DE60101509T2

DE60101509T2 - Cla-ester

Info

Publication number: DE60101509T2
Application number: DE60101509T
Authority: DE
Inventors: Scott Sharnbrook Barclay; Krysztof Piotr Rakowski; Victoria Taran
Original assignee: Loders Croklaan BV
Current assignee: Loders Croklaan BV
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: CA2350967C; JP2002060372A; CA2350967A1; ATE256654T1; DE60101509D1; US20020049346A1; US6600060B2

Description

Ester aus CLA (= Reaktionsprodukt aus konjugierter Linolsäure und einem Alkohol) sind bekannt aus z. B. WO 97/18320 oder WO 99/32105. Jedoch sind die in WO 97/18320 offenbarten Ester hauptsächlich die Octylester, und diese Ester haben den Nachteil, dass der Alkoholrest nicht nahrungsmittelgeeignet ist und daher die Verwendung dieser Ester in Nahrungsmitteln ein Problem darstellt. Lt diesem gleichen Dokument werden auch Glycerinester aus CLA-Isomeren offenbart, die sich aus Glycerin und freiem CLA durch Veresterung herstellen lassen. Bei dieser Veresterung ist jedoch die Anreicherung in einem bestimmten CLA-Isomer (im Allgemeinen c9t11-oder t10c12-CLA) gering, oder die Reaktionsrate und oder die Ausbeute für diese Umwandlung sind sehr niedrig. Außerdem sind die so erhaltenen Produkte häufig nicht sehr aktiv hinsichtlich ihrer gewünschten Gesundheitswirkung. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die in WO '105 offenbarten Ester häufig aus einem Alkohol abgeleitet sind, der trotz Nahrungsmitteleignung nicht leicht verfügbar ist oder schwierig aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen ist (z. B. Tocopherolalkohol oder Ascorbylalkohole oder Retinylalkohole).
Wir haben nach einer Lösung für die obigen Probleme geforscht. Bei dieser Untersuchung ergaben sich neue Ester aus CLA-Isomeren, die sich einfach und mit guten Ausbeuten in relativ kurzen Zeiten herstellen lassen, während die erhaltenen Produkte häufig hohe Anreicherungsraten in spezifischen CLA-Isomeren aufwiesen (im Besonderen in c9t11- und/oder t10c12-Isomeren). Außerdem sind die hierfür verwendeten Alkohole nahrungsmittelgeeignet und gut verfügbar und lassen sich einfach aus dem rohen Reaktionsgemisch separieren, das bei der teilweisen Umwandlung des freien CLA mit dem Alkohol entsteht.
Des Weiteren hat sich herausgestellt, dass diese Ester gute Gesundheitseigenschaften und hervorragende Geschmackseigenschaften aufweisen. Im Besonderen wurde der Geschmack der Ester im Vergleich zum Geschmack der freien Säuren verbessert.
Daher betrifft unsere Endung im ersten Fall Ester aus konjugierter Linolsäure (= CLA) und einem Alkohol, wobei der Alkohol ausgewählt ist aus nahrungsmittelgeeigneten Terpenalkoholen oder nahrungsmittelgeeigneten Sesquiterpenalkoholen. Im Besonderen die Verwendung von Alkoholen mit der allgemeinen Formel I (vgl. Formelblatt), wobei:
R1 = H, oder bildet zusammen mit R4 eine C-C-Bindung,
R2 = H oder CH3
R3 = H, CH3 oder OH
R4 = H oder bildet zusammen mit R1, oder mit R6 oder mit R14 eine C-C-Bindung, oder bildet zusammen mit R9 eine -C- Brücke oder bildet zusammen mit R9 einen
Rest
R5 = H oder bildet zusammen mit R13 oder mit R14 eine C-C-Bindung
R6 = H oder bildet zusammen mit R4 eine C-C Bindung
R7 = H, oder OH
R8 = H oder OH oder bildet zusammen mit R10 eine C-C-Bindung
R9 = H, oder bildet zusammen mit R4 eine -C- Brücke oder einen
Rest
R10 = H oder bildet zusammen mit R8 oder mit R12 eine C-C-Bindung
R11 = H, i-Propyl, i-Propenyl, CH3 oder bildet zusammen mit R4 eine -C(CH3)2- Brücke
R12 = H oder bildet zusammen mit R10 eine C-C-Bindung
R13 = H, OH, oder -C(CH3)=C-C(OH)- oder bildet zusammen mit R5 eine C-C-Bindung
R14 = H, oder bildet zusammen mit R4 oder R5 eine C-C-Bindung, führt zu hervorragenden Ergebnissen.
Im Besonderen betrifft die Erfindung Ester, die aus einem nahrungsmittelgeeigneten Alkohol abgeleitet sind, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Menthol, Isopulegol, Methenol, Carveol, Carvomenthenol, Carvomenthol, Isobornylalkohol, Caryophyllenalkohol, Geraniol, Farnesol und Citronellol. Diese Alkohole sind alle nahrungsmittelgeeignet, leicht verfügbar und ergeben hohe Anreicherung in spezifischen CLA-Isomeren, wenn sie mit freiem CLA (im Besonderen mit einem 50:50-Gemisch aus c9t11- und t10c12-CLA) entlang eines enzymatischen Pfads teilweise umgewandelt werden. Außerdem zeigen die Ester gute Aktivität im Hinblick auf entzündungshemmende und antidiabetische oder Insulinbeständigkeitswirkungen und schmecken weitaus besser als das freie CLA, aus dem sie abgeleitet sind.
Die Ester lassen sich leicht in einer Form darstellen, in der die Ester mehr als 80 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 90 Gew.-% und im Speziellen mehr als 95 Gew.-% an c9t11- plus t10c12-CLA-Isomeren umfassen. Abhängig von der angewendeten Umwandlung lassen sich die Ester als Gemisch darstellen, bei dem die c9t11- und t10c12-CLA-Isomere in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 50 vorliegen, oder als Gemisch, bei dem die c9t11 a10c12-Isomere in einem Gewichtsverhältnis von mehr als 70 : 30 vorliegen, im Speziellen mehr als 80 : 20. Die Ester des angereicherten Isomergemischs haben den Vorteil, dass das Gemisch hauptsächlich die spezifischen Gesundheitswirkungen des spezifischen Isomers mit hohem Anteil zeigt, während die anderen spezifischen Gesundheitswirkungen der anderen Isomere kaum bemerkt werden. Dies ermöglicht uns, spezifischer zu dosieren, um eine spezifische Gesundheitswirkung zu erzielen, während auch die Dosierung der CLA-Verbindung geringer sein kann, was von besonderem Vorteil ist, wenn die Ester als Nahrungsmittelergänzung angewendet werden, weil dadurch die Größe der Kapseln begrenzt wird, und je kleiner die Kapseln sind, desto leichter können Sie vom Verbraucher geschluckt werden.
Besonders bevorzugt ist eine Zusammensetzung, umfassend Ester aus CLA und Menthol, wobei mehr als 80 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 90 Gew.-% des CLA-Rests der Ester aus c9t11-CLA bestehen, während weniger als 2 Gew.-% des gesamten CLA-Rests aus anderen CLA-Isomeren als c9t11 und t10c12 bestehen und die Ester weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als
3 Gew.-% freie Fettsäuren enthalten. Das Verabreichen dieser Produkte bedeutet, dass potentielle negative Nebenwirkungen anderer Komponenten vermieden werden können.
Unsere Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung von Estern aus konjugierter Linolsäure (= CLA) und einem nahrungsmittelgeeigneten Alkohol wie oben definiert, wobei freie konjugierte Linolsäure mit dem nahrungsmittelgeeigneten Alkohol unter Anwesenheit von weniger als 1,8 Gew.-% Wasser und einer Lipase zur Reaktion gebracht wird. Bei diesem Verfahren erhält man Ester, die in Nahrungsmittelprodukten verwendet werden können, da beide Komponenten der Produkte nahrungsmittelgeeignet sind.
In dem Fall, dass ein Ester mit einem höheren Anteil eines spezifischen CLA-Isomers gewünscht ist, kann das obige Verfahren zu einem Verfahren angepasst werden, bei dem ein nahrungsmittelgeeigneter Alkohol mit der oben definierten Formel mit einem Gemisch aus freiem CLA mit etwa 50 % von beiden Hauptisomeren (c9t11 und t10c12) zur Reaktion gebracht wird und bei dem die Reaktion ausgeführt wird, indem dieses Gemisch aus c9t11- und t10c12-CLA in Anwesenheit eines Enzyms, das zwischen c9t11- und t10c12-CLA-Isomeren unterscheiden kann, teilweise umgewandelt wird, bei welchem Enzym es sich vorzugsweise um Cand rugosa Lipase handelt, woraufhin in c9t11-CLA-Isomer angereicherte CLA-Ester isoliert werden und freie in t10c12-CLA-Isomer angereicherte Fettester als nicht umgewandelter Reaktionspartner isoliert werden.
Andere Enzyme, die angewendet werden können, sind Lipase D; Lipase QL; Lipase-SL; Mucor miehei Lipase, optional unterstützend solche wie Duolit; Cand antartica Lipase und Lipozym.
Die verschiedenen Produkte lassen sich durch folgende Aufarbeitung des rohen Reaktionsprodukts erhalten:

– zunächst Hinzufügen einer verdünnten Base zum rohen Reaktionsgemisch
– danach Separieren der Wasserphase und der organischen Phase
– gefolgt vom Waschen der organischen Phase und dem Anpassen des pH dieser Phase auf pH 5–7
– und schließlich Entfernen des Wassers aus dieser Phase, vorzugsweise durch Destillation.

Auf diesem Weg erhält man in c9t11-CLA-Isomer angereicherte Ester.
Um ein in t 10c12-Isomer angereichertes freies CLA-Produkt zu erhalten, ist das Verfahren wie folgt:

– die Wasserphase des gemäß dem obigen Verfahren erhaltenen Reaktionsprodukts wird auf einen pH < 3,0 angesäuert, vorzugsweise < 1,5 ,
– woraufhin das erhaltene Gemisch in eine obere Schicht und einen Rest separiert wird und
– die obere Schicht mit Wasser gewaschen und das Wasser davon entfernt wird.

Gemäß einem anderen Aspekt unserer Erfindung betrifft unsere Erfindung auch Nahrungsmittelprodukte, die ein Fett und eine gut schmeckende Gesundheitskomponente umfassen, wobei die Geschmacks- und Gesundheitskomponente ein Ester oder eine Esterzusammensetzung gemäß der Erfindung ist. Die Nahrungsmittelprodukte sind spezifisch ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aufstrichen (10–90 % Fettanteil); Dressings, Mayonnaise, Käse, Eiskrem, Eiskremüberzügen; Süßwarenüberzügen oder -füllungen; Soßen und Kochprodukten. Diese Nahrungsmittelprodukte enthalten geeigneterweise 0,5 bis 20 Gew.-% von unseren neuartigen CLA-Estern oder -Esterzusammensetzung.
Unsere neuartigen Ester lassen sich auch zur Herstellung von Triglyceriden verwenden, die CLA-Reste enthalten. Hierfür kann ein Ester oder eine Esterzusammensetzung gemäß der Erfindung mit Glycerin oder mit einem Pflanzenöl in Anwesenheit einer Base oder einem Enzym umgewandelt werden, wobei im Fall der Umwandlung von Glycerin der freigesetzte Alkoholrest von den Estern der CLA-Ester bei der Umwandlung aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird. Dieses Entfernen von freigesetztem Alkohol kann durch Vakuumdestillation oder durch Molekulardestillation erfolgen.
Gemäß einer letzten Ausführungsform betrifft unsere Erfindung auch die Verwendung unserer CLA-Ester als wohlschmeckenden Gesundheitswirkstoff, in Besonderen aufgrund von entzündungshemmenden oder antidiabetischen oder Insulinbeständigkeitseigenschaften. Beispiele 1) CLA-Mentholester

2,5 g CLA 50:50, 80 % Hauptisomere (cis9, t11, t10, c12)

0,02 g demineralisiertes Wasser

0,4 g Menthol

0,026 g Candida rugosa Lipase

T 38 °C

Reaktionszeit 22 Stunden
2,5 g CLA mit 0,02 g Wasser gut mischen. 0,4 g Menthol hinzufügen und sehr gut für 30 min in einer Schüttelmaschine bei 38 °C und 200 U/min mischen. Dieses Gemisch 0,026 g Candida rugosa Lipase hinzufügen; alles sehr gut mischen. Das Gemisch in die Schüttelmaschine bei 38 °C und 200 U/min geben. Dem Reaktionsgemisch nach 22 Stunden 30 ml Isooctan/Ethanol (1:1) und 33 ml 0,2 N NaOH hinzufügen. Sehr gut mischen. Für 5 min bei 3500 U/min zentrifugieren. Die organische Phase von der wässrigen Phase separieren. Die organische Phase mit 3 × 100 ml demineralisiertem Wasser waschen und das Lösungsmittel verdampfen.
Wässrige Phase zu 50 ml H₂SO₄ (1:10) und 30 ml Isooctan hinzufügen. Die organische Phase entfernen und mit 3 × 100 ml demineralisiertem Wasser waschen. Lösungsmittel verdampfen. Die Analyse der FFA- und Mentholesterfraktionen ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben:
2) CLA-Geraniolester

20 g CLA 50:50

3,64 g Geraniol

0,24 g demineralisiertes Wasser

0,2 g Candida rugosa Lipase

T 38 °C

Reaktionszeit 1 Stunde
Das CLA, Geraniol und Wasser wurden in einem Glasfläschchen gemischt und in einem geschüttelten Wasserbad bei 38 °C inkubiert. Nach 30 Minuten wurde die Lipase hinzugefügt, durch Schütteln vermischt und das Glasfläschchen in das Wasserbad zurückgelegt. Nach 1 Stunde wurde das Reaktionsgemisch mit einem gleichen Volumen von kaltem Hexan verdünnt und durch eine PTFE-Membran von 0,45 μm gefiltert, um das Enzym zu entfernen. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wurden 17 g des verbleibenden Öls in 100 ml Hexan aufgelöst und mit 100 ml demineralisiertem Wasser gemischt, in dem 2,84 g Natriumhydroxid aufgelöst war. Nach kräftigem Schütteln wurden 10 ml Ethylalkohol hinzugefügt, um die Trennung der Schichten zu erleichtern.
Die wässrige Phase wurde entfernt und zu 100 ml einer 20%igen Salzsäurelösung und 100 ml Hexan gegeben und kräftig geschüttelt. Die organische Schicht wurde entfernt und mit 3 × 100 ml demineralisiertem Wasser und 100 ml Salzwasser gewaschen, das Lösungsmittel wurde verdampft, und es verblieben 14 g Öl, umfassend 85 %o FFA. Die organische Phase wurde gewaschen mit 2 × 100 ml heißem alkalischem demineralisiertem Wasser, 100 ml demineralisiertem Wasser und 100 ml Salzwasser. Die trockene organische Phase wurde durch eine Kolonne aus basischem Aluminiumoxid geleitet, um etwaige Spuren von restlichen FFA zu entfernen, das Lösungsmittel wurde verdampft und es verblieben 3 g Öl.
Die zwei Produktfraktionen wurden mit TLC untersucht und die jeweiligen Banden für FFA und Ester entfernt und zur FAME-Analyse aufgearbeitet. 3) CLA-Citronellotester

5 g CLA

1,1 g Citronellol

0,06 g demineralisiertes Wasser

0,1 g Candida rugosa Lipase

T 30 °C

Reaktionszeit 30 Minuten
Das CLA, Citronellol und Wasser wurden in einem Glasfläschchen gemischt und in einem geschüttelten Wasserbad bei 30 °C inkubiert. Nach 30 Minuten wurde die Lipase hinzugefügt, durch Schütteln vermischt und das Glasfläschchen in das Wasserbad zurückgelegt. Nach 30 Minuten wurde das Reaktionsgemisch durch eine PTFE-Membran von 0,45 μm gefiltert, um das Enzym zu entfernen. Die Reaktion hatte 20 % Umwandlung erreicht.
Das Reaktionsgemisch wurde mit TLC analysiert. Die Esterbanden wurden zur FAME-Analyse aufgearbeitet.

Claims

Ester aus konjugierter Linolsäure (= CLA) und einem Alkohol, wobei der Alkohol ein nahrungsmittelgeeigneter Terpenalkohol oder ein nahrungsmittelgeeigneter Sesquiterpenalkohol ist.
Ester aus konjugierter Linolsäure und einem Alkohol gemäß Anspruch 1, wobei der nahrungsmittelgeeignete Terpenalkohol oder der nahrungsmittelgeeignete Sequiterpenalkohol ausgewählt ist aus den Alkoholen mit der allgemeinen Formel I, wobei:
Formel 1 R1 = H, oder bildet zusammen mit R4 eine C-C-Bindung, R2 = H oder CH3 R3 = H, CH3 oder OH R4 = H oder bildet zusammen mit R1, oder mit R6 oder mit R14 eine C-C-Bindung, oder bildet zusammen mit R9 eine -C- Brücke oder bildet zusammen mit R9 einen
Rest R5 = H oder bildet zusammen mit R13 oder mit R14 eine C-C Bindung R6 = H, oder bildet zusammen mit R4 eine C-C-Bindung R7 = H, oder OH R8 = H oder OH oder bildet zusammen mit R10 eine C-C-Bindung R9 = H, oder bildet zusammen mit R4 eine -C- Brücke oder einen
Rest R10 = H oder bildet zusammen mit R8 oder mit R12 eine C-C Bindung R11 = H, i-Propyl, i-Propenyl, CH3 oder bildet zusammen mit R4 ein -C(CH3)2- Brücke R12 = H oder bildet zusammen mit R10 eine C-C-Bindung R13 = H, OH, oder -C(CH3)=C-C(OH)- oder bildet zusammen mit R5 eine C-C-Bindung R14 = H, oder bildet zusammen mit R4 oder R5 eine C-C-Bindung.
Ester gemäß den Ansprüchen 1-2, wobei der nahrungsmittelgeeignete Alkohol ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Menthol, Isopulegol, Methenol, Carveol, Carvomenthenol, Carvomenthol, Isobornylalkohol, Caryophyllenealkohol, Geraniol, Farnesol und Citronellol.
Ester gemäß den Ansprüchen 1–3, wobei der CLA-Rest der Ester mehr als 80 Gew.-% c9t11-plus t10c12-CLA-Isomere umfasst.
Ester gemäß Anspruch 4, wobei die c9t11- und t10c12-CLA-Isomere in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 50 vorliegen.
Ester gemäß Anspruch 4, wobei das c9t11 : t10c12-Isomergewichtsverhältnis in den CLA-Estern größer ist als 70:30.
Zusammensetzung, bestehend aus Estern aus CLA und Menthol, wobei mehr als 80 Gew.-% des CLA-Rests der Ester aus c9t11-CLA besteht, während weniger als 2 Gew.-% des gesamten CLA-Rests aus anderen CLA-Isomeren als c9t11 und t10c12 bestehen und die Ester weniger als 5 Gew.-% freie Fettsäuren enthalten.
Verfahren zur Herstellung von Estern aus konjugierter Linolsäure (=CLA) und einem Alkohol wie in Anspruch 1 definiert, wobei freie konjugierte Linolsäure mit einem nahrungsmittelgeeigneten Alkohol wie in Anspruch 1 definiert in Anwesenheit von weniger als 1,8 Gew.-% Wasser und einer Lipase zur Reaktion gebracht wird.
Verfahren für die Herstellung von Estern aus CLA und einem Alkohol, wobei die erhaltenen Ester in c9t11-CLA angereichert sind und die Reaktion ausgeführt wird, indem ein Gemisch aus c9t11- und t10c12-CLA in einem Gewichtsverhältnis von etwa 50:50 und einem nahrungsmittelgeeigneten Alkohol aus der Gruppe wie in Anspruch 1 definiert in Anwesenheit eines Enzyms, das zwischen c9t11- und t10c12-CLA-Isomeren unterscheiden kann, teilweise umgewandelt wird, woraufhin in c9t11-CLA-Isomer angereicherte CLA-Ester isoliert werden und in t10c12-CLA-Isomer angereicherte freie Fettsäuren als nicht umgewandelter Reaktionspartner isoliert werden.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 9 und 10, wobei das erhaltene rohe Reaktionsgemisch aufgearbeitet wird durch: – Als Erstes Hinzufügen einer verdünnten Base zum rohen Reaktionsgemisch – Separieren der Wasserphase und der organischen Phase – Waschen der organischen Phase und Einstellen des pH dieser Phase auf pH 5–7 – Entfernen des Wassers aus dieser Phase durch Destillation
Verfahren für die Herstellung eines in t10c12-CLA angereicherten freien CLA-Gemischs, wobei: – die Wasserphase des gemäß dem Verfahren von Anspruch 10 erhaltenen Reaktionsprodukts auf einen pH < 3,0 angesäuert wird, vorzugsweise < 1,5 , – woraufhin das erhaltene Gemisch in eine obere Schicht und einen Rest separiert wird und – die obere Schicht mit Wasser gewaschen und das Wasser davon entfernt wird.
Nahrungsmittelprodukte, umfassend ein Fett und eine Gesundheitskomponente, wobei es sich bei der Gesundheitskomponente um einen oder mehrere der Ester gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 oder die Esterzusammensetzung gemäß Anspruch 7 handelt.
Nahrungsmittelprodukte gemäß Anspruch 12, wobei das Nahrungsmittelprodukt ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aufstrichen (10–90 % Fettanteil); Dressings, Mayonnaise, Käse, Eiskrem, Eiskremüberzügen; Süßwarenüberzügen oder -füllungen; Soßen und Kochprodukten.
Nahrungsmittelprodukte gemäß den Ansprüchen 12 und 13, wobei das Nahrungsmittelprodukt bezogen auf das Gesamtprodukt 0,5 bis 20 Gew.-% der Ester aus CLA gemäß den Ansprüchen 1–6 oder der Esterzusammensetzung gemäß Anspruch 7 enthält.
Verfahren für die Herstellung von Triglyceriden, wobei mindestens eine der Fettsäurereste ein konjugierter Linolsäurerest ist, wobei ein Ester gemäß den Ansprüchen 1–6 oder eine Esterzusammensetzung gemäß Anspruch 7 mit Glycerin oder mit einem Pflanzenöl in Anwesenheit einer Base oder eines Enzyms umgewandelt wird, während im Fall der Umwandlung von Glycerin der freigesetzte Alkoholrest von den Estern der CLA-Ester aus dem Reaktionsgemisch bei der Umwandlung entfernt wird.