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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zum Extrahieren
von Antioxidanzien und insbesondere ein verbessertes Verfahren zum
Extrahieren von Antioxidanzien aus der Spezies der Labiatae-Familie, insbesondere
Rosmarin (Rosmarinus officinalis) unter Verwendung von Lösungsmittelmischungen
auf der Basis von Tetrafluorethan, das einen flüssigen und einen Ölextrakt
ergibt, der mit einem Speiseöl
zum Zusatz zu Tierfutter oder Lebensmitteln für den Menschen leicht gemischt
werden kann.
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2. Hintergrund des Stands
der Technik
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Der
weltweite Bedarf an natürlichen
Antioxidanzien hat aufgrund Sicherheitsbedenken in Bezug auf künstliche
Nahrungs- und Futterzusätze
und der öffentlichen
Wahrnehmung, dass natürliche
Nahrungs- und Futterergänzungsstoffe
bestimmte gesundheitliche Vorteile bereitstellen, zugenommen. Bei
den wichtigsten natürlichen
Antioxidanzien, die heutzutage kommerziell verwertet werden, handelt
es sich um Tocopherole. Tocopherole weisen ein leistungsstarkes
Vermögen
auf, die Lipidperoxidation durch Einfangen von Peroxidradikalen
in vivo zu hemmen (Burton, G. W. und K. U. Ingold (1989) in Vitamin
E: Biochemistry and Health Implications, herausgegeben von A. T.
Diplock, L. J. Machlin, L. Packer und W. A. Pryor, The New York
Academy of Sciences, New York, S. 7–22). Verschiedene Kräuterextrakte
zur Verwendung als natürliche
Antioxidanzien wurden bisher erforscht. Möglichkeiten schließen die
Extraktion von Rosmarin oder anderen pflanzlichen Quellen ein. Derartige
neue Antioxidanzien können
beim Bekämpfen
der Karzinogenese sowie des Alterungsprozesses eine Rolle spielen
und können
in der Nutraceuticalindustrie (Industrie der medizinischen Lebensmittel) anwendbar
sein.
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Unter
den verschiedenen natürlichen
Extrakten, die auf dem Markt erhältlich
sind, befinden sich Rosmarinextrakte, die beim Verzögern der
Lipidoxidation und beim Schützen
von lebenden Zellen vor schädigender
oxidativer Belastung als äußerst wirksam
beschrieben sind (Chen, Q., H. Shi und C.-T. Ho (1992) „Effects of
rosemary extracts and major constituents an lipid oxidation and
soybean lipoxygenase activity" J.
Am. Oil. Chem. Soc. 69: 999–1002;
Wong, J. W., K. Hashimoto und T. Shibamoto (1995) „Antioxidant
activities of rosemary and sage extracts and vitamin E in a model
meat system" J.
Agrig. Food Chem. 43: 2707–2712). Über diese
Extrakte wurde berichtet, dass sie gegenüber Vitamin E, ein bekanntes
natürliches
Antioxidans und Nahrungsergänzungsmittel,
in vielen Lebensmittelmodellsystemen höherwertig sind (Lolinge, J.
(1983), Natural antioxidants in Allen, J. C. und R. J. Hamilton,
Hrgb., Rancidity in Foods, Elsevier Applied Science, London, Kapitel
6). Allerdings sind auch gegensätzliche
Befunde dokumentiert. Wong et al. (1995) enthüllten, dass Vitamin E in einem
gekochten Rinderhomogenisat wirksamer als Rosmarinextrakt ist. Zudem
zeigte es sich, dass Rosmarinextrakt beim Stabilisieren oder Verzögern der
Oxidation in Sardinenöl
und Fischmuskel ein Synergist von Vitamin E ist (Fang, X. und S.
Wanda (1993) „Enhancing
the antioxidant effect of α-tocopherol
with rosemary extract in inhibiting catalyzed oxidation caused by
Fe2+ and hemoprotein", Food Res. Int. 26: 405–411; Wanda,
S. und X. Fang (1992) „The
synergistic antioxidant effect of rosemary extract and α-tocopherol
in sardine oil model system and frozen-crushed fish meat", J. Food Process.
Preserv 16: 263–274).
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Über die
Extraktion von Rosmarin berichteten viele Autoren, dass polare Lösungsmittel
Extrakte mit höheren
antioxidierenden Aktivitäten
ergeben (Chang, S. S., B. Ostric-Matijaseviv, C.-L. Huang und O.
A.-L. Hsieh (1977) „Natural
antioxidants from rosemary and sage", J. Food Sci. 42: 1102–1106).
Chen et al. (1992) fanden heraus, dass Hexanextrakte von Rosmarin
einen höheren
Gehalt an Carnosinsäure
und Carnosol enthalten als Methanextrakte. Carnosinsäure und
Carnosol sind die wirksamen antioxidierenden Moleküle in Rosmarin.
Es wurde darauf hingedeutet, dass Carnosinsäure und Carnosol über 90%
der antioxidierenden Aktivität
von Rosmarinextrakten ausmachen (Aruoma, O. I., B. Halliwell, R.
Aeschbach und J. Loligers (1992) „Antioxidant and pro-oxidant
properties of active rosemary constituents: carnosol and carnosin
acid", Xenobiotica 22:
257–268).
Antioxidierende Moleküle
im Allgemeinen und Rosmarinantioxidanzien im Besonderen sind von Natur
aus labile Moleküle,
insbesondere, wenn sie Wärme
und/oder Luft ausgesetzt werden. Während der Ernte, dem Trocknen
und der ordnungsgemäßen Lösungsmittelextraktion
von Rosmarin tritt gerne eine gewisse Oxidation auf. Es wird angenommen,
dass durch einen Prozess von chemischen Reaktionen Carnosinsäure, das
natürlich
vorkommende antioxidierende Molekül in Rosmarin, der Vorläufer für carnosol
und vielen anderen darin zu findenden Antioxidanzien ist (Wenkert,
E., A. Fuchs, J. D. McChesney (1965) „Chemical artifacts from the
family labiate",
J. Org. Chem. 30: 2931–2934).
Es kann gezeigt werden, dass die frisch geschnittenen Rosmarinblätter kein
Carnosol enthalten (Aeschbach, R. und L. Philippossian (1993) „Carnosic
acid obtention and uses",
U.S.-Patent Nr. 5,256,700 ).
Carnosinsäure
ist als Antioxidans um etwa das 10-Fache wirksamer als Carnosol (Aruoma
et al., 1992) und daher für
die hohe Aktivität
eines Rosmarinextrakts zum Minimieren der Schädigung von Carnosinsäure wichtig.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
antioxidierende Aktivität
von im Handel erhältlichen
Rosmarinprodukten wurde mit Rosmarinextrakten verglichen, die im
Labor unter Verwendung von verschiedenen Lösungsmitteln zur Extraktion
hergestellt waren. Es wurde herausgefunden, dass die antioxidierende
Aktivität
von kommerziellen Rosmarinprodukten im Vergleich mit gemischten
Tocopherolen im Bereich von 2–5%
liegt. Ein Methanolextrakt wies 10% der Aktivität von gemischten Tocopherolen
auf. Eine Methanolextraktion führt
darüber
hinaus zu einem Trockenpulver, das in bevorzugten Trägern wie
Speiseölen
schwierig zu lösen
ist. Demzufolge wurde eine Zielsetzung ausgewiesen, die spezifische
Aktivität
von Extrakten von Spezies der Rosmarin einschließenden Familie der Lippenblütler durch
Optimieren der Lösungsmittelextraktionsmethodik
zu erhöhen
und alternative Extraktionstechnologien zu testen und die Handhabungseigenschaften
des Extrakts zu verbessern.
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Die
Untersuchung einer alternativen Extraktionstechnologie wies zwei
primäre
Aufgaben auf: Erstens, die spezifische Aktivität der Rosmarinextrakte für eine wirksamere
Formulierung in Sojabohnenöl
oder einem anderen Träger
zu erhöhen,
und zweitens, eine Technologie zu ermitteln, die die Entfernung
der entscheidenden Ölfraktion
aus dem extrahierten Material ohne oxidative Zerstörung der
Carnosinsäure
erlaubt. Eine untersuchte Extraktionstechnik basiert auf Tetrafluorethan.
Tetrafluorethan weist einen Siedepunkt von –27°C auf. Die Technologie macht
sich den Dampfdruck des Lösungsmittels
bei Raumtemperatur zu eigen und erlaubt eine Extraktion unter milden
Bedingungen, weshalb die oxidative Zersetzung von Carnosinsäure während des
Extraktionsverfahrens minimiert wird. Tetrafluorethan ist im Wesentlichen
apolar und wird in den hier beschriebenen Extraktionen von Rosmarin
vorzugsweise mit Aceton gemischt.
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Ein
Verfahren zur Extraktion der Antioxidanzien aus Rosmarin erfüllt vorzugsweise
verschiedene Kriterien. Es sollte wirtschaftlich sein und auch zu
einem Flüssig-
oder Ölextrakt
führen,
das leicht zu einem homogenen Endprodukt auf Sojabohnenölbasis formuliert
werden kann, das weitgehend geruchsfrei ist. Methanol extrahiert
sehr wirksam die Antioxidanzien aus Rosmarin. Allerdings führt es nach
der Formulierung in Sojabohnenöl
zu einem Trockenpulverextrakt und einem minderwertigen flüssigen Endprodukt.
Die hier beschriebene Extraktionstechnologie basiert auf einer Lösungsmittelmischung,
die das Lösungsmittel
Tetrafluorethan (TFE) als Hauptbestandteil enthält. Die optimale Lösungsmittelmischung
auf TFE-Basis zur Extraktion von Antioxidanzien aus Rosmarin wurde
ermittelt, und Extraktionsparameter wurden definiert. Unter zahlreichen
getesteten Lösungsmittelmischungen
erwies sich eine 80/15/5-Mischung in Bezug auf TFE/Methanol/Aceton
als das wirksamste Lösungsmittel,
das zu einem Flüssigextrakt
mit bis zu 35% der Wirksamkeit von Tocopherol und einer Antioxidansausbeute
von etwa 60% der Rosmarinantioxidanzien führt.
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Die
Vorteile von TFE zeigen, dass es nicht entflammbar ist, einen niedrigen
Siedepunkt aufweist, umweltfreundlich ist (sehr geringe Toxizität) und leicht
zu handhaben ist. Es wurde heraus gefunden, dass TFE bei Umgebungstemperatur
oder unterhalb von Umgebungstemperaturen den Hauptteil der Wachse
und von anderen Materialien, die normalerweise mit herkömmlichen
Lösungsmitteln
extrahiert werden, zurücklässt (Wilde,
P. F., 1994, Fragrance Extraktion,
Europäische
Patentschrift Nr. 0616821 A1 ). Ein anderer Vorteil bei der
Verwendung von TFE liegt darin, dass aufgrund seines niedrigen Siedepunkts
keine Destillation eingesetzt werden muss.
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Ein
Zweck der Erfindung ist es, eine Lösungsmittelmischung und Extraktionsparameter
zur Extraktion von Antioxidanzien aus Rosmarin zu ermitteln, während eine
hohe spezifische Aktivität
erzielt wird und hohe Extraktionsausbeuten gewonnen werden.
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Ein
anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Extrahieren von Antioxidanzien aus Rosmarin bereitzustellen, durch
welches ein flüssiges Ölextrakt
erhalten wird, das mit einem flüssigen Produkt
wie Sojabohnenöl
zur Einbringung in Tierfutter und Lebensmittel für den Menschen leicht gemischt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Grafik der antioxidierenden Wirksamkeit einer Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren
extrahierten Rosmarinproben.
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2 ist
eine Grafik der antioxidierenden Wirksamkeit einer Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren
extrahierten Rosmarinproben.
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3 ist
eine Grafik der antioxidierenden Wirksamkeit einer Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren
extrahierten Rosmarinproben.
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4 ist
eine Grafik der antioxidierenden Wirksamkeit einer Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren
extrahierten Rosmarinproben.
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5 ist
eine Grafik der antioxidierenden Wirksamkeit einer Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren
extrahierten Rosmarinproben.
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6 ist
eine Grafik der antioxidierenden Wirksamkeit einer Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren
extrahierten Rosmarinproben.
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7 ist
eine Grafik der antioxidierenden Wirksamkeit einer Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren
extrahierten Rosmarinproben.
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8 ist
eine Grafik der antioxidierenden Wirksamkeit einer Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren
extrahierten Rosmarinproben.
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9 ist
ein schematisches Diagramm eines Extraktionsverfahrens der vorliegenden
Erfindung.
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10 ist
ein schematisches Diagramm eines Extraktionsverfahrens der vorliegenden
Erfindung.
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11 ist
ein schematisches Diagramm eines Extraktionsverfahrens der vorliegenden
Erfindung.
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12 ist
ein schematisches Diagramm eines Extraktionsverfahrens der vorliegenden
Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
Erfindung ermittelt Verfahren zum Extrahieren von Rosmarin mit verschiedenen
Lösungsmitteln auf
TFE-Basis und definiert bevorzugte Extraktionsbedingungen. Insgesamt
17 verschiedene Lösungsmittelmischungen,
einzeln und kombiniert, wurden verwendet. Wenngleich die spezifischen
organischen Lösungsmittel
Aceton und Methanol in den in Daten dargebotenen Mischungen verwendet wurden,
könnten
im Umfang dieser Erfindung andere organische Lösungsmittel, einschließlich, aber
nicht beschränkt
auf Aceton, Ethanol, Ethylenchlorid, Isopropanol, Methanol, Methylenchlorid
und Propylenglycol, eingesetzt werden. Die Daten stellen die Ergebnisse
der Analyse von aus der Arp-Sorte hergestellten Rosmarinextrakten
in Bezug auf die Extraktionsausbeute (%) und die prozentuale Wirksamkeit
im Vergleich mit 100% gemischten Tocopherolen bei gleichen Anwendungen
von 500 ppm, getestet in Hühnerfett,
und die Rosmarinextrakt/Tocopherol-Äquivalenz dar.
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Sämtliche
Proben wurden mit einem Behandlungsspiegel von 500 ppm in unbehandeltem
Hühnerfett getestet.
Diese Proben wurden dann in eine Sauerstoffbombe gegeben, die mit
Sauerstoff auf 344,73785 kPa (50 psi) unter Druck gesetzt wurde,
diese wurde in Siliconöl
mit 100°C
gegeben, und man ließ die
Oxidation verlaufen. Sämtliche
Proben wurden mit der Induktionszeit von Fett verglichen, das mit
250 ppm 100% gemischten Tocopherolen bei einem berechneten gleichen
Konzentrationsspiegel von 500 ppm behandelt wurde.
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In
den Datentabellen sind die Probennummer, das verwendete Lösungsmittel,
die prozentuale Ausbeute, die prozentuale Wirksamkeit von Tocopherolen
und die Äquivalenz
von Rosmarinextrakt in Bezug auf Gramm Tocopherole angegeben. Die
prozentuale Ausbeute wurde durch Dividieren der Ausbeute von Rosmarinextrakt
durch die anfängliche
Masse von Rosmarin und Multiplikation mit 100% berechnet. Die prozentuale Wirksamkeit
gegenüber
Tocopherolen wurde wie folgt berechnet.
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Tocopheroläquivalenteinheiten
(g) wurden unter Verwendung der Annahme verwendet, dass 1,0 kg Rosmarin
gemäß den einzelnen
Verfahren extrahiert wurde, und die prozentuale Ausbeute und die
prozentuale Wirksamkeit sind vom klein angelegten bis zum groß angelegten
Extraktionsverfahren äquivalent: 1000 g Rosmarin × (% Ausbeute/100%) × (5 Wirksamkeit/100%)
= Tocopheroläquivalent
(g)
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Das
als Testmatrix verwendete Geflügelfett
wurde von Tyson zur Verfügung
gestellt. Die verschiedenen Neuerwerbungen von Rosmarin wurden von
Chart Co., Papa Geno's
Herb Garden und vom Botanischen Garten in North Carolina erhalten.
Sämtliche
Lösungsmittel
wurden von Fisher Scientific Co. erworben. Die Apparatur, mit welcher
die TFE/organischen Versuche durchgeführt wurden, wurde von Advanced
Phytonics Facility in Crowfold Grange, U. K. erworben. Sämtliche
in diesen Versuchen verwendeten Rosmarinblätter stammten, wenn nicht anders
angegeben, von der Arp-Sorte.
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VERFAHREN 1
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Wirkung von Lösungsmittelmischungen auf die
Wirksamkeit
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Für die Proben
1–17 und
26 wurden 2,0 g getrocknete, zerriebene Rosmarinblätter in
einen geschlossenen Glasfläschchenextraktor
eingebracht. Die Probe wurde dann für eine Dauer von zwei Stunden
mit 20 g Tetrafluorethan (TFE) oder einem TFE/Lösungsmittel-Gemisch extrahiert.
Zu diesem Zeitpunkt wurde das Filtrat quantitativ in ein Glassammelfläschchen überführt. Der
Rosmarin wurde dann für
eine Dauer von 5 Minuten mit 10,0 g der Extraktionslösung gewaschen.
Dieser flüssige
Anteil wurde dann dem ersten gesammelten Filtrat zugesetzt. Der
Rosma rin wurde ein zweites Mal mit 10,0 g der Extraktionslösung gewaschen,
und dies wurde ebenfalls dem Sammelfläschchen zugesetzt. Nachdem
sämtliche
Filtratlösungen
vereinigt waren, wurde der Druck im Fläschchen langsam verringert.
Nachdem sämtliches
TFE verdampft war, wurde die andere organische Lösung unter einem Strom aus
Stickstoffgas unter mäßigem Erwähnen entfernt.
Das Extraktionsverfahren ist schematisch in 9 veranschaulicht.
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Der
Zweck dieser Versuchsreihe (
1, Proben
1–7) war
es, das Leistungsverhalten von verschiedenen TFE/Aceton-Mischungen
für die
Extraktion von Antioxidanzien aus Rosmarin zu testen. Allein verwendet, führt TFE
zu einer schlechten Ausbeute mit geringer Wirksamkeit. Aceton wurde
dem TFE in kleinen Mengen, anfänglich
mit einer Konzentration von 5%, zugesetzt. Die Wirksamkeit der Extrakte
nahm drastisch zu, bis auf das 6-Fache, als Probe Nummer 2 (95%
TFE/5% Aceton) mit der Wirksamkeit der Probe Nummer 1 (199% TFE)
verglichen wurde. Als die Konzentration des Acetons erhöht wurde,
nahmen die Ausbeuten stetig zu, während die spezifische Wirksamkeit
nach einer anfänglichen
steilen Zunahme im Wesentlichen gleich blieb. Es scheint, dass die
Mischung mit zunehmenden Acetonkonzentrationen antioxidierende Bestandteile
sowie nicht-antioxidierende
Bestandteile gleich gut extrahiert. Die Ausbeutedaten sind in Tabelle
1 dargestellt, und die antioxidierende Wirksamkeit ist in
1 veranschaulicht. TABELLE 1
| Nr. | Lösungsmittel | %
Ausbeute | %
Wirksamkeit gegenüber
Tocopherolen | Tocopheroläquivalenteinheiten
(g) |
| 1 | 100%
TFE | 0,95 | 5,84 | 0,555 |
| 2 | 95%
TFE/5% Aceton | 3,27 | 35,71 | 11,7 |
| 3 | 90%
TFE/10% Aceton | 5,06 | 37,01 | 18,7 |
| 4 | 85%
TFE/15% Aceton | 6,50 | 35,71 | 23,21 |
| 5 | 80%
TFE/20% Aceton | 6,11 | 34,41 | 21,0 |
| 6 | 75%
TFE/25% Aceton | 6,54 | 34,41 | 22,5 |
| 7 | 70%
TFE/30% Aceton | 7,49 | 27,92 | 20,9 |
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Die
folgenden Extrakte liegen nicht im Umfang der vorliegenden Erfindung:
Der
Zweck des nächsten
Versuchssatzes (
2, Proben 1, 8–13) war
es, die Wirkung des Variierens der Konzentration von Hexan in gemisch
mit TFE zu testen. Im Allgemeinen wies die Wirkung von TFE zugesetztem Hexan
im Vergleich mit den Acetonergebnissen eine weniger ausgeprägte Wirkung
auf das Leistungsverhalten auf. Allerdings war Hexan, so, wie es
mit dem Aceton beobachtet wurde, ebenfalls in der Lage, die Wirksamkeit der
Extrakte im Vergleich mit Probe Nummer 1 (100% TFE) um das 5-Fache
zu verbessern. Die Ausbeutedaten sind in Tabelle 2 dargestellt,
und die antioxidierende Wirksamkeit ist in
2 veranschaulicht. TABELLE 2
| Nr. | Lösungsmittel | %
Ausbeute | %
Wirksamkeit gegenüber
Tocopherolen | Tocopheroläquivalenteinheiten
(g) |
| 1 | 100%
TFE | 0,95 | 5,84 | 0,555 |
| 8 | 95%
TFE/5% Hexan | 1,90 | 24,02 | 4,6 |
| 9 | 90%
TFE/10% Hexan | 2,79 | 24,02 | 6,7 |
| 10 | 85%
TFE/15% Hexan | 4,85 | 24,02 | 11,6 |
| 11 | 80%
TFE/20% Hexan | 5,69 | 24,02 | 13,7 |
| 12 | 75%
TFE/25% Hexan | 5,46 | 26,62 | 14,53 |
| 13 | 70%
TFE/30% Hexan | 6,40 | 26,62 | 17,0 |
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Die 3 und 4 (Proben
2–13)
vergleichen die beiden verschiedenen Gruppen von Lösungsmittelsystemen
in Bezug auf die Ausbeuten und die spezifische Aktivität. Eine
stetige Zunahme der Extraktionsausbeuten kann vermerkt werden, wenn
das TFE durch die beiden Lösungsmittel
Hexan oder Aceton ersetzt wird. In Bezug auf die spezifische Aktivität wird eine
rasche Zunahme, gefolgt von einem langen waagrechten Kurvenabschnitt
beobachtet. Durchschnittlich übertrafen
die TFE/Aceton-Extrakte in Bezug auf die spezifische Aktivität leistungsmäßig die
TFE/Hexan-Extrakte um etwa 10%. Allerdings wiesen die Extrakte bei
einer Konzentration von 30% beider Lösungsmittel etwa dieselbe Wirksamkeit
auf.
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Zusätzliche
Lösungsmittel
und Lösungsmittelgemische
wurden in einem Versuch, die Wirksamkeit und die aus Rosmarin extrahierte
Antioxidansgesamtausbeute zu erhöhen,
getestet. Tabelle 4 und
5 (Proben 1 und 14–17) zeigen
die Ergebnisse dieser versuche. Als eine Mischung aus 90% TFE/10%
Butan bewertet wurde, wurde eine dreifache Zunahme der Wirksamkeit
gegenüber
Probe Nummer 1 (100% TFE) beobachtet. Das TFE/Butan-extrakt war
gleich dem Methanolextrakt. Als nächstes wurden verschiedene
Mischungen aus drei Lösungsmitteln
getestet. Bei den beiden mit TFE gemischten Lösungsmitteln handelte es sich
um Methanol und Aceton mit variierenden Konzentrationen von 5 bis
15 Prozent (siehe Tabelle 4). Unter Verwendung eines Lösungsmittelgemischs
von 80% TFE/15% MeOH/5% Aceton zeigte das erhaltene Extrakt die
höchste Gesamtausbeute
mit einer spezifischen Wirksamkeit von 29,22% derjenigen von Tocopherol
und einer Extraktionsausbeute von 10,05%. Methanol in Kombination
mit Aceton scheint die Extraktionsausbeuten zu steigern, während eine
hohe spezifische Wirksamkeit beibehalten wird. Die Ausbeutedaten
sind in Tabelle 3 dargestellt, und die antioxidierende Wirksamkeit
ist in
5 veranschaulicht. TABELLE 3
| Nr. | Lösungsmittel | %
Ausbeute | %
Wirksamkeit gegenüber
Tocopherolen | Tocopheroläquivalenteinheiten
(g) |
| 1 | 100%
TFE | 0,95 | 5,84 | 0,555 |
| 14 | 90%
TFE/10% Butan | NA | 20,12 | - |
| 15 | 80%
TFE/5% MeOH/15% Aceton | 7,85 | 30,52 | 23,9 |
| 16 | 80%
TFE/10% MeOH/10% Aceton | 6,34 | 34,42 | 21,8 |
| 17 | 80%
TFE/5% MeOH/5% Aceton | 10,05 | 29,22 | 29,4 |
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VERFAHREN 2
-
Wirkung von mehrfachen Extraktionen auf
die Wirksamkeit und Ausbeute
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Für Probe
18 wurden 2,0 g getrocknete zerriebene Rosmarinblätter in
das Glasextraktionsfläschchen eingebracht.
Die Probe wurde dann für
eine Dauer von zwei Stunden mit 20,0 g 85% RFE/15% Aceton extrahiert.
Dies wurde nochmals wiederholt. Zu diesem Zeitpunkt wurden 40,0
g des Lösungsmittelgemischs
dem den Rosmarin enthaltenden Extraktionsfläschchen zugesetzt. Dies wurde
für eine
Dauer von 20 Stunden stehen gelassen. Das Lösungsmittel wurde dann entfernt
und den vorherigen beiden zugesetzt. Man ließ das TFE dann verdampfen,
und das Aceton wurde mit leichter Wärme unter einem Strom aus Stickstoffgas
entfernt. Das Verfahren ist schematisch in 10 veranschaulicht.
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Die
Möglichkeit
des Erzielens von höheren
Ausbeuten mit wiederholten Extraktionen unter Beibehalt der hohen
Wirksamkeit der Extrakte wurde untersucht.
6 stellt
die antioxidierende Aktivität
von Probe 18 dar. Probe 18 wurde aus der wiederholten Extraktion
von Rosmarin über
eine 24-stündige
Dauer unter Verwendung von 85% TFE/15% Aceton hergestellt. keine
erkennbare Zunahme der Ausbeute oder Abnahme der Wirksamkeit wurde
im Vergleich mit einer einzelnen Extraktion beobachtet. Tabelle
4 stellt die Ausbeutedaten dar.
| Nr. | Lösungsmittel | %
Ausbeute | %
Wirksamkeit gegenüber
Tocopherolen | Tocopheroläquivalenteinheiten
(g) |
| 18 | 85%
TFE/15% Aceton | 6,70 | 33,12 | 22,2 |
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VERFAHREN 3
-
Wirkung des Extrahierens eines
Methanolextrakts von Rosmarin mit einer TFE-Mischung
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Probe
19 wurde durch Aufnehmen von 100,0 g Arp-Rosmarinblättern und
deren Extrahieren mit 600 ml Methanol für eine Dauer von 48 Stunden
hergestellt. Dies wurde dann filtriert, und das Methanol wurde mittels
eines Vakuumrotationsverdampfers bei 40°C verdampft. Die Proben 20 und
22 wurden hergestellt, indem 1,0 g Probe 19 aufgenommen und dies
in ein Glasextraktionsfläschchen
gegeben wurde. Für
Probe 20 wurden 10 g 85% TFE/15% Aceton den 1,0 g der Probe 19 zugesetzt.
Diese Lösung
ließ man
die 1,0 g Probe für
eine Dauer von zwei Stunden extrahieren. Diese Lösung wurde dann von der Probe
abfiltriert. Dies wurde nochmals wiederholt. Beide Lösungen wurden
dann vereinigt, und man ließ das TFE
absieden, und das Aceton wurde mit leichter Wärme unter einem Strom aus Stickstoffgas
entfernt. Für
Probe 22 wurde demselben Verfahren zur Herstellung von Probe 20
gefolgt, allerdings wurde statt der Verwendung von 85% TFE/15% Aceton
als Extraktionslösungsmittel
70% TFE/30% Hexan verwendet. Das Material (Bagasse), das aus dem
Verfahren zur Herstellung der Proben 20 und 22 zurückblieb,
wurde als 21 bzw. 23 gekennzeichnet. Dieses Verfahren ist schematisch
in 11 veranschaulicht.
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Die
Möglichkeit
des Einsatzes des Extraktionsverfahrens auf TFE-Basis zum weiteren
Desodorieren und Reinigen eines Methanolextrakts von Rosmarin wurde
untersucht (siehe
7). Methanolextrakte weisen nahezu
100% der Antioxidanzien von Rosmarin auf. Dies berücksichtigend,
kann mit einem organischen Lösungsmittel
(Aceton oder Hexan) gemischtes TFE einen größeren Hauptteil der Antioxidanzien
aus Methanolextrakt aus getrockneten, zerriebenen Rosmarinblättern heraustrennen
oder -extrahieren. Der Test wurde sowohl mit Aceton als auch Hexan
durchgeführt.
Anfängliche
Tests weisen darauf hin, dass die Lösungsmittelextrakte auf der
Basis einer TFE-Mischung etwa gleich den Methanolextrakten von getrocknetem,
zerriebenem Rosmarin waren. Der nicht-extrahierte Anteil, die Bagasse,
die aus der Extraktion auf TFE-Basis zurückblieb (Proben 21 und 23)
behielten einen großen
Betrag der antioxidierenden Aktivität bei, die 13,64% bzw. 12,34% der
Tocopherolaktiviträt
ausmachte. Diese Restwirksamkeit wies auf das Fehlen des Vermögens des
Gemischs aus TFE/organischem Lösungsmittel
hin, 100% der Antioxidanzien aus einem Methanolextrakt von Rosmarin
zu extrahieren. Allerdings gibt es viele andere zu testende Lösungsmittel
und Faktoren, die die Wirksamkeit sowie die Extraktionsausbeute
zwangsläufig
erhöhen.
Tabelle 5 stellt die Ausbeutedaten dar, und
7 zeigt
die antioxidierende Wirksamkeit. Hexanextrakte liegen nicht im Umfang
der vorliegenden Erfindung. TABELLE 5
| Nr. | Lösungsmittel | %
Ausbeute | %
Wirksamkeit gegenüber
Tocopherolen | Tocopheroläquivalenteinheiten
(g) |
| 19 | 100%
Methanol | 27,66 | 20,13 | 36,0 |
| 20 | 85%
TFE/15% Aceton | 3,91 | 38,31 | 15,0 |
| 21 | Rückstand | NA | 13,64 | - |
| 22 | 70%
TFE/30% Hexan | 6,06 | 33,12 | 20,1 |
| 23 | Rückstand | NA | 12,34 | - |
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VERFAHREN 4
-
Extraktion von Rosmarin mit 90% TFE (10%
Aceton, gefolgt von der Extraktion der Bagasse mit Methanol
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Probe
24 wurde hergestellt, indem 15,0 g zerriebener Rosmarin aufgenommen
und in ein Extraktionsfläschchen
mit 250 ml gegeben wurden. Diesem wurden 100,0 g eines Lösungsmittelgemischs
von 90% TFE/10% Aceton zugesetzt. Dies wurde für eine Dauer von zwei Stunden
stehen gelassen, und dann wurde das Lösungsmittel abfiltriert. Man
ließ das
TFE absieden, und das Aceton wurde mit leichter Wärme unter
einem Strom aus Stickstoffgas entfernt. Die verbliebene Bagasse
wurde zum Bilden von Probe 25 verwendet. Probe 25 wurde in der folgenden
Weise hergestellt. Zuerst wurde der verbliebene nicht-extrahierte
Rosmarin, der aus der Herstellung von Probe 24 zurückgeblieben
war, in einen Kolben mit 250 ml gegeben, und 60 ml Methanol wurden
zugesetzt. Man ließ dies
für eine
Dauer von 48 Stunden extrahieren. Zu diesem Zeitpunkt wurde die
Lösung filtriert,
und das Methanol wurde mittels eines Vakuumrotationsverdampfers
bei 40°C
entfernt. Dieses verfahren ist schematisch in 12 veranschaulicht.
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Ob
irgendwelche restlichen Antioxidanzien nach einer Extraktion mit
einer TFE-Mischung
zurückblieben,
wurde untersucht (siehe
8). Eine Rosmarinprobe wurde
mit einem Gemisch aus 90% TFE/10% Aceton (Probe 24) extrahiert,
und das restliche Rosmarinmaterial wurde mit Methanol extrahiert
(Probe 25). Die Ergebnisse wiesen darauf hin, dass eine Mischung
aus TFE/10% Aceton etwa 30% der Antioxidanzien in Rosmarin extrahierte.
Es scheint, dass die Gegenwart von Methanol in der Lösungsmittelmischung
für die
Extraktion von Rosmarin für
wirtschaftliche Ausbeuten entscheidend ist. Die Ausbeutedaten sind
in Tabelle 6 dargestellt, und die antioxidierende Wirksamkeit ist
in
8 gezeigt. TABELLE 5
| Nr. | Lösungsmittel | %
Ausbeute | %
Wirksamkeit gegenüber
Tocopherolen | Tocopheroläquivalenteinheiten
(g) |
| 24 | 90%
TFE/10% Aceton | 4,00 | 31,82 | 12,7 |
| 25 | 100%
Methanol | 23,7 | 12,34 | 29,24 |
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Wenngleich
die Erfindung in Bezug auf eine Bevorzugte Ausführungsform davon beschrieben
worden ist, sollte es auch klar sein, dass sie nicht darauf beschränkt ist,
da Änderungen
und Modifikationen darin durchgeführt werden können, die
in den vollen beabsichtigten Umfang dieser Erfindung, wie er durch
die beiliegenden Ansprüche
definiert ist, fallen.
