專利名稱：異葎草酮組合物的制備方法
異蘀草酮組合物的制備方法發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種方法，所述方法可提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的改進，并提供高產(chǎn)率和高純度的源自啤酒花提取物的異潷草酮制備物，其具有極好的物理穩(wěn)定性并且基本上不含不合需要的蛇麻酮、脂肪酸、啤酒花油和降解化合物。
發(fā)明背景
啤酒和其他釀造飲料的生產(chǎn)在傳統(tǒng)上涉及向其中添加啤酒花和啤酒花衍生物。啤酒花原料給釀造飲料提供了與眾不同的苦味。啤酒花球果中的主要調(diào)味成分涉及稱為潷草酮(α酸)的物質(zhì)。在啤酒釀造過程中，用ρΗ值大約5. 5的麥芽汁煮沸啤酒花。在這些條件下，啤酒花潷草酮溶解度差，但在該過程中，一些潷草酮通過異構(gòu)化作用轉(zhuǎn)化成稱為異潷草酮(異-α酸)的衍生物，其在麥芽汁介質(zhì)中的溶解度較高。因此，為了在釀造飲料的生產(chǎn)中有效地用作調(diào)味劑，必須將之前的潷草酮異構(gòu)化成異潷草酮。
存在多種可以實現(xiàn)啤酒花原料中的潷草酮異構(gòu)化的方法。例如，在高堿性溶液中煮沸啤酒花原料將導致異構(gòu)化。然而，當使用該方法時，發(fā)生異潷草酮的降解，尤其是當 ρΗ超過9. 5時。由于異潷草酮在強堿性條件下特別不穩(wěn)定的事實而發(fā)生降解(Verzele， 1991)。
美國專利No. 4，666，731要求了使用相對于潷草酮低于0. 98 (優(yōu)選0. 85)當量的堿來分離潷草酮的方法，所述堿選自氫氧化鈉和氫氧化鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀以及碳酸鈉和碳酸鉀。將該堿性溶液在120°C下高壓滅菌2. 5小時，或在較低溫度下進行格外長的時間?？梢允褂酶叩臏囟龋菍е略黾拥臐Р萃到?。該方法提供了潷草酮的低利用，可能部分地由于相對于來自提取物的最初分離物中的潷草酮使用的低當量的堿(參見實施例1)。由于沒有使用能夠催化異構(gòu)化作用的堿土金屬鹽的事實，還需要比本發(fā)明更高的溫度和更長的反應時間。
美國專利No. 4，758，445描述了一種由以下步驟組成的方法將啤酒花提取物與堿性水溶液(PH大約為9.0)以1 2至1 50的比例混合并且在升高的溫度下攪拌來獲得雙相系統(tǒng)，其中分離含有溶解的潷草酮的準(quasi)-水相。通過添加氯化鎂，與潷草酮形成螯合物，從而從水相中沉淀出潷草酮。將該方法重復多次來最大化產(chǎn)率。通過過濾回收潷草酮堿土金屬鹽，作為薄層涂布在平板上，并且通過將其接受大約100°C的升高溫度和 90-98%的濕度來異構(gòu)化，持續(xù)5分鐘至6小時的時間段。將異構(gòu)化的異潷草酮鎂在乙醇中稀釋至大約10%的溶液、酸化并接受反向滲透，提供隨后用乙醇稀釋至所需異潷草酮濃度的異潷草酮。該方法使用了本發(fā)明中不需要的固體操作程序、分離技術(shù)和特定的異構(gòu)化條件。
美國專利No. 3，952，061要求了一種在水和水混溶有機溶劑(如，甲醇或乙醇)的介質(zhì)中異構(gòu)化含潷草酮物質(zhì)的方法，使用一摩爾當量的鹽，如氯化鎂。該方法使用了本發(fā)明中不需要的水混溶性有機溶劑和使用醚溶液的異辛烷萃取物的結(jié)晶技術(shù)來純化異潷草酮。
美國專利No. 5，015，491要求了一種異構(gòu)化啤酒花提取物的方法，沒有使用溶劑或稀釋劑，使用固體堿或堿土金屬化合物，優(yōu)選1-4摩爾當量的堿與α酸，優(yōu)選地在120-140°C范圍的溫度下。該方法使用高溫短接觸時間來產(chǎn)生可以研磨成用于啤酒釀造中的細粉的高粘性固體或脆性固體。這種方法沒有使用從啤酒花提取物中純化異潷草酮的分離技術(shù)。如脂肪酸、蛇麻酮、堿土金屬鹽和降解產(chǎn)物這樣的雜質(zhì)可能以固體形式在最終啤酒產(chǎn)物中產(chǎn)生當使用本發(fā)明時沒有遇到的穩(wěn)定性問題，混濁和可能不理想的風味。
美國專利No，5，370，897要求了一種方法，其將啤酒花提取物與1. 0-4. 0體積的溫水混合，并在高于70°C的溫度下，用每摩爾α酸0. 1-0. 5摩爾當量的堿土金屬鹽異構(gòu)化 1-3小時。通過添加酸來解離堿土金屬樹脂復合物，并將所形成的有機層用于釀造過程。該方法沒有使用從剩余的提取物中分離出異潷草酮的純化步驟。所得到的有機層包括在最終啤酒產(chǎn)物中不合需要的蛇麻酮、脂肪酸和降解產(chǎn)物。
美國專利No. 5，478，580要求了一種含水方法，其將啤酒花提取物、去離子水和粉末形式的金屬鹽異構(gòu)化劑混合，異構(gòu)化劑與啤酒花提取物的重量比為0.2 1至0.5 1。 用于該方法的優(yōu)選的異構(gòu)化化合物包括MgO、Mg (OH)2, ZnO, Zn (OH)2, CaO、Ca (OH) 2和NaOH。 將反應混合物煮沸，以完成異構(gòu)化，然后在回流下進行多次酸洗滌來處理，并進行分離以從異構(gòu)化的金屬螯合物中游離出異潷草酮。該方法然后使用多個堿性PH部分，以從蛇麻酮和啤酒花油中分離出異潷草酮，接著用酸再次洗滌，以進一步純化異潷草酮。然后用控制量的單價堿性鈉鹽或鉀鹽稀釋所得到的酸形式的異潷草酮，并且所得到的溶液可以用于釀造過程中。該方法在異潷草酮分離之前異構(gòu)化并酸化啤酒花提取物，這很大程度上將影響雜質(zhì)的類型和量，如脂肪酸和殘余的α酸，這最終殘留于最終的提取物中。通過在異構(gòu)化之前從其他提取物成分中分離出潷草酮，由此限制進入啤酒中的雜質(zhì)的類型和量，使得這些類型的雜質(zhì)在本發(fā)明中得到最小化。美國專利No. 5，478，580中所述的方法還需要在高溫下在各種PH條件下進行多次洗滌。本發(fā)明最小化或避免了這些麻煩的過程，其還具有減少丟棄的廢流和通過多次酸-堿稀釋形成的鹽的量的優(yōu)點。
1980年的美國專利No. 4，234，516 “通過用金屬鹽催化加速將潷草酮異構(gòu)成異潷草酮的方法”包括了使用二價金屬離子，在升高的溫度和低于9的ρΗ下，潷草酮或含潷草酮原料的直接異構(gòu)化。所討論的金屬催化劑包括Zn、Mg、Ca、Ba、Sr、Mn,以及陰離子，如醋酸鹽、硫酸鹽和氯化物。他們的方法沒有公開其中在異構(gòu)化之前從β酸分離和純化潷草酮輸入物的步驟。他們確實報道了高產(chǎn)率的異潷草酮，但沒有具體討論雜質(zhì)。此外，許多實施例也將產(chǎn)物結(jié)晶來進行純化，這在目前的獲得高純度異潷草酮產(chǎn)物的方法中是不需要的。
GB 1，424，785 (
公開日=1976)也描述了堿土金屬化合物以及氧化鋅和碳酸鋅作為異構(gòu)化劑。該專利描述了在水不混溶溶劑和水混溶性溶劑的雙相溶液中利用二價金屬異構(gòu)化啤酒花提取物中的α酸的方法。他們沒有在異構(gòu)化之前從啤酒花提取物中分離出α 酸。沒有提及進行PH控制來最小化降解，也沒有提及除去脂肪酸來獲得所得到的在pH9. 0 至10. 0的水中的異潷草酮溶液具有物理穩(wěn)定性所需的產(chǎn)物純度。他們提出在異構(gòu)化后通過將含有異α酸的水不混溶溶劑與堿溶液接觸來分離異α酸，所述堿溶液的ρΗ足以將異 α酸作為其堿金屬鹽轉(zhuǎn)移至水相中，但不足以將大部分β酸轉(zhuǎn)移至水相中。另一方面，該方法在異構(gòu)化之前除去了大部分β酸，并且在異構(gòu)化之后通過異己烷/苛性堿分離除去了最后的微量β酸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了除去β酸對物理穩(wěn)定性是關(guān)鍵的，特別在低溫( 0°C) 下。
發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是提供從啤酒花提取物制備純化的異潷草酮組合物的改進方法，所述異潷草酮基本上不含不合需要的蛇麻酮、脂肪酸、啤酒花油和降解化合物。
本發(fā)明的還一個目的是避免現(xiàn)有技術(shù)方法的缺陷，如上述的那些。
本發(fā)明的另一個目的是在進一步加工前從啤酒花提取物中分離出潷草酮，分離方式可以使剩余的有價值的啤酒花化學物質(zhì)(如蛇麻酮和啤酒花油)很大程度上保持未改變，并且因此對于其他目的是有用的。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種快速、溫和的異潷草酮生產(chǎn)方法，所述方法使用堿土金屬鹽來加速反應過程。
本發(fā)明的另一個目的是通過從啤酒花提取物分離潷草酮，以使用鋅或堿土金屬鹽的加速方式異構(gòu)化所述潷草酮并將異構(gòu)化的異潷草酮純化成適合于釀造和其他目的的產(chǎn)物，以高產(chǎn)率(> 90% )和高純度(> 90% )提供來自啤酒花提取物的異潷草酮產(chǎn)物。
發(fā)明簡述
因此，特別可以用以下的詞語來概況我們認為的本發(fā)明所包括的內(nèi)容
一種制備純化的異潷草酮組合物的方法，其包括下列步驟
a.將包含潷草酮的啤酒花提取物溶解于水不混溶溶劑中并且在35_45°C的溫度下在相對于潷草酮濃度0. 7-1. 1摩爾當量的含水堿性溶液中混合，以形成雙相分離；
b.回收富含潷草酮的水層并且任選地用含水堿性溶液將pH調(diào)節(jié)至8. 6-9. 0 ；
c.將富含潷草酮的水層加熱至回流，同時添加二價金屬化合物作為異構(gòu)化劑；
d.在惰性氣氛下在回流下加熱含水混合物，直至完成潷草酮異構(gòu)化成異潷草酮；
e.將含水混合物冷卻至60_90°C ；
f.在惰性氣氛下，在60-90°C下，將0. 9-1. 2摩爾當量的含水酸溶液添加到異潷草酮中，持續(xù)0. 5-2.0小時；
g.將所得到的混合物冷卻至30-45°C并且添加水不混溶溶劑；
h.攪拌溶液，然后分離有機相和水相；
i.任選地，通過添加水、攪拌和分離兩相，用水洗滌回收的有機相；
j.任選地，重復步驟(i)，以除去離子物質(zhì)；
k.回收有機相，并且將其與0. 25-1體積的水混合，將混合物溫熱至30_45°C，邊攪拌邊用堿性溶液將PH調(diào)節(jié)至6. 7-7. 0，然后分離兩相；和
1.回收、除溶劑和濃縮含有純化的異潷草酮的水層，并用含水堿性溶液將pH和濃度調(diào)節(jié)至9. 0-10. 0的最終pH和所需的濃度，同時攪拌和加熱。
這樣的一種方法，其中啤酒花提取物來自潷草屬(Humulus)的啤酒花植物的球^ ο
這樣的一種方法，其中通過溶劑萃取或超臨界流體萃取或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他提取方式來提取啤酒花球果。
這樣的一種方法，其中當異構(gòu)化劑是鎂化合物時，在惰性氣氛下，在60-90°C下，將含水酸溶液以0. 9-1. 1摩爾當量的范圍添加到異潷草酮中，持續(xù)0. 5-2. 0小時。
這樣的一種方法，其中水不混溶溶劑是烴溶劑。
這樣的一種方法，其中烴溶劑是異己烷。
這樣的一種方法，其中異己烷是主要為通式C6H14飽和烴的混合物，具有約65至71°C的沸點范圍，其中主要的異構(gòu)體是正己烷和2-甲基戊烷。
這樣的一種方法，其中水不混溶溶劑是烴的混合物。
這樣的一種方法，其中不混溶溶劑是烴的混合物，其主要由六個碳組成并且相對于彼此其重量比不同。
這樣的一種方法，其中步驟(a)中包含潷草酮的啤酒花提取物與溶劑的體積比在從0. 5-3. 0的范圍內(nèi)。
這樣的一種方法，其中所述含水堿性溶液選自氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或多種。
這樣的一種方法，其中含水堿性溶液是氫氧化鉀。
這樣的一種方法，其中二價金屬異構(gòu)化催化劑選自Mg、Ca和Ba的氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、氯化物和醋酸鹽或其他羧酸鹽，及其組合。
這樣的一種方法，其中二價金屬異構(gòu)化催化劑選自氧化鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅或其他羧酸鹽，及其組合。
這樣的一種方法，其中二價金屬異構(gòu)化催化劑是MgSO4或其任一種水合形式。
這樣的一種方法，其中酸選自HCl、H3PO4和H2S04。
這樣的一種方法，其中酸是H2SO4。
這樣的一種方法，其中在步驟(d)形成異潷草酮-金屬螯合物，并且其中在添加酸之前，從溶液中分離出異潷草酮-金屬螯合物。
這樣的一種方法，其中在步驟(1)中，通過真空干燥或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他形式的除溶劑過程，將異潷草酮除溶劑至適合于人食用的溶劑水平。
這樣的一種方法，其中起始啤酒花提取物潷草酮至所得到的異潷草酮的回收率高于 70%。
這樣的一種方法，其中所得到的異潷草酮的回收純度高于約90%。
這樣的一種方法，其中所得到的純化的異潷草酮組合物是用于啤酒釀造過程中的苦味的合適添加劑。
通過該方法獲得的純化的異潷草酮組合物。
發(fā)明詳述
本發(fā)明涉及一種可行且有效的通過用最少的步驟和操作分離和異構(gòu)化潷草酮的從啤酒花提取物中提供純化異潷草酮的方法。優(yōu)選方法涉及使用烴溶劑和堿性水分離來分離啤酒花提取物中所含的潷草酮，分離水層并使用鋅或堿土金屬鹽異構(gòu)化劑將水層中的潷草酮異構(gòu)化成異潷草酮。一旦完成異構(gòu)化，用酸和烴溶劑處理所形成的異潷草酮-二價金屬復合物，以將純化的異潷草酮與金屬離子分離。通過萃取至含水堿性溶液中來進一步純化所得到的異潷草酮烴溶液，可以將該溶液調(diào)節(jié)至所需的PH和濃度。該方法提供了適合于啤酒釀造或其他用途的高產(chǎn)率、高純度和高穩(wěn)定性的異潷草酮產(chǎn)物。
本發(fā)明提供了一種經(jīng)濟而有效的用于從啤酒花提取物中分離潷草酮、將所述潷草酮異構(gòu)化成異潷草酮并且以高產(chǎn)率、高純度和極好物理穩(wěn)定性回收適合于啤酒釀造和其他方法中的異潷草酮的方法。
潷草酮由許多同源物組成，包括在啤酒花植物(Humulus lupulus)的雌花球果 (也稱為球花)中發(fā)現(xiàn)的通常稱為n-、C0-和ad-衍生物的化合物。液體啤酒花提取物是本領(lǐng)域公知的商業(yè)產(chǎn)物，并且通過啤酒花球果的有機溶劑萃取以及超臨界或液體二氧化碳萃取來生產(chǎn)，以除去啤酒苦味劑，如潷草酮和蛇麻酮。本發(fā)明不應當限于任何特定類型的啤酒花提取物，盡管由于高濃度的潷草酮和較低濃度的不合需要的植物副產(chǎn)物(特別是植物脂肪酸)，優(yōu)選地通過低壓超臨界二氧化碳處理的萃取。低壓萃取物(SMOOpsi)傾向于較低的甘油三酯和脂肪酸濃度，通常按照游離脂肪酸(FFA)計算為< 1.5%質(zhì)量，低于較高壓力( 3800-4500psi)的萃取物，其通常為 2. 5-6% FFA(Chrasti 1,1982 ；Ribeiro 和 Bernardo-Gil, 1995 ；GarIapati和Madras，2008)。潷草酮異構(gòu)化過程中遇到的pH和溫度將存在的任何甘油三酯水解成游離脂肪酸和甘油。高濃度的游離脂肪酸是成問題的，并且逸出溶液，在最終溶液中形成混濁。
脂肪酸在終產(chǎn)物中的溶解行為是根據(jù)碳原子的數(shù)量、pH、溫度等而改變的。脂肪酸通常大約含有約八個至二十二個碳原子。這些脂肪酸的實例包括亞油酸、棕櫚酸、油酸、亞麻酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、月桂酸等。隨著鏈長增加，脂肪酸在水中的溶解度降低(Reiger和 Rhein,1997)。
分離潷草酮
在加工之前從啤酒花提取物中分離潷草酮使得剩余的有價值的啤酒花化學物質(zhì) (如蛇麻酮和啤酒花油)得以保留用于其他目的，同時這些物質(zhì)的化學性質(zhì)由于異構(gòu)化過程中所需的溫度、PH和其他加工條件引起的變化最小。由于潷草酮與其他有機啤酒花成分相比的溶解度特征，可以實現(xiàn)在加工之前從提取物中分離潷草酮，提供高產(chǎn)率和高純度的用于異構(gòu)化起始材料的物質(zhì)。以相對高的純度從提取物中分離潷草酮對于除去大部分蛇麻酮和脂肪酸(特別是具有大于或等于16個碳鏈長度的脂肪酸)是重要的，這些物質(zhì)由于其溶解度差而在終產(chǎn)物中產(chǎn)生固體和形成混濁。
為了分離潷草酮，將啤酒花提取物溶解于等體積的烴溶劑，如異己烷中。將異己烷定義為主要為通式C6Hw飽和烴的混合物，下文中稱為異己烷。該方法也可以不使用異己烷來進行，但使用異己烷有助于形成較澄清的部分，在含水部分中具有較高產(chǎn)率的潷草酮和較低水平的蛇麻酮和脂肪酸(參見實施例2)，如果不除去這些物質(zhì)，則其將在終產(chǎn)物中產(chǎn)生固體和形成混濁(Foster，1995)。將該溶液與3%氫氧化鉀(KOH)水溶液混合，使用約 0. 9-1. 1 (優(yōu)選1. 1)堿與潷草酮的摩爾當量，由此提高潷草酮的溶解度并提供約8. 6至9. 0 的pH。將混合物在約35至45°C的溫度下攪拌10至20分鐘。KOH與潷草酮(α酸)反應， 來形成水溶性的容易從提取物的其他成分中分離出來的潷草酮鉀鹽，而其他成分主要保留在異己烷(或有機)層中。
攪拌后，分離有機相和水相。收集富含潷草酮的水相，根據(jù)所用的KOH的摩爾當量，其含有70至> 97%的起始潷草酮(參見實施例2)，并且通過在用于異構(gòu)化的制備物中添加10%氫氧化鉀，將pH調(diào)節(jié)至8. 9至9. 2。pH不超過9. 5是重要的。在異構(gòu)化過程中， 高PH提高降解化合物的形成速率，如同分異構(gòu)-異潷草酮和潷草酸，這降低了最終產(chǎn)物的純度，在極端情況下，引起最終產(chǎn)物混濁(Goldstein等，1988)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)起始提取物優(yōu)化該步驟中所述的變量，以含有富含潷草酮的含水部分，同時具有低水平的蛇麻酮(優(yōu)選地<0.5%)和脂肪酸(優(yōu)選地<0.1%)，并具有最佳的潷草酮產(chǎn)率。
異構(gòu)化潷草酮
將富含潷草酮的水溶液混合并在氮氣或其他惰性氣體的氣氛下加熱至回流。需要回流溫度來確保在相對短的時間量里完成異構(gòu)化。一旦溶液達到回流，緩慢添加相對于潷草酮0. 1-1. 0摩爾當量的二價堿土金屬鹽的水溶液(或粉末形式)，以最小化固體形成。 適宜作為異構(gòu)化劑的示例性堿土金屬鹽包括但不限于Mg和Ca的氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、氯化物、醋酸鹽或其他羧酸鹽，其中MgSO4是極好的催化劑。盡管不是堿土金屬離子， Si (II)，被啤酒釀造者用來控制釀造過程中的酵母生長，也是有效的異構(gòu)化催化劑，并且在以下的討論中，在討論堿土金屬的情況中應當認為也包括鋅。啤酒釀造者在釀造過程中已經(jīng)使用鋅的事實被看作是在啤酒花酸的異構(gòu)化中使用其的優(yōu)點。Si化合物的實例包括但不應當限于ai(II)的氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、氯化物和醋酸鹽或其他羧酸鹽。異構(gòu)化鋅或堿土金屬鹽劑的含量將影響反應時間和最終產(chǎn)物中順-和反-異潷草酮的分布。在所用的沒有添加堿土金屬鹽的異構(gòu)化條件下，順-與反-異潷草酮的比例為約1.4。比較起來，使用本發(fā)明的方法，通過分別添加相對于潷草酮0. 1至1. 0摩爾當量的硫酸鎂，順-與反-異潷草酮的比例為約2. 3至4. 0。相對于潷草酮0. 4摩爾當量的MgSO4水溶液的量提供了快速的反應時間，對反應PH的影響低，并且如之前所提及的，使用最小量的金屬離子獲得了較高比例的溶解度和穩(wěn)定性較好的順-異構(gòu)體(參見實施例幻。當使用鋅異構(gòu)化催化劑時，觀察到了相似的順-與反-異潷草酮比例的提高。對于實施例6中所用的鋅催化劑，計算產(chǎn)物中順-異潷草酮與反-異潷草酮的比例為3.5。在惰性氣體(如氮氣)氣氛下，在回流下，將反應混合物加熱約1.25小時或直至異構(gòu)化完成?？梢允褂酶邏阂合嗌V(HPLC)、 紫外線(UV)光譜或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他方法來檢測反應完成(> 98%潷草酮異構(gòu)化成異潷草酮)。一旦反應完成，將反應冷卻至85°C。
除去金屬離子
富含異潷草酮溶液含有必需分離的異潷草酮金屬離子螯合物。需要低pH，以從啤酒花酸螯合物中釋放出鋅和鎂離子。需要將金屬離子與啤酒花酸分離并除去，否則，終產(chǎn)物中將產(chǎn)生固體和形成混濁。為了破壞已經(jīng)形成的金屬螯合物，將反應混合物與約1.0摩爾當量(相對于異潷草酮)的35%硫酸^2SO4)溶液混合，并在惰性氣體的氣氛下，在85°C 下，攪拌大約1小時。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于所用的異構(gòu)化金屬鹽試劑和酸，優(yōu)化添加的酸含量，以有效地破壞的鋅或堿土金屬-異潷草酮螯合物。鋅的螯合物需要比鎂螯合物更多的酸來有效地破壞螯合物并以高產(chǎn)率和高純度來回收異潷草酮(相對于異潷草酮1. 2摩爾當量的硫酸，與鎂螯合物的0. 9至1. 1摩爾當量相比較)。然后將混合物冷卻至40°C，添加等體積的異己烷。使用異己烷，從水溶液中分離出酸形式的異潷草酮，所述水溶液含有高鎂、硫酸鹽和氫離子濃度。所用的異己烷的量可以改變，但相對于反應混合物體積的0. 85 體積能很好地工作。將所得到的溶液攪拌，然后分離有機異己烷相和水相。收集有機相，并通過與約三分之一體積的40°C的水徹底混合來洗滌，并分離，以確保徹底洗滌異己烷層?？梢匀芜x地使用另一等份的水來重復該洗滌步驟?？梢允褂梅聪酀B透(R0-級)水，以幫助從異己烷層中除去殘留的離子物質(zhì)。所得到的酸性異潷草酮濃縮物相對不含金屬鹽(參見實施例4)。
純化異潷草酮
可以將富含異潷草酮的有機層進一步純化，以除去由該過程攜帶的殘余的蛇麻酮和脂肪酸。蛇麻酮和脂肪酸的溶解度低于優(yōu)選的異潷草酮，因此將其除去，以避免終產(chǎn)物中沉淀和混濁的形成。不飽和脂肪酸，尤其是亞油酸的氧化，由于(E)-2_壬烯醛的形成，可以產(chǎn)生不合需要的風味(紙板味)(VanderhaegenJOOe)。為了除去殘余的蛇麻酮和脂肪酸， 將混合物在40°C下攪拌，并且使用10% Κ0Η,將pH調(diào)節(jié)至6. 7至7. 0，持續(xù)約20分鐘，然后分離兩相。略微升高的溫度有助于防止該處理步驟過程中膠質(zhì)的形成，并且縮短了 PH穩(wěn)定時間。收集含有純化的異潷草酮的水層，除溶劑并濃縮。純化的異潷草酮濃縮物材料(通常> 90%純度)相對不含蛇麻酮和脂肪酸(參見實施例幻。用水將濃縮物稀釋至所需的濃度，同時攪拌并加熱至40-60°C。使用含水Κ0Η，將溶液調(diào)節(jié)至9. 0至10. 0的最終pH。溫熱確保異潷草酮在該方法的這些步驟過程中完全溶解。所得到的產(chǎn)物提供了適用于啤酒釀造過程中的高產(chǎn)率和高純度的異潷草酮制備物，其具有極好的物理穩(wěn)定性，并且此外描述為基本上不含不合需要的蛇麻酮、脂肪酸、啤酒花油和降解化合物。
還可以使用冷穩(wěn)定性測試來預測終產(chǎn)物的物理穩(wěn)定性。用于異潷草酮產(chǎn)物的冷穩(wěn)定性測試簡單地包括將最終溶液冷卻至o°c，持續(xù)M小時，并且目測觀察溶液。如果產(chǎn)物在0°C下M小時后保持澄清，很可能當在環(huán)境條件下儲存時，該溶液將保持澄清和穩(wěn)定延長的時間段。然而，如果該產(chǎn)物在01下M小時后產(chǎn)生沉淀或混濁，那么很可能由于之前討論的各種雜質(zhì)，如脂肪酸和蛇麻酮，終產(chǎn)物將不穩(wěn)定(參見實施例5)。實施例
實施例1
通過在500mL圓底燒瓶(RBF)中頂部攪拌，將含有51. 40%潷草酮的超臨界(X)2啤酒花提取物(50. 03g，在約2200psi下提取的)與1體積的異己烷混合，直至提取物溶解。 將3%的K0H(150. Olg)水溶液添加混合物中，以給潷草酮提供大約1. 1摩爾當量的Κ0Η。將混合物在40°C下攪拌20分鐘，轉(zhuǎn)移至500mL分液漏斗中，使其分離30分鐘。收集較低部分的水相并分析(表1“潷草酮分離”步驟中的結(jié)果)。用10%的KOH水溶液將富含潷草酮的水相的PH從8. 6調(diào)節(jié)至9. 0，并在氮氣的洗滌下在500mL RBF中加熱至回流( 104°C )。 一旦溶液達到回流，將0.4摩爾當量(相對于潷草酮)的MgSO4水溶液(21mL RO-級水中 7. 12gMgS04七水合物)緩慢添加反應燒瓶中。將反應在回流下攪拌1.25小時，然后通過 HPLC來分析，顯示出> 99%的潷草酮異構(gòu)化成異潷草酮(參見表1中的步驟“異構(gòu)化后”)。 將反應冷卻至85°C，并且與20. 23g的35% H2SO4混合，這是相對于異潷草酮的1. 0摩爾當量吐504。將所得到的混合物攪拌一小時。將溶液冷卻至40°C，與一體積異己烷混合20分鐘，并轉(zhuǎn)移至500mL分液漏斗中。收集有機相，并與三分之一體積的40°C的水混合，并分離， 以確保異己烷層的徹底洗滌。使用反向滲透(R0-級)水，從異己烷層中除去殘余的離子物質(zhì)。所得到的酸性異潷草酮異己烷層相對不含金屬鹽(參見表1中的步驟“酸/水洗滌”)。 如果在這點上，金屬鹽水平太高，可以進行任選的第二次洗滌。通過在RBF中將其與三分之一體積的40 V的RO-級水混合來進一步純化異己烷層，并用10 % KOH將pH調(diào)節(jié)至7. 0。將溶液轉(zhuǎn)移至分液漏斗，使其分離。收集較低部分的水層，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)來除溶劑，以除去殘余的溶劑，并分析(參見表1中“純化材料”步驟)。
表1 實施例1的實驗結(jié)果。
權(quán)利要求
1. 一種制備純化的異潷草酮組合物的方法，其包括下列步驟a.將包含潷草酮的啤酒花提取物溶解于水不混溶溶劑中并且在35-45°C的溫度下在相對于潷草酮濃度0. 7-1. 1摩爾當量的含水堿性溶液中混合，以形成雙相分離；b.收集富含潷草酮的水層并且任選地用含水堿性溶液將PH調(diào)節(jié)至8.6-9. 0 ；c.將富含潷草酮的水層加熱至回流，同時添加二價金屬化合物作為異構(gòu)化劑；d.在惰性氣氛下在回流下加熱含水混合物，直至完成潷草酮異構(gòu)化成異潷草酮；e.將含水混合物冷卻至60-90°C；f.在惰性氣氛下，在60-90°C下，將0.9-1. 2摩爾當量的含水酸溶液添加到異潷草酮中，持續(xù)0. 5-2. 0小時；g.將所得到的混合物冷卻至30-45°C并且添加水不混溶溶劑；h.攪拌溶液，然后分離有機相和水相；i.任選地，通過添加水、攪拌和分離兩相，用水洗滌收集的有機相；j.任選地，重復步驟(i)，以除去離子物質(zhì)；k.收集有機相，并且將其與0. 25-1體積的水混合，將混合物溫熱至30-45°C，邊攪拌邊用堿性溶液將PH調(diào)節(jié)至6. 7-7. 0，然后分離兩相；和1.收集、除溶劑和濃縮含有純化的異潷草酮的水層，并用含水堿性溶液將PH和濃度調(diào)節(jié)至9. 0-10. 0的最終pH和所需的濃度，同時攪拌和加熱。
2.權(quán)利要求1的方法，其中啤酒花提取物來自潷草屬(Humulus)的啤酒花植物的球果。
3.權(quán)利要求2的方法，其中通過溶劑萃取或超臨界流體萃取或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他提取方式來提取啤酒花球果。
4.權(quán)利要求1的方法，其中當異構(gòu)化劑是鎂化合物時，在惰性氣氛下，在60-90°C下，將含水酸溶液以0. 9-1. 1摩爾當量的范圍添加到異潷草酮中，持續(xù)0. 5-2. 0小時。
5.權(quán)利要求1的方法，其中水不混溶溶劑是烴溶劑。
6.權(quán)利要求5的方法，其中烴溶劑是異己烷。
7.權(quán)利要求6的方法，其中異己烷是主要為通式C6H14的飽和烴的混合物，具有約65至 71°C的沸點范圍，其中主要的異構(gòu)體是正己烷和2-甲基戊烷。
8.權(quán)利要求1的方法，其中水不混溶溶劑是烴的混合物。
9.權(quán)利要求8的方法，其中水不混溶溶劑是烴的混合物，所述烴主要由六個碳組成并且相對于彼此其重量比不同。
10.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)中包含潷草酮的啤酒花提取物與溶劑的體積比在從0. 5-3. 0的范圍內(nèi)。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述含水堿性溶液選自氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或多種。
12.權(quán)利要求1的方法，其中含水堿性溶液是氫氧化鉀。
13.權(quán)利要求1的方法，其中二價金屬異構(gòu)化催化劑選自Mg、Ca和Ba的氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、氯化物和醋酸鹽或其他羧酸鹽，及其組合。
14.權(quán)利要求1的方法，其中二價金屬異構(gòu)化催化劑選自氧化鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅或其他羧酸鹽，及其組合。
15.權(quán)利要求13的方法，其中二價金屬異構(gòu)化催化劑是MgSO4或其任一種水合形式。
16.權(quán)利要求1的方法，其中酸選自HCl、H3PO4和H2S04。
17.權(quán)利要求16的方法，其中酸是H2S04。
18.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(d)形成異潷草酮-金屬螯合物，并且其中在添加酸之前，從溶液中分離出異潷草酮-金屬螯合物。
19.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(1)中，通過真空干燥或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他形式的除溶劑過程，將異潷草酮除溶劑至適合于人食用的溶劑水平。
20.權(quán)利要求1的方法，其中起始啤酒花提取物潷草酮至所得到的異潷草酮的收集率高于70%。
21.權(quán)利要求1的方法，其中所得到的異潷草酮的收集純度高于約90%。
22.權(quán)利要求1的方法，其中所得到的純化的異潷草酮組合物是用于啤酒釀造過程中的苦味的合適添加劑。
23.通過權(quán)利要求1的方法獲得的純化的異潷草酮組合物。
全文摘要
一種制備異葎草酮組合物的方法，該方法可提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的改進，并且產(chǎn)生高產(chǎn)率和高純度的源自啤酒花提取物的異葎草酮制備物，其具有極好的物理穩(wěn)定性，并且基本上不含不合需要的蛇麻酮、脂肪酸、啤酒花油和降解化合物。
文檔編號C12C3/12GK102510898SQ201080042174
公開日2012年6月20日 申請日期2010年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者B·P·布芬, J·J·吐因斯塔拉, P·C·瓦納斯泰尼 申請人:卡拉馬祖控股股份有限公司