PT2192844E

PT2192844E - Processo para extracção de teaflavinas do chá

Info

Publication number: PT2192844E
Application number: PT08787394T
Authority: PT
Inventors: Yogesh Prabhakarrao Mehare; Ashim Mullick
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2011-03-16
Also published as: ATE498320T1; DE602008005040D1; EA201000567A1; PL2192844T3; EP2192844B1; AR068580A1; EP2192844A1; WO2009040194A1; JP2010539912A; CN101808529A

Description

ΡΕ2192844 1 DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA EXTRACÇAO DE TEAFLAVINAS DO CHA" Área Técnica da Invenção A invenção relaciona-se com um processo melhorado para extracção de teaflavinas do chá.

Antecedentes da Invenção

Dois produtos populares do chá, são o chá preto e o chá verde. Geralmente, para se preparar o chá preto, as folhas frescas da planta Camellia sinensis são secas (um processo que permite que a folha de chá perca humidade e se realizem alterações quimicas/bioquimicas, especialmente no aroma), maceradas, fermentadas (processo em que as enzimas no chá utilizam o oxigénio atmosférico para oxidar diversos substratos e produzir produtos coloridos) e depois secas a uma temperatura mais elevada (para parar a actividade das enzimas). 0 chá verde é produzido pelo mesmo processo utilizado para a produção do chá verde, excepto pela ausência do passo das folhas à fermentação. Uma fermentação parcial é utilizada para produzir chás de tipo intermédio conhecidos como chá "oolong".

As teaflavinas são polifenóis produzidos durante a produção do chá. A maior parte das teaflavinas são 2 ΡΕ2192844 conhecidas como sendo anti-oxidantes. Consequentemente, existe grande interesse nas indústrias alimentar, de bebidas e saúde na produção e incorporação de teafklavinas em diversos produtos alimentares. As teaflavinas estão presentes no chá preto e no chá oolong. A folha de chá, quando colhida da planta, contém polifenóis conhecidos como catequinas. Estas catequinas são compostos incolores. As quatro principais catequinas na folha do chá são a epicatequina (EC), epigalocatequina (EGC), a epicatequina-3-galato (ECG) e a epigaloxatequina-e-galato (EGCG). As teaflavinas são produzidas durante a fermentação oxidativa da folha do chá para a produção de chá preto. As catequinas acima mencionadas (e outras catequinas menores) sofrem biotransformações oxidativas trnanformando-as em compostos diméricos conhecidos por teaflavinas (TF) e em compostos de peso molecular mais elevado conhecidos como tearubiguinas (TR). A estrutura das TF tem vindo a ser revelada e as quatro principais teaflavinas são conhecidas como teaflavina (TFl), teaflavina-3-monogalato (TF2), teaflavina-3'-monogalato (TF3) e tea-flavina-3,3'-digalato (TF4) e conformam-se à formula geral (1) dada abaixo: /> V o

(1) 3 ΡΕ2192844 em que R e R' são independentemente seleccionados de H e G, e G é um derivado de ácido gálico possuindo a fórmula (2): 0'

¢2).

Em particular, as 4 principais TF possuem a fórmula (1) em que: para a TFl, R=R'=H; para a TF2, R=G, R'=H; para a TF3, R=H, R'=G; e para a TF4, R=R'=G. A caracteristica cor laranja e castanha da infusão de chá é devida à presença das TF e das TR. Também conferem adstringência e corpo à infusão de chá. As TR são maiores e de cor mais escura que as TF. 0 chá é uma bebida popular, de baixo custo, que é consumido em todo o mundo. 0 seu consumo no subcontinente Indiano é particularmente elevado. A infusão simples de chá preto é uma bebida conhecida como sendo saudável. Apesar disto, devido ao elevado consumo de chá per capita, em todo 4 ΡΕ2192844 o mundo, têm sido efectuadas muitas tentativas para o tornar mais saudável. Uma forma de o conseguir é aumentando a quantidade das saudáveis teaflavinas no chá. Uma das aproximações tem sido a manipulação do processo de oxidação das folhas de chá para melhorar a produção de teaflavinas. Outra aproximação tem consistido na extracção de teaflavinas a partir de chá preto de boa qualidade, ou de produtos do chá de qualidade inferior, como as fibras do chá, chá em pó, etc. e adicionar as teaflavinas extraídas a chá preto para preparação de chás de qualidade superior.

Os presentes inventores também têm trabalhado no problema de proporcionar chás enriquecidos em teaflavinas. A US 2002/0146472-A descreve um processo para extracção de teaflavinas embebendo o chá preto em água quente. O filtrado aquoso era, posteriormente, descafeinado. 0 extracto aquoso é depois extraído com acetato de etilo para se obter a teaflavina crua. É descrito um processo similar na US 5 532 012, excepto que neste caso a teaflavina é extraída a partir da porção cremosa do extracto de chá. Os presentes inventores verificaram que utilizando estes métodos da técnica anterior, subsistem alguns problemas com a obtenção de rendimentos elevados nos processos de extracção ou de separação. Utilizando água a cerca de 25°C para extracção das teaflavinas do chá, o rendimento máximo que pode ser obtido era de cerca de 5-8%. Quando se utiliza água quente (a cerca de 80-85°C), podem ser extraídos cerca de 30-35% das teaflavinas, mas as temperaturas elevadas 5 ΡΕ2192844 empregues tendem a degradar as teaflavinas ao longo da exposição prolongada. Quando são utilizados solventes orgânicos, como o álcool, podem ser extraídas quase 100% das teaflavinas, mas existem alguns problemas de separação a jusante. As teaflavinas são muito solúveis em solventes como o álcool e o acetato de etilo e, consequentemente, a separação das TF a partir do álcool utilizando técnicas de extracção de solventes bem conhecidas, como com acetato de etilo, deu eficiências globais fracas. Os presentes inventores enveredaram pelo desenvolvimento de um processo para melhoramento da extracção das TF a partir do chá.

No pedido co-pendente de patente Indiana 722/MUM/2007, revela-se um método para melhoramento da extracção das teaflavinas do chá, incluindo o passo de contacto do chá com uma solução de ureia. Os presentes inventores, no decurso deste trabalho, desenvolveram um processo alternativo que também proporciona um melhoramento da extracção das teaflavinas do chá. Os inventores verificaram, com surpresa, que quando o chá contacta com água e acetato de etilo, em quantidades selectivas, são extraídas elevadas quantidades de teaflavinas para a fase de acetato de etilo. A EP 0 552 519 (Tea Projects, 1993) descreve um processo para preparação de um chá descafeinado que compreende a sujeição da folha de chá verde, parcialmente processado ou preto a extracção com solvente, fazendo 6 ΡΕ2192844 contactar a referida folha uma ou mais vezes com um meio solvente orgânico, em que o solvente orgânico é rico em produtos do chá, excluindo a cafeína, por (i) ter contactado anteriormente com chá descafeinado ou (ii) por ter sido sujeito a contacto com chá não descafeinado, seguido por remoção selectiva da cafeína. Um processo preferido de preparação do meio solvente orgânico compreende os passos de fazer contactar o chá descafeinado húmido com até 10 vezes o seu peso de um solvente orgânico compreendendo acetato de etilo, separação do meio solvente assim produzido e, se desejado, contacto em sucessão, com um ou mais lotes de chá descafeinado humedecido com o meio solvente orgânico produzido pelo ou por cada um dos contactos precedentes. Assim, apesar de o chá ter sido extraído com uma mistura de água e acetato de etilo, o meio solvente assim produzido foi posteriormente utilizado para preparar chá descafeinado. Esta publicação não refere que uma mistura solvente compreendendo água e acetato de etilo pode ser utilizada para extracção melhorada de teaflavinas. A JP 61-130285 (Mitsui, 1986), descreve um processo para obtenção de catequina a partir de folhas de chá. O processo compreende a lavagem das folhas de chá com uma mistura de solventes hidrofílico e hidrofóbico, mutua-mente compatíveis (preferencialmente, uma combinação de clorofórmio e metanol) para remoção da cafeína e pigmentos das folhas, sendo os referidos pigmentos removidos das folhas por filtração. As folhas tratadas são humedecidas 7 ΡΕ2192844 com água (preferencialmente numa relação entre a água e as folhas de chá, situada entre 0,65 e 1,3 de partes de água por parte de folhas de chá) e fazem-se contactar com um solvente orgânico (preferencialmente acetato de etilo) para extrair para o solvente o componente contendo catequina. A publicação refere a extracção de catequinas a partir de folhas de chá descafeinado utilizando uma mistura de água e acetato de etilo, e não refere a extracção de teaflavinas (que não estão presentes nas folhas de chá verde, mas estão presentes no chá fermentado ou parcialmente fermentado) a partir do chá processado.

Assim, é objecto da presente invenção proporcionar um processo para melhoramento da extracção de teaflavinas do chá.

Constitui outro objecto da presente invenção proporcionar um processo para melhoramento da extracção de teaflavinas a partir do chá, utilizando um processo simples, económico e fácil de maximizar.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção proporciona um processo para extracção de teaflavinas a partir do chá, compreendendo os passos de (a) fazer contactar o chá com água e acetato de ΡΕ2192844 etilo, simultaneamente ou sequencialmente, para formar uma dispersão em que a relação, em peso, entre a água e o chá se situa no intervalo entre 0,5 e 10; e (b) separação do acetato de etilo da dispersão; para produzir um extracto de teaflavinas em acetato de etilo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A presente invenção relaciona-se com um processo melhorado para a extracção de teaflavinas s psrtir do chá. "Chá", para os fins da presente invenção, significa material folhoso de Camellia sinensis var. sinensís ou Camellia sinensis var. assamica, que contêm teaflavinas. Matéria prima adequada para o processo da invenção, é o chá preto e/ou oolong. Chá preto inclui chá de boa qualidade, assim como produtos inferiores produzidos durante a manufactura do chá. A fonte mais preferida para a extracção de teaflavinas é o chá preto. O chá é produzido por um processo de fermentação completa e o que aparenta ter uma cor preta/castanha é referido como chá preto. A maior parte do chá produzido é deste tipo. A tecnologia de manufactura do chá preto envolve, essencialmente, a ruptura da integridade celular 9 ΡΕ2192844 das folhas de chá, permitindo assim a mistura de substratos (polifenóis) e das enzimas (polifenol oxidases) . isto resulta no inicio de uma série de reacções bioquímicas de químicas, com utilização de oxigénio atmosférico, de que resulta a formação de compostos polifenólicos oxidados que são característicos do chá, conjuntamente com compostos aromáticos voláteis que conferem ao chá o seu aroma característico.

Quando a fermentação é efectuada parcialmente, os chás resultantes são referidos como chá Oolong. O chá oolong é consumido principalmente pelo seu significado médico. 0 processo da invenção para extracção de teaflavinas do chá, compreende os passos de (a) fazer contactar o chá com água e acetato de etilo, para formar uma dispersão em que a relação de peso entre o chá e a água se situa entre 0,5 e 10; e (b) separação do acetato de etilo da dispersão; para produzir um extracto de teaflavinas em acetato de etilo. O passo (a), de contacto do chá com água e acetato de etilo, pode ser simultâneo ou sequencial. Assim, o acetato de etilo e a água podem ser pré-misturados para formar uma mistura, antes de se fazer contactar o chá com essa mistura. Alternativamente, faz-se contactar o chá com a água, para formar uma massa de chá húmido, antes de se 10 ΡΕ2192844 fazer contactar a massa de chá húmido com o acetato de etilo. Assim, num método preferido para formação da dispersão, o passo (a) compreende os passos de (i) contacto do chá com água para formar uma massa uniforme, seguido por (ii) agitação da massa uniforme em acetato de etilo. O passo (a), de contacto do chá com água e acetato de etilo, é preferencialmente efectuado a uma temperatura situada no intervalo entre 5 e 50°C, mais preferencialmente a uma temperatura no intervalo entre 15 e 30°C. O passo de contacto (a) é preferencialmente realizado a um pH no intervalo entre 4 e 9, mais preferencialmente no intervalo de 5 a 8. Faz-se contactar o chá com a água e o acetato de etilo, preferencialmente, durante um período de tempo de 30 a 120 minutos, mais preferencialmente de 60 a 120 minutos. A relação, em peso, entre a água e o chá, situa-se preferencialmente, no intervalo de 1:10 a 1:75, mais preferencialmente, no intervalo de 1:25 a 1:75. Consequentemente, a invenção proporciona a extracção de chá com água e acetato de etilo, em que o rendimento da extracção é bom, apenas com uma quantidade muito selectiva de água e, em realizações preferidas, com quantidades selectivas de acetato de etilo. São obtidas eficiências baixas fora dos limites definidos.

Uma vez as teaflavinas extraídas par a fase de acetato de etilo, este é separado da dispersão no passo (b), por exemplo, por decantação simples. 11 ΡΕ2192844

As teaflavinas extraídas na fase de acetato de etilo são preferencialmente concentradas até um pó, por exemplo, por evaporação do acetato de etilo e secagem das teaflavinas até se obter um pó.

EXEMPLOS A invenção será agora demonstrada com exemplos. Os exemplos são apenas ilustrativos e não limita, de forma alguma, o âmbito da invenção.

Fonte e origem dos ingredientes utilizados no desenvolvimento da invenção

Ingrediente Forma do ingrediente Fonte e origem geo- gráfica do ingrediente Chá Brooke Bond Red Label Tea (chá preto) Hindustan Unilever, Limited, índia

Exemplos comparativos A e B: Efeito da utilização de água a diversas temperaturas e extracções com diversas durações

Efectuou-se a extracção das teaflavinas utilizando água em diversas condições de temperatura. Foram retiradas amostras do extracto de teaflavinas em diversas ocasiões da extracção. A extracção realizou-se numa 12 ΡΕ2192844 condição em que a relação entre o chá e a água era de 1:50. O método para determinar a quantidade de teaflavinas numa solução aquosa e a quantidade de teaflavinas no chá é descrito abaixo. Calculou-se a quantidade de teaflavinas extraídas como percentagem do total de teoflavinas no chá e resumiram-se os dados na Tabela 1. A quantidade de teaflavina num extracto foi determinada por análise por HPLC, após diluição adequada da amostra com uma solução estabilizante (0,5 g/L de ácido ascórbico, 0,5 g/L de edta, 10% v/v de acetonitrilo e 90% v/v de água). Para determinar o teor total de teaflavinas presentes no chá preto, é utilizado um método em que ocorre a extracção quantitativa de teaflavinas, que compreende a extracção do chá com metanol a 70% durante 10 min., numa relação entre a quantidade de água e o peso das folhas de 50:1 e uma temperatura de 80-85°C. Quando é estudada a extracção do chá em meio aquoso ou outro meio de extracção, do qual resulta um extracção parcial de teaflavinas, sendo depois as duas amostras analisadas: a) o meio aquoso de extracção (ou qualquer outro meio de extracção) e b) o chá extraído é re-extraído com metanol a 70%, como descrito acima. Como o nível total inicial de teaflavinas no chá é conhecido, as determinações das teaflavinas no extracto e nas folhas extraídas permite completar o balanço de massa. Também permite a quantificação de qualquer degradação das teaflavinas durante o processo de extracção utilizado. 13 ΡΕ2192844 0 teor de teaflavinas é a soma dos teores das quatro principais teaflavinas, como determinado por HPLC. A quantidade das quatro teaflavinas na amostra e analisada por HPLC utilizando uma coluna de octadecilsilica (Cl 8) (Nova-pak ex. Waters, 3,9 d.i. x 150 mm) com detecção a 380 nm, temperatura da coluna 40°C, volume de injecção de 20 μΒ e débito de 1 mL/min. As fases móveis para a análise de teaflavinas foram de 2% (v/v) de ácido acético em água (fase móvel A) e acetonitrilo (fase móvel B) . Utilizou-se um gradiente de 8% de B até 69% de B, ao longo de 50 min. para separar as quatro teaflavinas (TFl, TF2, TF3 e TF4), após o que se equilibrou a coluna com 8% de tampão A durante 5 min. Utilizaram-se teaflavinas puras como padrões para quantificação.

Exemplo de Temperatura de % de teaflavinas extraídas duran- Comparação Extracção, °C te 40 min. (média de 3 leituras) A 25 5,3 B 85 33,3

Os dados da Tabela 1 indicam que não mais do que, em média, 33% de teaflavinas podem ser extraídas em água, mesmo a temperatura tão elevada como 85°C.

Exemplos 1 a 15: extracção de teaflavinas pelo processo da invenção.

Exemplos C a E: Extracção de teaflavinas por processo estranho à invenção. 14 ΡΕ2192844

Efectuou-se a extracção de teaflavinas utilizando o processo seguinte:

Colocou-se chá preto (1 grama) num balão de vidro e extraiu-se utilizando uma mistura de água e acetato de etilo em diversas condições, como mostrado na Tabela 2. Os parâmetros que se fizeram variar foram (i) a relação em peso entre a água e o chá e (ii) a relação em peso entre o chá e (acetato de etilo + água). As experiências foram efectuadas a 25°C. 0 rendimento total das teaflavinas foi determinado como descrito anteriormente e os dados estão resumidos na Tabela 2.

Exemplo F: Extracção de teaflavinas pela técnica anterior:

Realizaram-se as experiências utilizando um método conhecido da técnica anterior, em que o acetato de etilo é utilizado numa extracção liquido-líquido de um extracto aquoso de chá. Em resumo, extraiu-se chá preto com água a 85°C durante 10 minutos, com uma relação entre a água e o chá de 50:1 para se obter um extracto aquoso de chá em água quente. Arrefeceu-se o estracto até 25°C e extrairam-se as teaflavinas foram extraídas com igual volume de acetato de etilo. O rendimento de teaflavinas na fracção de acetato de etilo está resumida na Tabela 2. ΡΕ2192844 15

Tabela 2

Exemplo Relação água:chá % de rendimento de teaflavinas Relação, em peso, de chá:(água + acetato de etilo) = 1:50 1 1,5 79, 8 2 2, 5 81, 8 3 5, 0 59,1 4 10, 0 32,5 Relação, em peso, de chá:(água + acetato de etilo) = 1:10 5 0, 5 42,2 6 1,0 53, 6 7 2, 0 51, 7 8 3, 0 46,6 Relação, em peso, de chá:(água + acetato de etilo) = 1:25 9 0, 75 62,2 10 1,25 73, 9 11 2, 5 76,9 12 5, 0 45,1 C 12, 5 19,1 D 25 5,9 Relação, em peso, de chá:(água + acetato de etilo) =1:75 13 2,25 75,1 14 3, 75 89,3 15 7,5 34,5 E 22, 5 29, 7 Extracção utilizando método da técnica anterior F - 31, 0 16 ΡΕ2192844

Os dados na Tabela 2 indicam que o processo segundo a invenção (Exemplos 1 a 15) propiciam um rendimento melhorado de teaflavinas, em comparação com as condições fora do âmbito da invenção (Exemplos C a E) . 0 rendimento é também geralmente mais elevado do que o que é obtido por extracção com água quente (Exemplo B) ou extracção com água quente seguida por extracção líquido-líquido do extracto aquoso com acetato de etilo (Exemplo F) .

Exemplo 16: Cinética da extracção de teaflavinas:

Colocou-se chá preto (uma grama) num balão de vidro e extraiu-se com uma mistura de água (2,5 gramas) e acetato de etilo (47,5 gramas). A experiência foi realizada a 25°C. Determinou-se o rendimento total de teaflavinas como descrito anteriormente e resumiram-se os dados na Tabela 3 .

Tabela 3

Tempo, minutos % de rendimento de teaflavinas 0 0 30 58,4 60 71,8 90 82,5 120 100,0 17 ΡΕ2192844

Os dados na Tabela 3 indicam que se obtiveram rendimentos muito bons para uma duração de contacto entre 30 e 120 minutos.

Exemplo 16 a 18: Efeito da sequência de adição de componentes

Exemplo 16: Conduziu-se uma experiência com as seguintes condições de processo:

Peso de chá preto (chá preto Assam) = 1 grama

Relação em peso água:chá preto = 2,5:1

Relação em peso chá:(água+acetato de etilo) = 1:52,5

Temperatura de extracção = 25°C

Duração da extracção = 90 minutos

Nesta experiência, adicionou-se água ao chá preto para formar uma massa homogénea, após o que se adicionou acetato de etilo e misturou.

Exemplo 17: Conduziu-se uma experiência com condições de processo semelhantes às do Exemplo 16, excepto porque se adicionou primeiro o acetato de etilo ao chá, para formar uma pasta, após o que se adicionou a água.

Exemplo 18: Conduziu-se uma experiência com condições de processo semelhantes às do Exemplo 16, excepto que se misturaram antecipadamente a água e o acetato de 18 ΡΕ2192844 etilo para formar uma dispersão. Adicionou-se depois o chá preto, com agitação, à dispersão. 0 rendimento da extracção das teaflavinas, em cada um dos Exemplos 16 a 18, está indicado abaixo, na Tabela 4. Os dados são uma média de 3 leituras.

Tabela 4

Exemplo % de rendimento de tea- % de teaflavinas, desvio flavinas padrão 16 73,8 3,9 17 64, 7 3,6 18 73,9 4,9

Os dados da Tabela 4 indicam que, em qualquer sequência de adição dos componentes durante o passo de extracção, consegue-se um rendimento muito superior ao obtido utilizando água quente. A invenção proporciona, por isso, um processo melhorado para extracção de teaflavinas do chá, e que é um processo simples, económico e fácil de dimensionar.

Lisboa, 9 de Março de 2011

Claims

ΡΕ2192844 1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para extracção de teaflavinas do chá, compreendendo os passos de (a) contacto do chá com água e acetato de etilo simultaneamente, em que a água e o acetato de etilo são previamente misturados para formar uma mistura antes do contacto com o chá, ou sequencialmente, em que se faz contactar o chá com a água para formar uma massa húmida de chá, antes de se fazer contactar essa massa húmida de chá com acetato de etilo, para formar uma dispersão em que a relação entre o peso de água e o de chá se situa no intervalo entre 0,5 e 10; e (b) separação do acetato de etilo da dispersão; para produzir um extracto de teaflavinas do chá em acetato de etilo.
2. Processo como reivindicado na reivindicação 1 em que o passo (a) de formação da dispersão compreende os passos de 2 ΡΕ2192844 (i) contacto do chá com a água para formar uma massa uniforme, seguido por (ii) agitação da referida massa em acetato de etilo.
3. Processo como reivindicado na reivindicação 1 ou 2 em que a relação entre o peso de água e o de chá no passo (a) se situa no intervalo entre 0,5 e 8.
4. Processo como reivindicado em qualquer uma das reivindicações antecedentes em que a relação entre o peso de chá e o peso total de água e acetato de etilo no passo (a) situa-se no intervalo entre 1:10 e 1:75.
5. Processo como reivindicado em qualquer uma das reivindicações antecedentes em que o processo inclui um passo adicional de secagem do extracto de teaflavinas em acetato de etilo até um pó.
6. Processo como reivindicado em qualquer uma das reivindicações antecedentes em que o referido chá é chá preto, chá oolong ou uma mistura destes.
7. Processo como reivindicado na reivindicação 6 em que o chá é chá preto.
8. Processo, como reivindicado em qualquer uma das reivindicações precedentes em que o passo (a), de contacto do chá com água e acetato de etilo é efectuado a uma temperatura situada entre 5°C e 50°C. 3 ΡΕ2192844
9. Processo como reivindicado em qualquer uma das reivindicações precedentes em que o passo (a), de contacto do chá com água e acetato de etilo é efectuado num pH situado no intervalo entre 4 e 9. Lisboa, 9 de Março de 2011 1 ΡΕ2192844 REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento da patente Europeia. Ainda que tenha sido tomado o devido cuidado ao compilar as referências, podem não estar excluídos erros ou omissões e o IEP declina quaisquer responsabilidades a esse respeito. Documentos de patentes citadas na Descrição . US 2D82S14Ô472A ♦ EPS55251SA * US5532S12A * JP St? 38285 A, Mstsas * IN ?22MtM28Gf7 ♦ JP18S6A