DE10313077A1

DE10313077A1 - Bioflavonoidpräparate mit hoher antioxidativer Kapazität und hohem antioxidativem Potenzial, Verfahren zur Herstellung und zur Applikation der Präparate

Info

Publication number: DE10313077A1
Application number: DE10313077A
Authority: DE
Inventors: Andreas Plank; Thomas Dr. Bauch; Rüdiger Dülsen
Original assignee: MATEC MAN und TECHNOLOGIEENTWI; MATEC MANAGEMENT und TECHNOLOGIEENTWICKLUNG GmbH
Current assignee: MATEC MAN und TECHNOLOGIEENTWI; MATEC MANAGEMENT und TECHNOLOGIEENTWICKLUNG GmbH
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-11-04

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung von Bioflavonoidpräparaten mit hoher antioxidativer Kapazität und hohem antioxidativem Potential aus pflanzlichen Rohstoffen durch Extraktion und entsprechender Weiterverarbeitung sowie die Applikation dieser Präparate als Nahrungsergänzungsmittel und/oder als Zutat bei der Herstellung von funktionellen Lebensmitteln oder von funktionellen Futtermitteln.

Description

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um Bioflavonoidpräparate aus pflanzlichen Materialien, vorzugsweise aus solchen, welche als Nebenprodukte bei der Lebensmittelherstellung anfallen, deren Herstellung sowie deren Einsatz in funktionellen Lebens- und Futtermitteln bzw. in Nahrungsergänzungsmitteln.

Flavonoide sind im Pflanzenreich weit verbreitete sekundäre Pflanzenstoffe von zumeist gelber Farbe. Der Name der Substanzgruppe leitet sich vom lateinischen Wort flavus, welches gelb bedeutet, ab. Innerhalb der Gruppe der sekundären Pflanzenstoffe werden sie der Untergruppe der Polyphenole zugeordnet. Von ihrer chemischen Struktur her sind es Phenylchromanderivate mit einem Flavangrundgerüst, welches ein dargestelltes 2-Phenyl-chroman ist. Flavonoide mit nachgewiesenen positiven Wirkungen auf den menschlichen Organismus werden als Bioflavonoide bezeichnet. Flavonoide üben folgende Einflüsse auf den menschlichen Körper aus:

– Wirkungen auf das Herz und das Gefäßsystem: Steigerung der peripheren Durchblutung; koronarvasodilatorisch; hämoseptisch; Hemmung der Erythrozytenaggregation; Senkung des Serumcholesterinspiegels (antiarteeriosklerotisch); diuretisch; Senkung des Blutdruckes
– Wirkungen am Ganztier auf andere innere Organe: antihepatotoxisch; choleretisch; antinephrofoxisch; Reduktion von Magengeschwüren
– Beeinflussung patophysiologischer Zustände: spysmolytisch; bronchospasmolytisch (antiasthmatisch); antiallergisch; antiphlogistisch
– Wirkungen auf Zellen: Schützen Zellen vor Strahlenschäden; mutagen; Hemmwirkung auf mutagen und karzinogen wirksame Stoffe; Hemmung der Freisetzung von Mediatoren aus Mastzellen; Hemmung der mittels Concanavalin A stimulierten Lymphozytenpoliferation
– Wirkungen auf Mikroorganismen: bakteriostatisch, fungistatisch, virostatisch
– Hemmwirkungen auf eine Vielzahl von Enzymen, darunter sind Hydrolasen (β-Glucuronidasen), Hyaluronidasen, die alkalische Posphatase, die Arylsulfatase, die H⁺-ATPase der Lyosomenmembran, die Na⁺K⁺-APTase der Plasmamembran. Phosphodiesterase, Lipasen-Lyasen (die DOPA-Decarboxylase), Transferasen (Catechol-O-Methyltransferase) Oxireduktasen (Aldose-Reductase), Hydroxylasen (Arylhydroxylase), Kinasen.

Dies kann durch die genannten pharmazeutischen Produkte erfolgen. Doch dem internationalen Trend folgend gibt es eine große Chance für funktionelle Lebensmittel in diesem Bereich. Am Markt verfügbare funktionelle Lebensmittel werden derzeit hauptsächlich durch Zugabe von speziellen Milchsäurebakterien und Ballaststoffen (Inulin und Oligofructose) hergestellt. Aus dem natürlichen Ursprung der Flavonoide und aus den erwiesenen gesundheitsfördernden Wirkungen ergibt sich die Eignung dieser Stoffgruppe für ihren Einsatz bei der Herstellung von funktionellen Lebensmitteln.

In der Patentliteratur sind zahlreiche Verfahren zur Herstellung flavonoidhaltiger Präparate beschrieben, die allerdings größtenteils auf chemischen Synthesen der Substanzen beruhen. Die hierbei erhaltenen Produkte sind keine Naturprodukte, welche gegenüber derartigen Reinsubstanzen auf Grund synergistischer Effekte zwischen verschiedenen Inhaltsstoffen eine wesentlich höhere gesundheitsfördernde Wirkung besitzen. Neuere Patente beschreiben auch die extraktive Gewinnung bestimmter Substanzen oder Substanzgemischen aus pflanzlichen Ausgangsmaterial, z. B. die Gewinnung von Apigenin aus Kamille ( DE 29 43 167 ) oder die Herstellung eines verschiedene Bioflavonoide enthaltenden Produktes aus den Trestern roter Weintrauben ( DE 197 20 767 ). Neben der Extraktion von Pflanzenteilen wird in der neueren Patentliteratur die Gewinnung von flavoinoidhaltigen Produkten aus pflanzlichen Zellkulturen vorgeschlagen ( DE 36 01 414 ). Der Aspekt der Nutzung von Neben- und Abfallprodukten aus der Lebensmittelindustrie, insbesondere der Fruchtsaftherstellung, findet in den vorhandenen Lösungen keine Beachtung. Hauptsächlich erfolgt die Applikation der Präparate in pharmazeutischen Produkten.

Die Problemstellung bestand in der Entwicklung eines Verfahrens zur Gewinnung und Aufbereitung von Bioflavonoiden zum Erhalt von Lebensmittelzutaten für die Herstellung funktioneller Lebensmittel als komplexe Substanzgemische mit definierten Flavonoidgehalten. Ausgangsprodukte für die Gewinnung von Flavonoidpräparaten sollten pflanzliche Rohstoffe sein, die Verarbeitung von Neben- und Abprodukten, welche bei der Verarbeitung von land- und forstwirtschaftlichen Produkten nach herkömmlichen Mitteln anfallen, war einer Verarbeitung von als Lebensmittel verwendbaren Produkten vorzuziehen. Dies dient auch der Durchsetzung einer konsequenten Kreislaufwirtschaft. Es sollte eine verfahrenstechnische Umsetzung gefunden werden, die auf der Verwendung von Verfahrensprinzipen beruht, die bei der Verarbeitung von Lebensmitteln und in der Biotechnologie üblich sind. An die verwendeten Hilfs- und Zusatzstoffe wird die Forderung gestellt, dass deren Verwendung bei der Herstellung von Lebensmitteln typisch und deren Verzehr problemlos möglich ist, bzw. dass erforderlichenfalls Stoffe, die dieser Forderung nicht entsprechen, vollständig aus den Präparaten entfernt werden müssen. Die Verwendung natürlicher Extrakte, die Stoffgemische darstellen, soll Synergismen hinsichtlich der Funktionalität bewirken, durch den Einsatz in Lebens- und Futtermitteln sollen diese synergistischen Effekte weiterhin verstärkt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bioflavonoidpräparaten sowie die Anwendung der gewonnenen Bioflavonoidpräparaten zur Herstellung von funktionellen Lebens- und Futtermitteln. Als Rohstoffe werden Speisezwiebeln bzw. um Schalen von Speisezwiebeln sowie um Trester der Fruchtsafterzeugung, welche bei der Verarbeitung von Sanddorn, Apfel, Aronia, Holunder und anderem bioflavonoidhaltigen Obst und Gemüse eingesetzt. Es kann einer der genannten Rohstoffe einzeln verwendet werden, die Kombination mehrerer der genannten Rohstoffe ist jedoch auch möglich. Diese Rohstoffe werden einer Extraktion unter Verwendung eines aus einem niederen Alkohol und Wasser bestehenden Extraktionsmittelgemisch unterzogen, welche eine Fest-Flüssig-Extraktion unter kontinuierlichem Rückfluss darstellt, bei welcher das Extraktionsmittel in einem beheizbaren Gefäß zum Sieden erhitzt wird, der aufsteigende Dampf in einem Kühler kondensiert wird und auf das Extraktionsgut läuft, bis das Extraktionsgut nach 5 bis 60 Minuten, vorzugsweise nach 20 bis 40 min vollständig mit Extraktionsmittel überschichtet ist, anschließend der Extrakt vom Extraktionsgut durch Filtration abgetrennt und in das beheizbare Gefäß zurückgeleitet wird, so dass sich die extrahierten Stoffe im beheizbaren Gefäß anreichern, während das Extraktionsmittel erneut verdampft, kondensiert und die zu extrahierenden pflanzlichen Ausgangsstoffe weiter auslaugt, bis der Vorgang nach 90 bis 480 min, vorzugsweise nach 100 bis 150 min abgebrochen wird. Der Masseanteil der Alkoholkomponente beträgt hierbei 10 bis 90 %, vorzugsweise 30 bis 50 %, bei dieser Alkoholkomponente handelt es sich vorzugsweise um Ethanol, ersatzweise um Methanol oder Propanol, wobei der Einsatz der genannten Alkohole einzeln oder in Kombination erfolgen kann. Im Anschlusse an die Extraktion wird das Extraktionsmittelgemisch durch Eindampfen und/oder durch Trocknen zurückgewonnen, dies kann sowohl unter atmosphärischen Druck oder bei einem unter dem atmosphärischen Druck liegenden Druck erfolgen. Der so erhaltene konzentrierte Extrakt kann im Bedarfsfall unter Verwendung bekannter säulenchromatographischer Methoden gereinigt und/oder aus ihm bestimmte Flavonoidverbindungen isoliert werden, das Laufmittel bzw. das Laufmittelgemisch wird anschließend durch Eindampfen und durch Trocknen zurückgewonnen, dies kann sowohl unter atmosphärischem Druck oder bei einem unter dem atmosphärischen Druck liegenden Druck erfolgen. Die so erhaltenen Präparate können direkt als konzentriertes Flüssigprodukt eingesetzt, unter Verwendung bekannter Methoden mikroverkapselt oder dadurch zu Pulver verarbeitet werden, dass der sich beim langsamen Abkühlen des nach der beschriebenen Weise erhaltenen Extraktes bildende Niederschlag durch Filtration von der flüssigen Phase abgetrennt, anschließend mehrfach mit Wasser gewaschen, schonend getrocknet und vermahlen wird. Das so erhaltene Produkt kann entweder als alleinige Komponente oder als Teilkomponente eines Nahrungsergänzungsmittels Anwendung finden oder als Zutat für die Herstellung funktioneller Lebensmittel oder funktioneller Futtermittel verwendet werden.

Die Dosierung der Flavonoidpräparate in den Nahrungsergänzungsmitteln bzw. in den funktionellen Lebens- und Futtermitteln erfolgt so, dass die Nahrungsergänzungsmittel bzw. die funktionellen Lebens- und Futtermittel ein vorab definiertes Maß an antioxidativer Kapazität und an antioxidativem Potential aufweisen. Hierdurch üben sie im menschlichen Körper durch ihre Radikalfängereigenschaften positive gesundheitliche Wirkungen aus.

Claims

Bioflavonoidpräparate mit hoher antioxidativer Kapazität und hohem antioxidativem Potential und Verfahren zu deren Herstellung und Applikation, dadurch gekennzeichnet, dass pflanzliche Rohstoffe, vorzugsweise Neben- und Abprodukte, welche bei der Verarbeitung von land- und forstwirtschaftlichen Produkten nach herkömmlichen Methoden anfallen, einer Extraktion unter Verwendung eines aus einem niederen Alkohol und Wasser bestehenden Extraktionsmittelgemisches unterzogen werden, anschließend das Extraktionsmittelgemisch durch schonendes Eindampfen oder Trocknen oder einer Kombination der beiden Methoden den Extrakten entzogen wird, im Bedarfsfall die hierbei erhaltenen Massen zur Abtrennung unerwünschter Stoffgruppen einer säulenchromatischen Trennung mit nachgeschalteter schonender Entfernung der mobilen Phase unterzogen wird, anschließend entweder der durch Eindampfen und/oder durch Trocknen schonend eingeengte Extrakt oder das durch Eindampfen und/oder durch Trocknen schonend eingeengte, bei der säulenchromatographischen Trennung erhaltene Produkt direkt als Flüssigprodukt verwendet oder mikroverkapselt oder dadurch zu Pulver verarbeitet wird, dass der sich beim langsamen Abkühlen des nach der beschriebenen Weise erhaltenen Produktes bildende Niederschlag durch Filtration von der flüssigen Phase abgetrennt, anschließend mehrfach mit einer Flüssigkeit gewaschen, schonend getrocknet und durch Vermahlen pulversiert wird, und dass letztendlich die so erhaltenen flüssigen oder festen Produkte als alleinige Komponente oder als Teilkomponente eines Nahrungsergänzungsmittels oder einer Zutat für funktionelle Lebens- und Futtermitteln so eingesetzt werden, dass die Nahrungsergänzungsmittel oder die funktionellen Lebens- oder Futtermittel ein vorab definiertes Maß an antioxidativer Kapazität und an antioxidativem Potential aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den pflanzlichen Rohstoffen um Speisezwiebeln und/oder um Schalen von Speisezwiebeln handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Neben- und Abprodukten, welche bei der Verarbeitung von land- und forstwirtschaftlichen Produkten nach herkömmlichen Methoden anfallen, um Trester aus der Fruchtsafterzeugung handelt, welche bei der Verarbeitung von Sanddorn, Apfel, Aronia, Holunder und anderen bioflavonoidhaltigen Obst und Gemüse anfallen, handelt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein pflanzliches Ausgangsmaterial Verwendung findet.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere pflanzliche Ausgangsmaterialien in Kombination verwendet werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Extraktion das Ausgangsmaterial diskontinuierliche oder kontinuierliche Feststoffextraktionen verwendet werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseanteil der Alkoholkomponente in der Mischung 10 bis 90 %, vorzugsweise 30 bis 50 % beträgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als alkoholische Komponente des Extraktionsmittelgemisches Methanol verwendet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als alkoholische Komponente des Extraktionsmittelgemisches Ethanol verwendet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als alkoholische Komponente des Extraktionsmittelgemisches Propanol verwendet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass einer der genannten Alkohole zum Extraktionsmittelgemisch hinzugefügt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus mehreren der genannten Alkohole zum Extraktionsmittelgemisch hinzugefügt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel bzw. das Extraktionsmittelgemisch durch Eindampfen und/oder Trocknen zurückgewonnen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindampfen und Trocknen des Extraktes unter atmosphärischem Druck erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindampfen und Trocknen des Extraktes bei einem unter dem atmosphärischen Druck liegenden Druck erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene Extrakt säulenchromatographisch unter Verwendung bekannter Methoden gereinigt und/oder aus ihm bestimmte Flavonoidverbindungen isoliert werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufmittel bzw. das Laufmittelgemisch durch schonende Methoden zurückgewonnen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückgewinnung des Laufmittels unter atmosphärischem Druck erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückgewinnung des Laufmittels bei einem unter dem atmosphärischen Druck liegenden Druck erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt als konzentriertes Flüssigprodukt eingesetzt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt dadurch zu Pulver weiterverarbeitet wird, dass der sich beim langsamen Abkühlen des nach der beschriebenen Weise erhaltenen Extraktes bildende Niederschlag durch Filtration von der flüssigen Phase abgetrennt, anschließend mehrfach mit einer Flüssigkeit gewaschen, schonend getrocknet und vermahlen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt unter Verwendung bekannter Verfahren mikroverkapselt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene Produkt als alleinige Komponente eines Nahrungsergänzungsmittels eingesetzt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene Produkt als Teilkomponente eines Nahrungsergänzungsmittels eingesetzt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene Produkt als Zutat für die Herstellung funktioneller Lebensmittel verwendet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene Produkt als Zutat für die Herstellung funktioneller Futtermittel verwendet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen flüssigen und/oder pulverförmigen Produkte so in Nahrungsergänzungsmitteln bzw. in funktionellen Lebens oder in Futtermitteln eingesetzt werden, dass diese Nahrungsergänzungsmittel bzw. die funktionellen Lebens- oder Futtermittel ein vorab definiertes Maß an antioxidativer Kapazität und an antioxidativem Potential aufweisen.