ES2250469T3 - Procedimiento para extraer de manera selectiva componentes bioactivos. - Google Patents
Procedimiento para extraer de manera selectiva componentes bioactivos.Info
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Abstract
Procedimiento para la extracción selectiva de componentes bioactivos a partir de un extracto de material crudo derivado de materia vegetal, que incluye las etapas de: (a) hacer pasar un extracto de material crudo a través de un pasillo que contiene un adsorbente en el que al menos algunos de los componentes a ser extraídos se adsorben sobre dicho adsorbente; (b) subsiguientemente, hacer pasar a través de dicho pasillo, una mezcla eluyente que contiene, sustancialmente, agua y alcohol en el que la concentración de alcohol en el eluyente se incrementa a una velocidad sustancialmente constante del 15 por ciento en volumen al 95% en volumen durante al menos aquellos periodos en los que eluyen los componentes; (c) recoger, secuencialmente, un eluato en fracciones correspondientes a la presencia de los componentes extraídos.
Description
Procedimiento para extraer de manera selectiva
componentes bioactivos.
La invención se refiere a un procedimiento para
la extracción de componentes de frutas y/o plantas. La invención se
refiere, en particular pero no exclusivamente, a un procedimiento
para la extracción selectiva de componentes que contienen glucósidos
limonoides, flavanonas y flavonas polimetoxiladas procedentes de un
material crudo compuesto de jugo cítrico, melaza cítrica y/o agua de
corteza. La invención, también, se refiere en particular, pero no de
manera exclusiva, a ácidos fenólicos y flavonas hidroxi procedentes
de un material crudo compuesto por caña de azúcar. La invención se
refiere también, en particular pero no de manera exclusiva, a un
procedimiento de extracción de componentes que contienen
respectivamente ácidos fenólicos, proantocianidinas, flavonas
hidroxi y flavonoles procedentes de un material crudo compuesto por
manzanas y/o patatas. La invención se refiere también, de manera
particular pero no exclusiva, a un procedimiento para la extracción
selectiva de componentes que contienen respectivamente flavonoles,
estilbenos, proantocianidinas, ácidos fenólicos y antocianinas
procedentes de un material compuesto de uvas.
Las frutas cítricas contienen un rango de
compuestos que son biológicamente activos en los humanos. Muchos de
estos compuestos tienen una actividad antioxidante beneficiosa por
la capacidad de producir efectos fisiológicos ventajosos en el
tratamiento de condiciones tales como el cáncer, enfermedad de
corazón, presión sanguínea elevada y artritis. Por ejemplo, los
compuestos limonoides cítricos derivados de los cítricos se pueden
utilizar como agentes antitumorales. Otros estudios también han
identificado efectos fisiológicos beneficiosos producidos por los
flavonoides tales como las flavononas y flavonas
polimetoxiladas.
Los compuestos bioactivos presentes en las frutas
cítricas incluyen grupos que consiste en limonoides y
flavonoides.
Los limonoides son un grupo de derivados
triterpenoides encontrados en sustancias que se encuentran de manera
natural tales como frutas cítricas. Los compuestos que se
encuentran de manera habitual en las frutas cítricas están unidos a
una molécula de glucosa (el glucósido) y se refieren frecuentemente
como glucósidos limonoides.
Los flavonoides pertenecen al grupo de derivados
de benzopirano que se encuentran ampliamente en la naturaleza. Estos
tienen una estructura química común que consiste en un anillo de
benceno con un anillo de seis miembros heterocíclico fusionado que
contiene un átomo de oxígeno. Estos compuestos también contienen
grupos hidroxil fenólicos, que pueden estar libres, metilados o
unidos a azúcares. Habitualmente, los flavonoides se distinguen por
las diferencias entre los anillos heterocíclicos y entre grupos
funcionales adicionales. Se encuentran en las frutas cítricas tres
tipos de flavonoides: flavanonas, flavonas y flavonoles. Muchos de
estos existen como glicósidos.
Las flavanonas son el tipo de flavonoide cítrico
que más predomina. En las frutas tales como naranja dulce, mandarina
y limón, la flavanona predominante es la hesperidina casi insípida,
mientras que en frutas más amargas como el pomelo, pummelo y naranja
ácida, la flavanona que más domina es la naringina.
El término flavonas polimetoxiladas representa la
familia química de flavonas con un número de grupos metoxilo igual o
superior a 4. Estos compuestos se encuentran casi exclusivamente en
frutas cítricas con una distribución característica específica para
cada variedad. Se encuentran en todas las partes de la fruta
incluyendo la piel, flavedo, albedo y endocarpo.
En la industria de procesamiento de cítricos, ha
surgido una práctica comercial de producción de jugo o aditivos de
jugo a partir de la piel de los cítricos. En este proceso, los
componentes solubles en agua se extraen de la piel utilizando un
abanico de dispositivos. El extracto resultante es, habitualmente,
amargo y astringente debido a las grandes cantidades de compuestos
limonoides y flavonoides que se concentran, particularmente, en la
piel. Para asegurar que el jugo no se vuelva amargo, se clarifica y
se elimina el amargor del extracto. El proceso de eliminación del
amargor implica poner en contacto el extracto con un adsorbente
polimérico. Esto resulta en la adsorción en el polímero de algunos
de los principios del amargor; los azúcares restantes naturales,
ácidos y algunos compuestos aromatizantes permanecen en el
"jugo" tratado. Este tratamiento resulta en la adsorción de
una gran parte de los compuestos flavonoides junto con los
limonoides.
Las operaciones de eliminación del amargor
comerciales regeneran, generalmente, el polímero mediante desorción
de los compuestos extraídos con una disolución de sosa cáustica.
Este proceso destruye los componentes bioactivos y de aroma que
resultan en su descarga como residuo con la disolución de cáustica
gastada, sin aprovechar estos valiosos subproductos bioactivos.
El objeto de la presente invención es solventar
algunos o todos estos problemas y realizar una separación individual
de los componentes bioactivos.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un procedimiento para la extracción selectiva de
componentes bioactivos procedentes de un material crudo derivado de
materia vegetal que incluye las etapas de:
(a) pasar dicho extracto de material crudo a
través de un pasillo que contiene un adsorbente por medio del cual
al menos algunos de los componentes a ser extraídos están
adsorbidos sobre dicho adsorbente;
(b) subsiguientemente, pasar a través de dicho
pasillo una mezcla eluyente que contiene sustancialmente agua y
alcohol en donde la concentración de alcohol en el eluyente se
aumenta a una velocidad sustancialmente constante del 15 por ciento
en vol. al 95 por ciento en vol. durante al menos aquellos periodos
en los que los componentes han de ser eluídos; y
(c) recoger, secuencialmente, un eluato en
fracciones correspondientes a la presencia de los componentes
extraídos.
Una realización de la presente invención
proporciona, en particular, un procedimiento para la extracción
selectiva de componentes que contienen, respectivamente, glucósidos
limonoides, flavanonas y flavonas polimetoxiladas procedentes de un
material crudo compuesto de jugo cítrico, melaza cítrica y/o agua de
piel que incluye las etapas de:
(a) pasar dicho material crudo a través de un
pasillo que contiene un adsorbente por el que al menos algunos de
los componentes a ser extraídos están adsorbidos sobre dicho
adsorbente;
(b) pasar subsiguientemente a través de dicho
pasillo una mezcla eluyente que contiene sustancialmente agua y
alcohol, en donde la concentración de alcohol en el eluyente se
aumenta a una velocidad sustancialmente constante del 15% en volumen
al 95% en volumen durante al menos aquellos periodos en donde los
componentes están siendo diluidos;
(c) recoger, secuencialmente, un eluato en
fracciones que corresponden a la presencia de los componentes
extraídos.
Habitualmente, las flavanonas extraídas son
glicósidos de flavanona.
La presente invención también proporciona
procedimientos para la extracción selectiva de componentes que
contienen respectivamente ácidos fenólicos e hidroxi flavonas
procedentes de un material crudo compuesto de caña de azúcar; o
ácidos fenólicos, proantocianidinas, hidroxi flavonas y flavonolas
procedentes de un material crudo compuesto de manzanas y/o tomates;
o flavonoles, estilbenos, proantocianidinas, ácidos fenólicos y
antocianinas procedentes de materiales crudos compuestos de uvas;
incluyendo dichos procedimientos las etapas (a) a (c)
anteriores.
Una realización más de la invención proporciona
un procedimiento para la extracción selectiva de componentes
bioactivos de un extracto de material crudo derivado de una materia
vegetal que incluye las etapas de:
(a) combinar dicho extracto de material crudo con
alcohol suficiente para asegurar que al menos un componente
bioactivo no sea adsorbido cuando el extracto de material crudo
combinado y el alcohol se pasan a través de un primer pasillo que
contiene el adsorbente;
(b) pasar dicho extracto de material crudo
combinado a través de un primer pasillo que contiene un adsorbente
por el que al menos algunos de los componentes a ser extraídos se
adsorben sobre dicho adsorbente;
(c) reducir el componente alcohol del extracto de
material crudo combinado y alcohol a menos del 15 por ciento en
volumen;
(d) pasar el extracto de material crudo combinado
y el alcohol restante a través de un segundo pasillo que contiene
un adsorbente en donde los componentes restantes a ser extraídos se
adsorben sobre dicho adsorbente;
(e) pasar, subsiguientemente, a través de dicho
primer pasillo una mezcla eluyente que contiene sustancialmente
agua y alcohol en donde la concentración de alcohol en el eluyente
se aumenta a una velocidad sustancialmente constante del 50 por
ciento en volumen al 95 por ciento en volumen durante aquellos
periodos en donde los componentes están siendo diluidos;
(f) pasar, subsiguientemente, a través de dicho
segundo pasillo una mezcla eluyente que contiene sustancialmente
agua y alcohol, en donde la concentración de alcohol en el eluyente
se aumenta a una velocidad sustancialmente constante del 15 por
ciento en volumen al 95 por ciento en volumen durante al menos
aquellos periodos de tiempo en donde los componentes están siendo
diluidos;
(g) recoger, secuencialmente de cada pasillo, un
eluyente en fracciones que corresponde a la presencia de los
componentes bioactivos.
El material crudo proporcionado puede estar en
cualquier forma adecuada. Cuando se extraen los componentes de
frutas cítricas, este material crudo puede incluir extractos
procedentes de todas las partes de la fruta. Además, cuando los
componentes se extraen de la fruta cítrica, un material crudo
particularmente adecuado consiste en un extracto procedente de la
piel. Se puede obtener un extracto de elevada concentración
procedente de la piel de cítricos utilizando la extracción a
contracorriente de piel de cítricos cortada con agua.
El material crudo también se puede tratar de
cualquier manera adecuada antes de ser procesado por la invención.
Es particularmente deseable el procesamiento por centrífuga y/o
filtración para minimizar la cantidad de sólidos suspendidos en la
disolución.
El(los) pasillo(s) de la presente
invención se puede proporcionar de cualquier manera adecuada. Este
se puede proporcionar empaquetando una columna, contenedor,
recipiente o tubo con adsorbente. Una columna empaquetada de
alimentación por gravedad es una forma particularmente adecuada de
pasillo. La columna se puede empaquetar de cualquier manera
adecuada con cualquier disposición de lechos adsorbentes.
Preferiblemente, la relación de longitud de la columna respecto su
diámetro es de 4:1 o superior.
El adsorbente se puede proporcionar en cualquier
forma adecuada. Una forma particular adecuada para el adsorbente es
en la forma de perlas las cuales pueden estar en cualquier forma y
tamaño adecuados. Preferiblemente, el adsorbente utilizado es
poliestirendivinilbenceno.
Además, se puede utilizar cualquier alcohol
adecuado para eluir los componentes del material crudo. En una forma
particularmente preferida de la invención, el alcohol es
etanol.
Cuando el alcohol se ha combinado con el extracto
de material crudo con el fin de asegurar que al menos un componente
bioactivo no sea adsorbido durante el paso a través del primer
pasillo, el porcentaje en volumen de alcohol en el extracto
combinado alcohol/material crudo se reduce a menos del 15% en
volumen antes de pasar a través del segundo pasillo. Esto se lleva
a cabo, preferiblemente, extrayendo el alcohol del extracto
combinado alcohol/material crudo en un evaporador.
Las fracciones se pueden recoger de cualquier
manera apropiada. Se puede recoger cualquier número adecuado de
fracciones. La recolección de las fracciones se puede realizar de
manera que se maximice la concentración de un componente deseado en
una fracción determinada. Preferiblemente, se utiliza un
espectrofotómetro en línea para detectar la presencia de
componentes específicos en el eluato e indicar las fracciones
adecuadas.
La concentración de alcohol en la mezcla eluyente
se puede incrementar a una velocidad sustancialmente constante
adecuada mientras el eluato contenga los componentes de interés. La
concentración de alcohol se puede incrementar del 15% en volumen al
45% en volumen durante un periodo de tiempo de aproximadamente 7,5
horas. La concentración de alcohol se puede incrementar del 75% en
volumen al 95% en volumen durante un periodo de aproximadamente 5
horas. En una forma preferida de la invención, la velocidad a la
cual la concentración de alcohol en la disolución se incrementa es
superior entre el 45% en volumen y el 75% en volumen de alcohol,
mientras que los componentes de interés no eluyan en este
rango.
Cuando el extracto de material crudo contiene más
de tres componentes bioactivos con un amplio rango de
hidrofobicidad, se pueden encontrar problemas en la separación de
componentes. La recuperación de los componentes fuertemente
hidrofóbicos puede resultar en un exceso de pérdidas de componentes
relativamente hidrofílicos.
De acuerdo con esto, en una realización preferida
de la invención, la etapa de adsorción se lleva a cabo utilizando
dos pasillos que contengan adsorbente. Se añade el alcohol al
extracto de material crudo a un nivel calculado para asegurar que
sean adsorbidos más componentes hidrofílicos cuando se ponen en
contacto con el adsorbente y la mezcla extracto alcohol/material
crudo se hace pasar a través de un segundo pasillo para la
adsorción. Los componentes más hidrofílicos se eluyen, a
continuación, del segundo pasillo utilizando un eluyente de
agua/alcohol como se ha descrito previamente.
Utilizando esta técnica se ha encontrado que
existe una mejora marginal en la eficacia de la separación de
componentes bioactivos y una mejora significativa en la capacidad
para cargar un volumen determinado de polímero adsorbente sin que
pierdan rendimiento los componentes bioactivos.
El procedimiento puede incluir, además, la etapa
adicional de procesamiento de las fracciones eludías evaporando,
además, el alcohol para conseguir una forma más concentrada del
componente extraído. La forma concentrada del componente extraído
puede ser, a continuación, secado en frío, o ser incorporado en una
base oleosa para el almacenamiento, transporte o uso.
La invención será ahora descrita con más detalle
en referencia a los dibujos incluidos que se refieren a una forma
ilustrativa de la invención. Se debe de entender que la
particularidad del ejemplo y los dibujos no sustituye la generalidad
de la descripción precedente de la invención.
Figura 1 ilustra un gráfico de la concentración
de etanol en una mezcla eluyente respecto al tiempo.
Figura 2 ilustra un gráfico de la concentración
de alcohol que varía con el número de fracción.
Figura 3 es un análisis cromatográfico que
ilustra la presencia del glucósido limonina en las fracciones
recogidas.
Figura 4 es un análisis cromatográfico que
ilustra la presencia del glucósido nomilina en las fracciones
recogidas.
Figura 5 es un análisis cromatográfico que
ilustra la presencia de la Narirutina glicósido flavanona en las
fracciones recogidas.
Figura 6 es un análisis cromatográfico que
ilustra la presencia de la hesperidina glicósido flavanona en las
fracciones recogidas.
Figura 7 es un análisis cromatográfico que
ilustra la presencia de la flavanona aglicona Hesperetina en las
fracciones recogidas.
Figura 8 es un análisis cromatográfico que
ilustra la presencia de limonina en las fracciones recogidas.
Figura 9 es un análisis cromatográfico que
ilustra la presencia de Sinensetina flavona polimetoxilada en las
fracciones recogidas.
Figura 10 es un análisis cromatográfico que
ilustra la presencia de la Nobiletina de flavona polimetoxilada en
las fracciones recogidas.
Figura 11 es un diagrama esquemático de una
planta para llevar a cabo una realización del procedimiento de la
invención. Indicar que el número de evaporadores en el
procedimiento se relaciona directamente con el número de fracciones
de componentes bioactivos a ser recuperados.
En una realización preferida de la invención, se
utiliza un extractor de difusión a contracorriente multietapa para
separar los compuestos del jugo solubles en agua de los insolubles
en agua. El jugo resultante se despectiniza al menos parcialmente,
se pasteuriza y clarifica. Esto se puede realizar con una centrífuga
de alta velocidad autolimpiable o mediante filtración.
El jugo clarificado se pone en contacto, a
continuación, con un adsorbente que adsorbe, preferencialmente, los
glucósidos limonoides, flavanonas y flavonas polimetoxiladas. Un
dispositivo adecuado para los propósitos de efectuar la puesta en
contacto en el jugo es un dispositivo de adsorción de columna
polimérica doble automatizada.
Después de propagar suficientemente los
componentes adsorbidos en el adsorbente, se para el flujo del jugo
en la columna de adsorbente. La columna se alimenta, a
continuación, con una mezcla de agua y alcohol. La mezcla eluyente
se carga sobre la columna a una velocidad predeterminada entre 1 y
5 volúmenes de lecho por hora.
La concentración de alcohol en el eluyente se
incrementa hasta que se alcance aproximadamente un 15% en volumen de
alcohol. La concentración de alcohol en el eluyente se incrementa a
una velocidad sustancialmente constante hasta que la concentración
de alcohol en la solución entrante alcance aproximadamente un 45% en
volumen. En una realización particular de la invención, el
contenido en alcohol aumenta más rápidamente, del 45% en volumen al
75% en volumen. La concentración de alcohol en el eluyente se
incrementa, a continuación, a una velocidad sustancialmente
constante del 75% hasta que alcanza el 95% en volumen. El líquido
que abandona la columna se recoge en fracciones. Este líquido se
puede analizar después de abandonar la columna utilizando un
espectrofótometro en línea.
En otra realización preferida de la invención, se
obtiene un extracto que contiene componentes bioactivos a partir de
las pieles de uvas. El extracto contiene los siguientes componentes
bioactivos en orden de hidrofobicidad: estilbenos (incluyendo
resveratrol), flavonoles (incluyendo quercetina y miricetina),
catequinas y ácidos fenólicos. Los estilbenos son fuertemente
hidrofóbicos, mientras que los ácidos fenólicos son relativamente
hidrofílicos.
Para asegurar la máxima recuperación de
estilbenos, mientras se evitan las pérdidas excesivas de ácidos
fenólicos, se añade alcohol al extracto hasta que la mezcla
resultante extracto/alcohol es aproximadamente del 58% en alcohol.
Esto asegura que los ácidos fenólicos y las catequinas no sean
adsorbidas cuando se ponen en contacto con un adsorbente. La mezcla
extracto/alcohol se pasa, a continuación, a través de una primera
columna de adsorbente, empaquetada, preferiblemente, con perlas de
poliestireno- divinilbenceno como adsorbente. Los estilbenos y
flavonoles se adsorben selectivamente sobre la primera columna
mientras que la mezcla restante extracto/alcohol que contiene las
catequinas y ácidos fenólicos pasan a través de la primera columna.
El alcohol se elimina, a continuación, de la mezcla remanente
extracto/alcohol para reducir el contenido en alcohol a
aproximadamente del 7% al 10% y la mezcla desalcoholizada se pasa a
través de una segunda columna de adsorción, que contiene
preferiblemente un adsorbente de
poliestireno-divinilbenceno, en donde se adsorben
las catequinas y los ácidos fenólicos.
Cada una de las columnas adsorbentes se alimenta,
a continuación, con una mezcla eluyente de agua y alcohol. La
concentración de alcohol en el eluyente se aumenta, de manera
gradual, y se recogen las fracciones que contienen los diferentes
componentes bioactivos. La concentración de alcohol en el eluyente
para la primera columna se incrementa a una velocidad
sustancialmente constante, preferiblemente desde un 50% a
aproximadamente un 96% en alcohol. El eluyente para la segunda
columna también se incrementa a una velocidad sustancialmente
constante, preferiblemente de un 15% a un 35% de alcohol.
La Figura 11 es un diagrama esquemático de una
planta adecuada para llevar a cabo una realización preferida del
procedimiento de acuerdo con la invención. Tal y como se muestra en
el diagrama, se aplica un extracto crudo de un material vegetal a
un extractor (1) a un tanque agitado (2). El extracto se carga, a
continuación, a una primera columna (3) junto con etanol procedente
del tanque de etanol (4) y agua procedente del tanque de agua (7).
Los compuestos relativamente hidrofóbicos se adsorben en un
adsorbente en columna (3) mientras que los compuestos relativamente
hidrofílicos pasan a través de la columna (3) a los evaporadores de
recuperación de etanol (5), lo cual elimina la mayoría del etanol.
El etanol eliminado se devuelve al tanque de etanol (4) mediante una
unidad de destilación (10). El alcohol desalcoholizado se carga en
una segunda columna (6) en donde los componentes hidrofílicos se
adsorben sobre un adsorbente. Se elimina más etanol del extracto
tratado descargado procedente de la segunda columna (6) en
evaporadores de recuperación del etanol (5) y el extracto tratado
se descarga, a continuación, para su disposición o, si se desea,
tratamiento o uso adicional (13).
Una mezcla de etanol procedente del tanque de
etanol (4) y agua procedente del tanque de agua (7) se añaden, a
continuación, a cada una de las columnas (3,6). La proporción de
alcohol respecto al agua se incrementa con el tiempo con el fin de
eluir los componentes bioactivos como fracciones separadas. Las
fracciones separadas se enviaron, cada una, a un evaporador de
producto (8,9) para eliminar el alcohol y el agua con el fin de
concentrar el componente bioactivo. El número de evaporadores de
producto (8,9) dependerá del número de fracciones que contenga los
componentes bioactivos; idealmente cada fracción irá a un
evaporador de producto separado. El alcohol y agua eliminados del
componente bioactivo se envían a una unidad de destilación (10) en
donde se recupera el alcohol y se devuelve al tanque de etanol (4).
Los componentes que quedan en la unidad de destilación se envían a
la destilación residual (12). Los componentes bioactivos
concentrados obtenidos de los evaporadores de producto (8,9) se
congelan en seco, a continuación, en un congelador en seco (11)
para el almacenamiento y transporte. En una realización alternativa
(no mostrada) los componentes bioactivos concentrados se pueden
combinar con una base oleosa más que secarse en frío.
Se debería de indicar que pueden existir algunas
pérdidas de etanol durante el proceso; por esta razón, puede ser
necesario que sea añadida una composición con etanol al tanque de
etanol (14) cada cierto tiempo. Preferiblemente, existen cuatro
columnas (3, 6, 15, 16) siendo cargadas y/o diluidas en cualquier
momento.
Ejemplo
El siguiente ejemplo ilustra la presenta
invención con más detalle, siendo entendido, sin embargo, que este
ejemplo no se debería de constituir como que define el ámbito de la
invención.
Se obtuvo la piel de naranja y se cortó la piel
de naranja utilizando un equipo de corte adecuado. Las virutas se
almacenaron, a continuación, en bidones de 200 litros y almacenados
a -18ºC durante dos días. Los bidones se almacenaron, a
continuación, a 5ºC durante dos días más en preparación durante la
extracción.
Las virutas se cortaron en rodajas de 4 mm de
espesor. Las piezas cortadas se aplicaron, a continuación, en un
extracto de difusión a contracorriente a una velocidad de 1,2 Kg
durante 5 minutos, y se extrajeron con agua caliente. El jugo
generado se bombeó mediante un intercambiador de calor a tanques de
60 L. El jugo resultante estaba a una temperatura de
aproximadamente 25ºC. Se añadieron, a continuación, sesenta gramos
de ácido cítrico a la base de cada uno de los tanques de jugo vacíos
para proporcionar aproximadamente 1 gramo de ácido cítrico por
litro de jugo. La adición de ácido cítrico aseguró un nivel de pH
bajo, asegurando que el pH en cada tanque no excediera de 3,8.
También se añadió ácido ascórbico a la base de cada tanque,
resultando en la adición total de 100 ppm de ácido ascórbico a todo
el jugo en este reactor.
El jugo se despectinizó parcialmente añadiendo 10
mL de Vinozym 3XL por 50 L de jugo. Cada tanque se pasteurizó, a
continuación, a 93ºC durante 90 segundos. El jugo despectinizado se
cargó, a continuación, a una centrífuga autolimpiable a la
velocidad de 220 litros por hora para clarificar más el jugo.
El jugo centrifugado (total de 152,4 kg) se
cargó, a continuación, en una columna de alimentación por gravedad
que contenía un lecho de 20 litros de un copolímero de
poliestireno-divinilbenceno XAD 16. El lecho se
preparó lavando, respectivamente, con las siguientes disoluciones
(i) 2 volúmenes de lecho de agua (ii) 1 volumen de lecho de
hidróxido sódico al 2% (iii) 2 volúmenes de lecho de agua (iv) 1
volumen de lecho de ácido cítrico y (v) 2 volúmenes de lecho de
agua.
El jugo clarificado se pasó, a continuación, a
través de la columna a una velocidad de 1 volumen de lecho (20
litros) por hora. La columna se purgó con 2 volúmenes de un lecho
con agua desionizada y 2 volúmenes más de una mezcla de etanol, al
10% en volumen, en agua. Este tratamiento con una disolución de
agua desionizada y alcohol era para eliminar el azúcar y el ácido
de la columna así como una proporción de los compuestos fenólicos
débilmente hidrofóbicos adsorbidos sobre el adsorbente, sin eliminar
una porción sustancial de los componentes limonoides y
flavonoides.
A continuación se hizo pasar una mezcla de etanol
y agua desmineralizada a través de la columna a una velocidad
continua de un volumen de lecho por hora, resultando en una
velocidad de alimentación de 20 litros por hora. La concentración
inicial de etanol en la mezcla que era del 10% en volumen se
incrementó a etanol al 15% en volumen. La concentración se
incrementó, a continuación, a una velocidad constante de un 10% en
volumen por cada 2,5 volúmenes de lecho eluyente. Esto significaba
que la concentración de alcohol aumentó del 15% en volumen al 45%
en volumen durante 7,5 horas. La concentración se mantuvo, a
continuación, al 45% en volumen durante 1 hora. Después de este
periodo la concentración de etanol en la mezcla se incrementó,
rápidamente, hasta el 75% en volumen de etanol. Durante las
siguientes 5 horas la concentración se incrementó, constantemente,
del 75% en volumen al 95% en volumen de etanol. Se ilustra en la
Figura 1 un ejemplo del cambio en la concentración de etanol en la
mezcla que entraba en la columna con el tiempo durante la
adsorción. La mezcla que abandona la columna se pasó, a
continuación, a través de un espectrofotómetro en línea para
determinar la cantidad de componentes recuperables en cada una de
las fracciones. El líquido que abandona la columna se recogió, a
continuación, en fracciones iguales que se enumeraron
secuencialmente de 1 a 111 y representaban el eluato total durante
el transcurso del experimento.
Se analizó, a continuación, la concentración de
alcohol que abandonaba la columna. El volumen de alcohol (como
porcentaje de líquido que abandona la columna) transferido con el
número de fracción se ilustra en la Figura 2.
Las fracciones fueron analizadas utilizando
cromatografía líquida de alta presión (HPLC) y se muestran los
resultados en las Figuras 3 a 10. Se identificaron los componentes
mediante comparación de las alturas relativas de los picos con
estándares procedentes de aquellos compuestos que tienen tiempos de
retención y espectros de ultravioleta idénticos. Estas figuras
ilustran el análisis cromatográfico de una diversidad de
componentes presentes en las fracciones que abandonan la columna. La
Figura 3 ilustra un análisis cromatográfico del glucósido de
limonina en las fracciones que abandonan la columna. La Figura 4
ilustra un análisis cromatográfico del glucósido de nomilina en las
fracciones que abandonan la columna. La Figura 5 ilustra un
análisis cromatográfico de Narirutina en las fracciones que
abandonan la columna. La Figura 6 ilustra un análisis cromatográfico
de la Hesperidina en las fracciones que abandonan la columna. La
Figura 7 ilustra un análisis cromatográfico de la Hesperetina en
las fracciones que abandonan la columna. La Figura 8 ilustra un
análisis cromatográfico de la Limonina en las fracciones que
abandonan la columna. La Figura 9 ilustra un análisis
cromatográfico de la Senentina en las fracciones que abandonan la
columna. La Figura 10 ilustra un análisis cromatográfico de
Nobiletina en las fracciones que abandonan la columna.
Cada una de las fracciones que abandonaba la
columna se trató, a continuación, evaporando el alcohol dejando una
solución concentrada que incluye los componentes deseados. Después
de la etapa de evaporación, los componentes restantes se congelaron
en seco para el almacenamiento.
La cantidad total de componentes objetivo
recuperados a partir de 1 Kg de albedo de naranja se determinó
añadiendo juntas las cantidades de todas las fracciones para
determinar las siguientes composiciones:
Glucósido de Limonina: 282 mg
Glucósido de Nomilina (incluyendo ácido
Nomilínico): 177 mg
Narirutina: > 80 mg
Hesperidina: > 80 mg
Sinensetina: 11 mg
Otros compuestos considerados a ser flavonas
polimetoxiladas: > 11 mg.
Estas composiciones son para todas las fracciones
juntas. Los componentes se concentran en fracciones diferentes, por
ejemplo el glucósido de limonina se eluyó en las cuatro primeras
fracciones.
Estos números son únicamente indicativos y fueron
producidos después de un único ensayo.
Se debe de entender que se pueden realizar
diferentes adiciones, alteraciones y/o modificaciones en las partes
previamente descritas sin apartarse del ámbito de la invención.
Claims (11)
1. Procedimiento para la extracción selectiva de
componentes bioactivos a partir de un extracto de material crudo
derivado de materia vegetal, que incluye las etapas de:
(a) hacer pasar un extracto de material crudo a
través de un pasillo que contiene un adsorbente en el que al menos
algunos de los componentes a ser extraídos se adsorben sobre dicho
adsorbente;
(b) subsiguientemente, hacer pasar a través de
dicho pasillo, una mezcla eluyente que contiene, sustancialmente,
agua y alcohol en el que la concentración de alcohol en el eluyente
se incrementa a una velocidad sustancialmente constante del 15 por
ciento en volumen al 95% en volumen durante al menos aquellos
periodos en los que eluyen los componentes;
(c) recoger, secuencialmente, un eluato en
fracciones correspondientes a la presencia de los componentes
extraídos.
2. Procedimiento para la extracción selectiva de
componentes bioactivos a partir de un extracto de material crudo
derivado de una materia vegetal que incluye las etapas de:
(a) combinar dicho extracto de material crudo con
el alcohol suficiente para asegurar que no sea adsorbido al menos un
componente bioactivo cuando el extracto de material crudo combinado
y el alcohol se pasan a través de un primer pasillo que contiene el
adsorbente;
(b) pasar dicho extracto de material crudo
combinado a través de un primer pasillo que contiene un adsorbente
en el que al menos algunos de los componentes a ser extraídos se
adsorben sobre dicho adsorbente;
(c) reducir el componente alcohol del extracto de
material crudo combinado y alcohol a menos de un 15 por ciento en
volumen;
(d) pasar el extracto de material crudo combinado
y alcohol restante a través de un segundo pasillo que contiene un
adsorbente en donde los componentes restantes a ser extraídos se
adsorben sobre dicho adsorbente;
(e) pasar, subsiguientemente, a través de dicho
primer pasillo una mezcla eluyente que contiene sustancialmente
agua y alcohol en el que la concentración de alcohol en el eluyente
se incrementa a una velocidad sustancialmente constante de un 50 por
ciento en volumen a un 95 por ciento en volumen durante al menos
aquellos periodos en donde los componentes están siendo
diluidos;
(f) pasar, subsiguientemente, a través de dicho
segundo pasillo una mezcla eluyente que contiene sustancialmente
agua y alcohol en el que la concentración de alcohol en el eluyente
se aumenta a una velocidad sustancialmente constante de un 15 por
ciento en volumen a un 95 por ciento en volumen durante al menos
aquellos periodos de tiempo en donde los componentes están siendo
diluidos;
(g) recoger secuencialmente, de cada pasillo, un
eluyente en fracciones que corresponde a la presencia de los
componentes bioactivos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 en
donde la velocidad de incremento de la concentración de alcohol del
eluyente es mayor de entre el 45% en volumen y el 75% en volumen de
alcohol.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 en el
que se consigue la reducción del componente alcohol del extracto de
material crudo combinado y alcohol a menos del 15% en volumen,
eliminando el alcohol en un evaporador.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en donde dicho adsorbente es
poliestirendivinilbenceno.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en donde dicho alcohol es etanol.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que incluye la etapa adicional de
procesar dichas fracciones además evaporando el alcohol para
conseguir una forma más concentrada del componente del extracto.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que el material vegetal se
selecciona de fruta cítrica y los componentes bioactivos son
glucósidos limonoides, flavanonas y flavonas polimetoxiladas.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 en el que el material vegetal es caña de
azúcar y los componentes bioactivos son ácidos fenólicos e
hidroxiflavonas.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 en el que el material vegetal se selecciona
de manzanas, patatas o una mezcla de manzanas y patatas y los
componentes bioactivos son ácidos fenólicos, proantocianidinas,
adroxiflavonas y flavonoles.
11. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7 en el que la materia vegetal son uvas y
los componentes bioactivos son flavonoles, estilbenos,
proantocianidinas, ácidos fenólicos y antocianinas.
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