專利名稱：水溶性豆類萃取物的制作方法
背景技術(shù)：
營(yíng)養(yǎng)研究中最新和最關(guān)心的領(lǐng)域之一包括所謂植物化學(xué)品的食物成分。植物化學(xué)品，如異黃酮和其衍生物，僅在植物中發(fā)現(xiàn)，它們雖不歸類為營(yíng)養(yǎng)品，但深深影響我們的健康。參見(jiàn)如W.R.Bidlack等編著植物化學(xué)品，一種新的典范，Technomic出版社出版，1998。
植物化學(xué)品的發(fā)現(xiàn)引起營(yíng)養(yǎng)學(xué)新時(shí)代的曙光。見(jiàn)于大豆等豆類的植物化學(xué)品特別重要。豆類和其制品，例如大豆和大豆制品提供降低如癌等許多慢性疾病發(fā)生的特殊渠道。參見(jiàn)農(nóng)業(yè)食品化學(xué)雜志，42，1666(1994)；和43，1184(1995)。近年來(lái)研究表明，每日一餐大豆食品足于獲得這些食物化學(xué)品之益處(參見(jiàn)M.Messina等著單純大豆和我們的健康，NY，花園城市公園，Avery出版社出版，1994)。
但大豆食物具有臭味、粗質(zhì)等原因，因而多數(shù)人不愿食用。為避免不喜歡大豆食物，一種解決方式為以大豆異黃酮為飲食補(bǔ)助品，但不幸因其水溶性低，故大豆異黃酮和其衍生物仍未被利用。參見(jiàn)R.Elkinsa著染料木苷素，猶它州，快樂(lè)谷，Woodland出版社出版，1998。
發(fā)明概述一方面，本發(fā)明表征了一種水溶性豆類的濕態(tài)或干態(tài)萃取物，其包括一種或多種如下式所示的異黃酮衍生物 式中R1為氫或羥基，R2為氫或甲氧基，R3為氫或CO-R4，R4為甲基或羧甲基。此水溶性豆類萃取物為干態(tài)時(shí)包括約5-約50重量份的異黃酮衍生物，于約25℃水中的溶解度為約10-約1000mg/ml。存在于水溶性豆類萃取物的異黃酮例子包括大豆異黃酮苷(daidzin)、染料木苷(genistin)、黃豆苷(glycitin)、6″-O-乙?；蠖巩慄S酮苷、6″-O-乙?；玖夏拒?、6″-O-乙酰基黃豆苷、6″-O-丙二?；蠖巩慄S酮苷、6″-O-丙二?；玖夏拒栈?″-O-丙二?；S豆苷。
本發(fā)明的水溶性豆類萃取物包括一種或多種異黃酮衍生物，例如一種異黃酮糖苷，其與豆類中的其它成分復(fù)合而意外地提高了水溶性。
另一方面，本發(fā)明還表征了水溶性豆類萃取物的制備方法，其包括將粉化的粗制豆類萃取物與水混合，加熱該混合物，添加凝結(jié)劑到混合物中而形成懸浮液后，加熱該懸浮液，并收集上清液，則得到水溶性豆類萃取物。該水溶性豆類萃取物具有風(fēng)味佳的特點(diǎn)，且當(dāng)作任何食品之成分時(shí)，都成為適宜的組成物，并有上好表現(xiàn)。其可與如牛乳、茶、軟飲料、果汁、咖啡、調(diào)味料、谷物、水、啤酒、脆餅、口香糖、巧克力或湯等食品配合。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可由如下文的進(jìn)一步描述和申請(qǐng)專利范圍中體現(xiàn)。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明涉及一種水溶性豆類萃取物，其包括一種或多種如下式所示的異黃酮衍生物 式中R1為氫或羥基，R2為氫或甲氧基，R3為氫或CO-R4，R4為甲基或羧甲基。
存在于本發(fā)明水溶性豆類萃取物的異黃酮的例子包括大豆異黃酮苷(daidzin)、染料木苷(genistin)、黃豆苷(glycitin)、6″-O-乙?；蠖巩慄S酮苷、6″-O-乙?；玖夏拒?、6″-O-乙?；S豆苷、6″-O-丙二?；蠖巩慄S酮苷、6″-O-丙二?；玖夏拒栈?″-O-丙二?；S豆苷。如大豆異黃酮苷、染料木苷素等異黃酮配糖于胃或小腸中被吸收而由人小腸內(nèi)產(chǎn)生鼠李糖、外β葡萄糖苷、內(nèi)β葡萄糖苷的微生物經(jīng)糖苷配基代謝為異黃酮。參見(jiàn)如Biol.Pharm.Bull，22(1998)；Biol.Pharm.Bull，17，1369(1994)；Arch.Pharm.Res.，21，17(1998)。
本發(fā)明的水溶性豆類萃取物增進(jìn)水溶性，這提高了用于食品時(shí)異黃酮衍生物的生理吸收。例如，金雀異酮苷于25℃甲醇中的溶解度約5mg/ml，于25℃水中約1mg/ml，而包括約10％異黃酮衍生物的本發(fā)明水溶性豆類萃取物在水中的溶解度約為300mg/ml。代表性地，本發(fā)明的水溶性豆類萃取物使異黃酮衍生物的溶解度增加了約30倍。在干態(tài)時(shí)，包括約10到約50重量份的異黃酮衍生物，于約25℃水中的溶解度為約10到約1000mg/ml；優(yōu)選地，含有約10到約20重量份的異黃酮衍生物，水中的溶解度為約30到約300mg/ml；尤特別優(yōu)選地，含有約10-約20重量份的異黃酮衍生物，水中的溶解度為約50到約200mg/ml。當(dāng)然，異黃酮衍生物的重量百分比影響水溶性豆類萃取物的總?cè)芙舛?。例如，含異黃酮衍生物較高重量百分比的萃取物的總?cè)芙舛鹊陀诤慄S酮衍生物較低重量百分比的萃取物。
任何豆類皆可用以制造本發(fā)明的水溶性豆類萃取物。用以制造本發(fā)明的水溶性豆類萃取物的豆類包括但不限于大豆、綠豆、黑豆、云豆。優(yōu)選的豆類為大豆。通?？捎枚N不同型大豆，例如食用豆和制油用豆，來(lái)制造本發(fā)明的水溶性豆類萃取物。相對(duì)于食用豆來(lái)說(shuō)，制油用豆的蛋白質(zhì)含有量更少，因而制油用豆更為優(yōu)選。代表性地，先除去制油用豆中的油份以制成加工豆。除油法可參見(jiàn)K.S.Liu著大豆化學(xué)、技術(shù)和利用，馬利蘭州，蓋滋堡，Aspen出版社出版，1999。
本發(fā)明水溶性豆類萃取物的制備方法包括混合以重量計(jì)的約1份到約50份的豆粉粗萃取物和約100份熱或冷水。豆粉粗萃取物可通過(guò)用約50-90％醇水溶液或100％有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇或乙腈萃取來(lái)制造。豆粉粗萃取物的一個(gè)實(shí)例為大豆醬。大豆醬代表約1％重量的大豆，然而包括了相對(duì)剩余的大豆部分更高濃度的異黃酮衍生物。例如，大豆醬中的異黃酮衍生物比剩余的大豆部分高出約30倍。參見(jiàn)K.S.Liu著大豆化學(xué)、技術(shù)和利用，馬利蘭州，蓋滋堡，Aspen出版社出版，1999。豆粉粗萃取物如大豆醬可以購(gòu)自美國(guó)Schousten公司，如SoyLifel50和SoyLife25?；蛘?，豆粉粗萃取物也可以購(gòu)自美國(guó)ArcharDaniels Midland公司，如NOVASOY。
然后將此水和豆粉粗萃取物的混合物加熱約60至100℃之間約10到120分鐘后，且每100重量份的水中添加約2.0重量份的凝結(jié)劑而形成懸浮液，再加熱至約30到100℃之間約1到120分鐘。以過(guò)濾或離心來(lái)收集上清液，以得到增加了溶解度的水溶性豆類萃取物。另外，可添加酸或堿以調(diào)節(jié)懸浮液或上清液的Ph值，從而避免異黃酮衍生物沉淀。代表性地，Ph值調(diào)為約6.0。
所得上清液可通過(guò)脫色以脫去任何不希望的顏色。脫色方法包括但不限于鎳Ni觸媒的氫化和用于制造大豆油的漂白法。脫色法可參見(jiàn)K.S.Liu著大豆化學(xué)、技術(shù)和利用，馬利蘭州，蓋滋堡，Aspen出版社出版，1999，和P.J.Wan著油脂技術(shù)，伊利諾州，原野，AOCS出版社出版。此上清液也可用包括但不限于用分子蒸餾或蒸發(fā)等公知的蒸餾系統(tǒng)來(lái)濃縮。分子蒸餾系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例為購(gòu)自美國(guó)351N.Dekora Woods Blv.Saukville，WI53080，POPESCIENTIFIC，INC公司的Wiped-Film Still。此外，此上清液可用如凍干法或噴干法等任何公知的干燥方法干燥(UPS5,882,717)。
本發(fā)明的水溶性豆類萃取物可由分批法或流動(dòng)法，即連續(xù)萃取和過(guò)濾法來(lái)制備。代表性地，用流動(dòng)法以維持合理的制造成本。
為提高異黃酮苷的溶解度，于100重量份的水中添加約0.001到3.0重量份的凝結(jié)劑，如CaCl2，CaSO4，MgCl2，MgSO4，任何有機(jī)或無(wú)機(jī)酸(例如檸檬酸、富馬酸、乳酸、蘋(píng)果酸、酒石酸、H2SO4、H3PO4或HCl)、糖精、葡糖酸-D-內(nèi)酯，和木瓜蛋白酶。制造此萃取物時(shí)，添加凝結(jié)劑通過(guò)單純交連或改質(zhì)來(lái)形成豆蛋白或多醣的不溶性聚集物。凝結(jié)劑的濃度直接影響萃取物中豆蛋白或多糖的量。例如，凝結(jié)劑量越多，導(dǎo)致形成更多的不溶聚集物。此效果允許控制萃取物中水溶性蛋白和多醣的總量和異黃酮衍生物的溶解度。添加凝結(jié)劑的量通過(guò)測(cè)定所得豆類萃取物的脂肪、蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)酸含量來(lái)決定。一般來(lái)說(shuō)，添加足量凝結(jié)劑來(lái)生成約1％以下的脂肪、約1到5％的蛋白質(zhì)、約0.01到3％的Na、約0.01到3％的Ca和約0.01到3％的任何酸。水溶性豆類萃取物中諸如脂肪、蛋白質(zhì)、Na、Ca、酸的量可由任何公知的分析法確定，例如遵從食物藥品管理局(FDA)推薦的分析法。代表性地，于萃取物添加約0.3重量份的檸檬酸。一般來(lái)說(shuō)，若凝結(jié)劑添加太多，水溶性豆蛋白質(zhì)、多醣或異黃酮衍生物會(huì)從萃取物中共析出來(lái)，因而降低了萃取物中異黃酮衍生物的濃度或溶解度。而若凝結(jié)劑添加太少，則豆混合物形成膠狀，因而難由此分離出水溶性豆類萃取物。
本發(fā)明的水溶性豆類萃取物可以干態(tài)或濕態(tài)加入食品。食品可為固體、膏狀或液體，如牛乳、茶、軟飲料、果汁、咖啡、調(diào)味料、谷物、水、啤酒、脆餅、口香糖、巧克力或湯。
本發(fā)明的水溶性豆類萃取物也包括大麥、米、麥芽等其它谷物的共萃取物。例如，一種或多種的其它谷物與豆類可由上述方法制成本發(fā)明的水溶性豆類萃取物。此外，水溶性豆類萃取物可用電解質(zhì)、香料、防腐劑和其它添加劑(例如維生素補(bǔ)充劑和麥芽糊精)來(lái)增強(qiáng)。防腐劑的實(shí)例包括但不限于抗壞血酸和五倍子酸丙脂，電解質(zhì)的實(shí)例包括但不限于硫酸鎂和氯化鉀。
不用進(jìn)一步的闡述，上面的描述已經(jīng)充分公開(kāi)了木發(fā)明。以下的舉例將詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。所有的出版物，包括專利公報(bào)引用于此，以作參考。實(shí)施例1用約90％乙醇水溶液萃取的豆粉粗萃取物1公斤中，如購(gòu)自美圍Schousten公司的SoyLife150中加入3公升70℃熱水。于90℃攪拌30分鐘和50℃攪拌30分鐘之后，于50℃，10,000×g離心粗分離殘滓和溶液。傾析后，于上清液中添加食品添加劑級(jí)的氯化鈣6克(約0.02M)，并于30℃繼續(xù)攪拌30分鐘后，上清液經(jīng)1μm微濾器過(guò)濾，得到黃色溶液(2.5公升)。將此濾液移入5-L玻璃燒瓶中，在有催化量(約3克)的5％pd/c存在下，在10個(gè)大氣壓下氫化5小時(shí)。將此脫色后的混合物經(jīng)0.2μm微濾器過(guò)濾，得到澄清的水溶性豆類萃取物溶液(2.3公升)。
此水溶性豆類萃取物溶液用高壓液相色譜柱(HPLC)表征。HPLC是購(gòu)自Waters公司的C18逆相柱150×4.6mm對(duì)稱掩蔽RP18，依照梯度溶析法，于30℃下用15-40％乙腈水溶液和0.1％三氟乙酸以1ml/min溶出20分鐘。HPLC測(cè)定器設(shè)定為254nm。


圖1表示實(shí)例1水溶性豆類萃取物中主成分的HPLC圖。其各峰、滯留時(shí)間、峰面積和面積百分比都列入表1中。通過(guò)比較未知成分的滯留時(shí)間和于同一實(shí)驗(yàn)條件下HPLC分析的已知異黃酮苷的滯留時(shí)間來(lái)鑒定萃取物中的若干成分。
水溶性豆類萃取物溶液也測(cè)定萃取物成分的相對(duì)量來(lái)表征。萃取物的樣品送至位于美國(guó)奧列岡州，波多蘭市的食品實(shí)驗(yàn)公司并依FDA推薦的方法分析，結(jié)果含有＜0.1％脂肪、5％蛋白質(zhì)、65％碳水化物(多醣)、20％異黃酮、8％礦物質(zhì)和1％水分。
表1.實(shí)施例1中可溶性大豆產(chǎn)物的HPLC分析#滯留時(shí)間(分)峰面積面積％化合物16.940 56.95 0.35 不確定27.231 85.42 0.53 不確定37.661 164.09 1.02 不確定48.090 5129.9131.85大豆異黃酮苷58.507 2722.5816.90黃豆苷610.376 19.68 0.12 不確定710.652 23.89 0.15 不確定811.069 34.82 0.22 不確定911.685 367.98 2.28 不確定10 11.990 1378.498.56 染料木苷11 12.766 75.19 0.47 丙二酰大豆異黃酮苷12 13.048 52.95 0.33 丙二酰黃豆苷13 13.461 3038.5418.86乙酰大豆異黃酮苷14 13.771 1421.888.83 乙酰染料木苷15 15.723 33.08 0.21 不確定16 15.942 43.63 0.27 不確定17 17.265 58.45 0.36 不確定18 17.737 867.85 5.39 乙酰黃豆苷19 18.236 288.12 1.79 黃豆黃素20 18.822 196.99 1.22 大豆黃素21 25.657 47.89 0.30 染料木黃素合計(jì) 16108.41 100.00實(shí)施例2用約90％乙醇水溶液萃取的豆粉粗萃取物(1公斤)，如購(gòu)自美國(guó)Schousten公司的SoyLife150中加入27公升70℃熱水，于90℃攪拌15分鐘后，注入90克檸檬酸水溶液3升。于90℃攪拌15分鐘后，真空下經(jīng)硅藻土床濾紙過(guò)濾。濾液為淡黃色澄清溶液(27公升)。加入碳酸鉀(50克)調(diào)節(jié)Ph值至6.0。真空下經(jīng)0.45μm穴濾器(毫孔公司)過(guò)濾除菌純化后，于70℃，20mm Torr下用2英寸的Wiped-Film Still(HOPE科學(xué)公司)濃縮，得到淡黃色水溶性豆類萃取物溶液(18公升)。實(shí)施例3用實(shí)施例1的方法制得水溶性豆類萃取物溶液2公升后，用Bertis公司制造的凍干機(jī)于-85℃，10mm Torr下凍干2日，得到350克淡黃色于餅。此干餅包括70克異黃酮衍生物，溶解度約200mg/ml。溶解度是通過(guò)首先將1克干燥萃取物于25℃的1ml純水中攪拌5分鐘，然后，觀察混合物是否完全溶解，若未完全溶解，追加1ml水并于25℃攪拌5分鐘。再觀察是否完全溶解，若不，再追加1ml水且于25℃攪拌5分鐘，如此至觀察到完全溶解為止。其它實(shí)施例本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的所有特點(diǎn)可作任何搭配。說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的各特點(diǎn)可取代以具有同樣、相當(dāng)或類似目的的其它特點(diǎn)。故除非特別說(shuō)明，各公開(kāi)的特征只為一系列相當(dāng)或類似特點(diǎn)的例子。
并且由上所述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難由很容易確定本發(fā)明的重要特征，在不背離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行種種變化和修飾以適合不同用途和條件。因此，其它的實(shí)施方式也包括于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水溶性豆類萃取物，其包括一種或多種的如下式所示的異黃酮衍生物 式中R1為氫或羥基，R2為氫或甲氧基，R3為氫或CO-R1，R1為甲基或羧甲基，且該水溶性豆類萃取物在干態(tài)時(shí)包括5-50重量份的異黃酮衍生物，于25℃水中的溶解度為約10到1000mg/ml。
2.如權(quán)利要求1所述的水溶性豆類萃取物，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆、綠豆、黑豆、或云豆。
3.如權(quán)利要求1所述的水溶性豆類萃取物，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆。
4.如權(quán)利要求1所述的水溶性豆類萃取物，其特征在于，所述水溶性豆類萃取物在干態(tài)時(shí)包括10到20重量份的異黃酮衍生物，于25℃水中的溶解度為約30到300mg/ml。
5.如權(quán)利要求1所述的水溶性豆類萃取物，其特征在于，所述水溶性豆類萃取物在干態(tài)時(shí)包括10到20重量份的異黃酮衍生物，于25℃水中之溶解度為50-200mg/ml。
6.如權(quán)利要求1所述的水溶性豆類萃取物，其特征在于，所述異黃酮衍生物為大豆異黃酮苷(daidzin)、染料木苷(genistin)、黃豆苷(glycitin)、6″-O-乙?；蠖巩慄S酮苷、6″-O-乙?；玖夏拒铡?″-O-乙?；S豆苷、6″-O-丙二?；蠖巩慄S酮苷、6″-O-丙二?；玖夏拒栈?″-O-丙二酰基黃豆苷。
7.如權(quán)利要求6所述的水溶性豆類萃取物，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆。
8.如權(quán)利要求6所述的水溶性豆類萃取物，其特征在于，所述水溶性豆類萃取物在干態(tài)時(shí)包括10到20重量份的異黃酮衍生物，于25℃水中的溶解度為30到300mg/ml。
9.如權(quán)利要求6所述的水溶性豆類萃取物，其特征在于，所述水溶性豆類萃取物在干態(tài)時(shí)包括10到20重量份的異黃酮衍生物，于25℃水中的溶解度為50到200mg/ml。
10.一種水溶性豆類萃取物的制備方法，其包括將粉化粗制豆類萃取物與水混合；加熱此混合物；添加凝結(jié)劑于此混合物中以形成懸浮液；加熱此懸浮液；及收集上清液，得到水溶性豆類萃取物。
11.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆、綠豆、黑豆、或云豆。
12.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆。
13.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，約0.01到3重量份的所述凝結(jié)劑被添加至每100重量份的水中。
14.如權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征在于，所述凝結(jié)劑為檸檬酸。
15.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述上清液是通過(guò)過(guò)濾懸浮液來(lái)收集的。
16.如權(quán)利要求10所述的制備方法，其進(jìn)一步包括了將所述上清液干燥以得干燥的水溶性豆類萃取物。
17.一種水溶性豆類萃取物的制備方法，其包括將約1到50重量份的粉化粗制豆類萃取物與100重量份的水混合，加熱此混合物至約60到100℃之間，約10到120分鐘；添加凝結(jié)劑于此混合物中以形成懸浮液；加熱此懸浮液至約30到100℃之間，約1到120分鐘；及收集上清液，得到水溶性豆類萃取物。
18.如權(quán)利要求17所述的制備方法，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆、綠豆、黑豆、或云豆。
19.如權(quán)利要求18所述的制備方法，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆。
20.一種由權(quán)利要求10所述的方法制備的水溶性豆類萃取物。
21.一種由權(quán)利要求11所述的方法制備的水溶性豆類萃取物。
22.一種由權(quán)利要求12所述的方法制備的水溶性豆類萃取物。
23.一種由權(quán)利要求13所述的方法制備的水溶性豆類萃取物。
24.一種由權(quán)利要求14所述的方法制備的水溶性豆類萃取物。
25.一種由權(quán)利要求15所述的方法制備的水溶性豆類萃取物。
26.一種由權(quán)利要求16所述的方法制備的水溶性豆類萃取物。
27.一種由權(quán)利要求17所述的方法制備的水溶性豆類萃取物。
28.一種食物制品，其包括如權(quán)利要求1所述的水溶性豆類萃取物。
29.如權(quán)利要求28所述的食物制品，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆、綠豆、黑豆、或云豆。
30.如權(quán)利要求29所述的食物制品，其特征在于，所述豆類萃取物基于大豆。
31.一種食物制品，其包括權(quán)利要求9所述的水溶性豆類萃取物。
32.一種食物制品，其包括權(quán)利要求20所述的水溶性豆類萃取物。
33.如權(quán)利要求28所述的食物制品，其特征在于，所述食物制品為牛乳、茶、軟飲料、果汁、咖啡、調(diào)味料、谷物、水、啤酒、脆餅、口香糖、巧克力或湯。
34.如權(quán)利要求29所述的食物制品，其特征在于，所述食物制品為牛乳、茶、軟飲料、果汁、咖啡、調(diào)味料、谷物、水、啤酒、脆餅、口香糖、巧克力或湯。
35.如權(quán)利要求30所述的食物制品，其特征在于，所述食物制品為牛乳、茶、軟飲料、果汁、咖啡、調(diào)味料、谷物、水、啤酒、脆餅、口香糖、巧克力或湯。
36.如權(quán)利要求31所述的食物制品，其特征在于，所述食物制品為牛乳、茶、軟飲料、果汁、咖啡、調(diào)味料、谷物、水、啤酒、脆餅、口香糖、巧克力或湯。
37.如權(quán)利要求32所述的食物制品，其特征在于，所述食物制品為牛乳、茶、軟飲料、果汁、咖啡、調(diào)味料、谷物、水、啤酒、脆餅、口香糖、巧克力或湯。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括一種或多種異黃酮的水溶性豆類萃取物，并公開(kāi)了此類水溶性豆類萃取物的制備方法。
文檔編號(hào)A23L1/30GK1411345SQ00817263
公開(kāi)日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2000年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
發(fā)明者小野光則, 吉屋圭三, 辰田憲昭, 山口直人, 陳良博 申請(qǐng)人:小野光則, 吉屋圭三, 辰田憲昭, 山口直人, 陳良博