extrahuje třikrát ve 200 ml roztok uhličitanu sodného o koncentraci 0,15 mol/1 intenzivním protřepáváním v dělicí baňce po dobu 5 minut. Spodní, vodní fáze, která obsahuje převážně alfa kyseliny chmele, se odpouští. Po ukončení vytřepávání uhličitanem sodným se k horní, organické fázi přidá 200 ml vodného roztoku hydroxidu sodného o koncentraci 1 mol/1. Vzniklá směs se intenzivně vytřepává po dobu 1 minuty. Po vytřepání se odpustí spodní, vodní fáze, která obsahuje převážně beta kyseliny chmele. Vytřepávání hydroxidem sodným se ještě jednou opakuje. Vodní fáze z obou protřepávání se slijí do lOOOml kádinky. Vodný alkalický roztok beta kyselin chmele se okyselí zředěnou kyselinou chlorovodíkovou o koncentraci 6,0 mol/1 na pH 2,0. Po okyselení se na hladině objeví drobné žlutohnědé kapičky. Celý obsah kádinky se přelije do dělicí baňky, pak se přidá 50 ml n-hexanu, dalšími 50 ml n-hexanu se vymyje obsah kádinky a přidá do též dělicí baňky. Směs v dělicí baňce se intenzivně protrepává po dobu 5 minut. Po oddělení fází se spodní, vodní fáze odpustí a odvrhne. Horní, organická fáze se přelije do kádinky, pak se k ní přidají 3 g bezvodého síranu sodného. Směs v kádince se protrepe a následně přefiltruje přes filtrační papír. Čirá organická fáze se pak zbaví rozpouštědla odpařením do sucha na rotačním vakuovém odpařováku pri teplotě 40 °C. Získané beta kyseliny chmele mají žlutohnědou barvu a medovitou konzistenci, při chladnutí postupně krystalizují. Po zchladnutí na teplotu nižší než + 5 °C a stání po dobu 8 hodin produkt zcela ztuhne. Surový produkt obsahuje 75 až 80 % hmotn. beta kyselin chmele. Reziduální obsah alfa kyselin chmele v surovém produktu není vyšší než 3 hmotn. %. Zbytek připadá na nespecifické měkké pryskyřice. Po odsátí po dobu minimálně 24 hodin je surový produkt, označovaný též jako surový beta-extrakt, připraven ke druhému separačnímu kroku. Výtěžnost prvního separačního kroku je 81 ± 6 %.
Druhý separační krok:
Do lOOml kádinky se naváží 5 gramů tuhého surového produktu z prvního separačního kroku. Přidá se 10 ml směsného rozpouštědla acetonitril-voda v objemovém poměru acetonitril : voda = 70 až 80 : 20 až 30 a směs se rozmíchá v ultrazvukové lázni. Pri rozmíchávání část přítomných beta kyselin chmele okamžitě krystalizuje a sedimentuje na dně kádinky. Krystaly beta kyselin chmele se odfiltrují na papírovém filtru a opakovaným promýváním se zbaví matečného louhu. Tabulka 1 uvádí výtěžnost krystalizovaných beta kyselin chmele v závislosti na poměru rozpouštědel. Pri 10% obsahu vody v acetonitrilu (též ACN) se vyloučí jen velmi malé množství beta kyselin chmele. Se zvyšujícím se podílem vody množství vyloučených beta kyselin chmele narůstá, ale odstraňování matečného louhuje obtížnější a pomalejší. Maximální podíl vody v acetonitrilu, prakticky použitelný k izolaci beta kyselin chmele, je 40 obj. %, nejlépe 20 až 30 obj. %.
-4CZ 303017 B6
Tabulka 1: Výtěžnost krystalizace beta kyselin chmele v závislosti na složení směsi acetonitrilvoda
| Poměr ACN : H?O (% obj.) | Výtěžek (g) | Výtěžnost (%) | Množství rozpouštědla na promytí filtračního koláče (ml) |
| 90: 10 | 0,01 | <1,0 | 16 |
| 80:20 | 0,38 | 10 | 20 |
| 70:30 | 0,63 | 17 | 25 |
| 60:40 | 0,97 | 26 | 35 |
Promyté krystaly čistých beta kyselin chmele mají vzhled bílého prášku. Obsahují více než 99 hmotn. % beta kyselin chmele, obsah alfa kyselin chmele je zanedbatelný (méně než 0,1 hmotn. %). Promyté krystaly beta kyselin chmele se zbaví rozpouštědla odsátím na filtračním papíru. Zbytek rozpouštědel se odstraní umístěním krystalů na 24 hodin do lednice při teplotě ío +4 °C. Poté je možno odebrat vzorek beta kyselin chmele pro kontrolu čistoty metodou kapalinové chromatografie. Izolované čisté beta kyseliny chmele se skladují pod inertní atmosférou v mrazicím boxu při teplotě -18 °C.
Vzhledem k tomu, že část beta kyselin chmele zůstává v matečném louhu, je možno celý izolační 15 postup ještě zlepšit. Matečný louh a veškeré podíly rozpouštědla z promývání filtračního koláče se přelijí do kulovité baňky. Na rotačním vakuovém odpařováku se při teplotě 40 °C odpaří aceton itril. V baňce po odpaření zůstává voda a surový beta extrakt (ochuzený o část beta kyselin chmele). Směs se umístí na 24 hodin do lednice při teplotě + 4 °C. Ztuhlý beta extrakt se zbaví vody odsátím a pak se použije jako chmelová surovina. Tabulka 2 uvádí výsledky chromatogra20 fických analýz obsahu alfa kyselin chmele a beta kyselin chmele v CO?—extraktu, surovém beta extraktu a čistých beta kyselinách chmele.
Tabulka 2: Obsah alfa kyselin chmele a beta kyselin chmele v CO2-extraktu, surovém produktu 25 po 1. kroku a výsledném produktu získaném způsobem přípravy čistých beta kyselin chmele podle vynálezu
| Matrice | Alfa kyseliny chmele (% hmotn.) | Beta kyseliny chmele (% hmotn.) | Kohumulon (% rel.) | Kolupulon (% rel.) | Nespecifické měkké pryskyřice (% hmotn.) |
| CO2-extrakt | 46,7 | 27,9 | 24,6 | 48,3 | 25,4 |
| I. krok | 1,70 | 80,6 | - | 42,3 | 17.7 |
| 11. krok | <0,1 | 99,8 | - | 42,6 | 0,20 |
Příklad 2
První separační krok:
Do skleněné láhve o objemu 1000 ml se naváží 100 gramů mletého hlávkového chmele nebo granulovaného chmele a přelije 250 ml toluenu. Směs se intenzivně třepe po dobu 1 hodiny. Po ukončení extrakce se pevný podíl oddělí od organické fáze filtrací. Toluenová fáze se použije k izolaci beta kyselin chmele stejným způsobem jako při izolaci beta kyselin chmele z CO2extraktů v příkladu 1.
- 5 CZ 303017 B6
Druhý separační krok:
Druhý separační krok založený na krystalizací ze směsného rozpouštědla acetonitrilvoda je identický jako u CCb-extraktů v příkladu 1.
Příklad 3
Způsob přípravy čistých beta kyselin chmele se provádí stejně jako v příkladu 1, pouze místo kyseliny chlorovodíkové se použije kyseliny sírová.
Průmyslová využitelnost
Způsob přípravy čistých beta kyselin chmele je průmyslově využitelný pro přípravu preparátů čistých beta kyselin chmele, které lze použít k provádění základních studií jejich vlivu na senzorickou kvalitu piva. Dále je lze s výhodou použít ke zkoumání strukturálních změn při přirozeném stárnutí chmele za různých podmínek zpracování a skladování a pro stanovení rozpustnosti v různých médiích a za různých podmínek. Jsou též vhodným výchozím materiálem pro výzkum a přípravu anti bakteriálních a antiseptických výrobků.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob přípravy čistých beta kyselin chmele, vyznačující se tím, že se nejprve 20 hmotn. dílů chmelové suroviny rozpustí v 75 hmotn. dílech toluenu při laboratorní teplotě, pak se vzniklý roztok extrahuje alkalickým uhličitanem o koncentraci 0,1 až 0,2 mol/l po dobu 3 až 10 minut, pak se spodní, vodná fáze odstraní a k homí, organické fázi se přidá 150 až 250 hmotn. dílů alkalického hydroxidu o koncentraci 0,8 až 1,2 mol/l, pak se provádí extrakce po dobu 1 až 5 minut, pak se homí, organická fáze odstraní a spodní, vodná fáze se okyselí kyselinou, vybranou ze skupiny zahrnující kyselinu chlorovodíkovou a kyselinu sírovou, o koncentraci 5,8 až 6,2 mol/l na pH = 1,9 až 2,1, pak se ke směsi přidá 80 až 150 hmotn. dílů n-hexanu, pak se směs protřepává po dobu 4 až 10 minut, pak se spodní, vodná fáze oddělí a k homí, organické fázi se přidá 2 až 5 hmotn. dílů bezvodého síranu sodného, pak se směs protřepává po dobu 2 minut, pak se přefiltruje, pak se filtrát odpaří do sucha při teplotě 35 až 45 °C a surový produkt se nechá stát po dobu minimálně 24 hodin, pak se 4 až 6 hmotn. dílů surového produktu rozpustí v 8 až 12 hmotn. dílech rozpouštědla, kterým je směs acetonitrilu a vody v objemovém poměru acetonitril : voda = 70 až 80 : 20 až 30 a pak se vzniklé krystaly beta kyselin chmele oddělí od matečného louhu a promyjí se rozpouštědlem.
- 2. Způsob přípravy podle nároku 1, vyznačující se tím, že chmelovou surovinou je chmelový CO2-cxtrakt.
- 3. Způsob přípravy podle nároku 1, vyznačující se tím, že se chmelová surovina připraví tak, že se ke 100 hmotn. dílům výchozí suroviny, kterou je alespoň jedna látka vybraná ze skupiny zahrnující mletý hlávkový chmel a granulovaný chmel, přidá 200 až 300 hmotn. dílů toluenu, pak se provádí extrakce po dobu 0,5 až 5 hodin a pak se z extraktu odstraní pevná fáze.
- 4. Způsob přípravy podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že se z matečného louhu a rozpouštědla použitého k promývání odpaří acetonitril, pak se směs udržuje při teplotě 3 až 6 °C po dobu 12 až 48 hodin a pak se ztuhlý podíl zbaví vody.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110216A CZ2011216A3 (cs) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Zpusob prípravy cistých beta kyselin chmele |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110216A CZ2011216A3 (cs) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Zpusob prípravy cistých beta kyselin chmele |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ303017B6 true CZ303017B6 (cs) | 2012-02-29 |
| CZ2011216A3 CZ2011216A3 (cs) | 2012-02-29 |
Family
ID=45699721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110216A CZ2011216A3 (cs) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Zpusob prípravy cistých beta kyselin chmele |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2011216A3 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL247884B1 (pl) * | 2022-12-23 | 2025-09-15 | Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Nowych Syntez Chemicznych | Sposób wytwarzania destylatów wzbogaconych w α- i β-kwasy (humulony i lupulony) z surowego ekstraktu chmielowego |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1259140A (cs) * | 1969-06-13 | 1972-01-05 | ||
| US4590296A (en) * | 1984-01-25 | 1986-05-20 | Miller Brewing Company | Process for separation of beta-acids from extract containing alpha-acids and beta-acids |
-
2011
- 2011-04-14 CZ CZ20110216A patent/CZ2011216A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1259140A (cs) * | 1969-06-13 | 1972-01-05 | ||
| US4590296A (en) * | 1984-01-25 | 1986-05-20 | Miller Brewing Company | Process for separation of beta-acids from extract containing alpha-acids and beta-acids |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011216A3 (cs) | 2012-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130079531A1 (en) | Process for the Rapid Extraction of Active Ingredients from Herbal Materials | |
| JP4958335B2 (ja) | 高純度のトランス形キサントフィルエステル濃縮物及びその製造方法 | |
| US10323014B2 (en) | Methods for purification of non-psychoactive isoprenoid compounds from biological extracts | |
| JP2002512256A5 (cs) | ||
| ES2630704T3 (es) | Procedimiento para la producción de cristales de beta-caroteno y licopeno de alta pureza de biomasa fúngica | |
| CN103402956B (zh) | 一种制备叶黄素晶体的方法 | |
| CZ303017B6 (cs) | Zpusob prípravy cistých beta kyselin chmele | |
| US9073889B2 (en) | Process for the manufacture of taxifolin from wood | |
| CZ221193A3 (en) | Purification process of crude clavulanic acid | |
| CA2857368C (en) | Method for extracting anthocyanin derivatives from a plant source | |
| US8765196B2 (en) | Method for separating and purifying Ginkgolide C from root bark of ginkgo | |
| US20210300929A1 (en) | Method for isolation of cytisine | |
| RU2439093C1 (ru) | Способ химической переработки березовой коры с выделением таких продуктов как бетулин и суберин | |
| RU2560633C1 (ru) | Способ получения пищевого концентрата полифенолов винограда | |
| KR20100051663A (ko) | 고체 함량이 감소된 올리브 쥬스 추출물의 제조 방법 | |
| CN101784205A (zh) | 制造蒸馏的橄榄汁提取物的方法 | |
| Bukhari et al. | The supercritical fluid extraction of alkaloids from papaya (Carica papaya L. var. Eksotika) leaves | |
| RU2529836C1 (ru) | Способ получения пищевого концентрата полифенолов винограда | |
| US8993037B2 (en) | Dihydrochalcone purification process | |
| CN111450160B (zh) | 一种从丑柑皮中提取抗氧化活性物质的方法 | |
| RU2436771C1 (ru) | Способ выделения ксантофиллов из растительного сырья | |
| RU2629770C1 (ru) | Способ получения дигидрокверцетина из древесины лиственницы сибирской | |
| US20110295021A1 (en) | Method of crystallizing carnosol | |
| CN107759567A (zh) | 一种埃索美拉唑钠的纯化方法 | |
| UA70000A (en) | A method for the preparation of polyphenol food concentrate of fruits and berries raw stock |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20150414 |