Спосіб екстракції попередників хіміопротекторів з насіння і паростків рослин сімейства хрестоцвітих, екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора та харчовий продукт на основі екстракту

1. Спосіб екстракції попередників хіміопротекторів, що включає в себе утворення водного екстракту насіння або паростків хрестоцвітих; контакт водного екстракту з адсорбентом, який вибраний з групи: з активованого вугілля, оксиду кремнію, хімічно модифікованого оксиду кремнію, вибілювальної глини і їх сумішей; і відділення адсорбенту від водного екстракту для одержання екстракту з підвищеним вмістом попередників хіміопротекторів, причому спосіб є ефективним для одержання екстракту з підвищеним вмістом попередників хіміопротекторів, що має співвідношення алкілглюкози 2 (19) 1 3 92140 4 утворення водного екстракту насіння або паростків хрестоцвітих; контакт водного екстракту з адсорбентом, який вибраний з групи: з активованого вугілля, оксиду кремнію, хімічно модифікованого оксиду кремнію, вибілювальної глини і їх сумішей; і відділення адсорбенту від водного екстракту для одержання екстракту з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора, причому спосіб є ефективним для одержання числового співвідношення алкілглюкозинолатів до індолглюкозинолатів, яке дорівнює щонайменше приблизно 30, в екстракті з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора. 15. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де алкілглюкозинолати являють собою глюкорафанін. 16. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де індолглюкозинолати являють собою 4-гідроксиглюкобрасицин. 17. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де співвідношення числа алкілглюкозинолатів до індолглюкозинолатів дорівнює від приблизно 30 до приблизно 1000. 18. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де співвідношення числа алкілглюкозинолатів до індолглюкозинолатів дорівнює приблизно 1000 або більше. 19. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де насіння або паростки хрестоцвітих вибирають з групи: з броколі, капусти, листової капусти, виткої капусти, кормової капусти, тисячоголової капусти, китайської капусти, цвітної капусти, португальської капусти, брюссельської капусти, кольрабі, джерсійської капусти, савойської капусти, листової капусти, браунколі, редису і їх сумішей. 20. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 19, де насіння або паростки хрестоцвітих одержані від броколі. 21. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 19, де насіння хрестоцвітих знежирюють перед утворенням водного екстракту. 22. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де водний екстракт насіння або паростків хрестоцвітих утворюють за допомогою контакту насіння або паростків хрестоцвітих з водою, що має температуру, яка дорівнює приблизно від 60 °С до 110 °С, протягом щонайменше приблизно 5 хвилин. 23. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де адсорбент являє собою активоване вугілля. 24. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де від 1 до 20 мас. % адсорбенту змішують з водним екстрактом. 25. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 23, де від приблизно 8 до приблизно 12 мас. % адсорбенту змішують з водним екстрактом. 26. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де водний екстракт додають до колонки, що містить адсорбент. 27. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де водний екстракт сушать, охолоджують, заморожують або ліофілізують. 28. Екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора за п. 14, де водний екстракт піддають ультрафільтрації через мембрани з MWCO (межа пропускання за молекулярною массою), що дорівнює щонайменше 500. 29. Харчовий продукт, що включає в себе ефективну кількість екстракту за п. 14. 30. Харчовий продукт за п. 29, де харчовий продукт вибирають з групи: з харчових добавок, напоїв, коктейлів, випічок, чаю, супів, зернових, пілюль, таблеток, салатів, бутербродів, гранол, заправок до салатів, соусів, кави, сирів, йогуртів, поживних батончиків і їх сумішей. Даний винахід відноситься до хіміопротекторних сполук і способу одержання хіміопротекторних сполук, які можуть бути включені у різні продовольчі продукти. Більш конкретно, винахід відноситься до способу екстракції, який с ефективним для одержання екстракту, що мас високе співвідношення хіміопротекторних сполук до менш бажаних сполук, забезпечуючи високий вихід хіміопротекторних сполук. Підвищені вихід і співвідношення хіміопротекторних сполук забезпечуються водним способом екстракції, що використовується у поєднанні з адсорбентами. Загальновідомо, що дієта відіграє велику роль у контролі ризику розвитку ракових захворювань і що збільшене споживання фруктів і овочів може зменшити кількість випадків раку у людей. Наявність визначених мінорних хімічних компонентів у рослинах може забезпечити головний захисний механізм при доставці у клітини ссавців. Овочі сімейства хрестоцвітих містять фітохімічні попередники активних хіміопротекторів, особ ливо глюкорафанін і супутній продукт його переробки сульфорафан, які, будучи доставлені у клітини ссавців, запускають механізми детоксикації канцерогенної речовини. На додаток до зниження ризику розвитку деяких видів раку, як нещодавно показано, глюкорафанін через біоактивний продукт його переробки, сульфорафан, ефективний для знищення мікроорганізму, що викликає розвиток більшості виразок шлунку і може надати нові підходи для зменшення ризику розвитку серцевосудинних і очних захворювань. Докладаються зусилля для одержання дозволу на правовий захист маркування продовольчих продуктів або з природним високим вмістом цих речовин або харчових продуктів, що містять домішку хрестоцвітих хіміопротекторів. Продукти, що містять хіміопротекторні домішки, хоча і без правових вимог, вже представлені на ринку. Овочі сімейства хрестоцвітих також містять інші сполуки, такі як індолглюкозинолати, які являють собою проблеми для підтримки хорошого 5 здоров'я. Ці сполуки не тільки являють собою слабкі індуктори системи детоксикації канцерогенної речовини, але також вони можуть індукувати системи, які можуть біоактивувати визначені проканцерогени. Крім того, продукти руйнування індолглюкозинолатів, ідо утворюються у шлунку у процесі переварювання, можуть діяти подібно до діоксину, дуже активного токсину. Отже, є переважним виробляти препарати, які містять глюкорафанін, що містять настільки невелику залишкову кількість глюкозиполатів індолу або інших несприятливих сполук, наскільки можливо. У декількох патентах описана розробка високохіміопротективної зародкової плазми рослин сімейства хрестоцвітих зі значно поліпшеним співвідношенням глюкорафаніну та індолглюкозинолатів (збільшення співвідношення від приблизно 0,2 до 30). Див., наприклад, патенти США №№6521818, 6242018, 6177122, 5968567. 5968505 і 5725895; однак розробка зародкової плазми від лабораторії до польових випробувань і до надходження на ринок буде вимагати значного часу, аж до 5 років, і без гарантії успіху. Отже, існує потреба забезпечення альтернативних способів виробництва високих виходів глюкорафаніну з високим співвідношенням глюкорафаніну до індолглюкозинолатів. Даний винахід направлений на композиції попередників хіміопротекторів, представлені насінням і паростками хрестоцвітих, і способи їх одержання. Обробка водних екстрактів насіння або паростків хрестоцвітих з адсорбентами істотно збільшує співвідношення визначених високохіміопротекторних сполук-попередників (алкілглюкозинолатів, таких як глюкорафанін, тобто глюкозинолат сульфорафану) до небажаних сполук, таких як індолглюкозинолати (наприклад, 4гідроксиглюкобрасицин). Спосіб забезпечує одержання екстракту, який мас співвідношення глюкорафаніну до 4-гідроксиглюкобрасицину приблизно 70 або більше. Одержаний у результаті екстракт маг поліпшений колір і запах і може бути висушений або використовуватися безпосередньо як домішка у різних харчових продуктах. Винахід відноситься до способу екстракції хіміопротекторних попередників з насіння або паростків хрестоцвітих. Взагалі, спосіб включає утворення водного екстракту насіння або паростків хрестоцвітих. Водний екстракт вступає у контакт з адсорбентом. Водний екстракт відділяють від адсорбенту, щоб забезпечити підвищення хіміопротективності екстракту. Спосіб є ефективним для одержання екстракту з підвищеною хіміопротективністю, то мас співвідношення кількості алкілглюкозинолатів. особливо глюкорафаніну, до індолглюкозинолатів, конкретно. 4гідроксиглюкобрасицину, від приблизно 30 до приблизно 1000 або більше, переважно від приблизно 100 до приблизно 1000. Було встановлено, що овочі сімейства хрестоцвітих являють собою хороше джерело рослинних хіміопротекторних хімічних речовин-попередників. Було виявлено, що насіння і паростки хрестоцвітих являють собою особливо хороше джерело хіміопротекторних речовин-попередників. Насіння і па 92140 6 ростки хрестоцвітих, які с особливо корисними, включають броколі, капусту, листову капусту, витку капусту, кормову капусту, тисячоголову капусту, китайську капусту, цвітну капусту, португальську капусту, брюссельську капусту, кольрабі, капусту Світера, савойську капусту, листову капусту, браунколі, редис і подібні, а також їх суміші. У найбільш важливому аспекті використовується насіння хрестоцвітих або насіння і паростки броколі. Коли як вихідний матеріал використовується насіння хрестоцвітих, воно може використовуватися безпосередньо або може оброблятися перед водною екстракцією. В одному аспекті насіння хрестоцвітих може знежирюватися перед утворенням водного екстракту з використанням загальновідомих способів знежирювання. Наприклад, West, L. et al., J Agric. Food Chem. 2004, 52, 916-926, який включений тут як посилання. У ще одному аспекті насіння хрестоцвітих може перемелюватися, подрібнюватися або змішуватися перед доданням водного екстракту або одночасно з доданням водного екстракту. Екстракція насіння або паростків може проводитися з водою або водою, що містить органічний розчинник, такий як етиловий спирт. У ще одному альтернативному аспекті водний екстракт насіння або паростків хрестоцвітих утворюється за допомогою вміщення насіння або паростків хрестоцвітих у воду, що має температуру від 60 до 110°С протягом, принаймні, 5 хвилин. Водний екстракт насіння або паростків вступає у контакт з адсорбентом. Водний екстракт може відділятися від клітинних матеріалів і звільнятися від клітинних матеріалів насіння і паростка. Альтернативно, водний екстракт з клітинними матеріалами може контактувати безпосередньо з адсорбентами. Адсорбенти, які можуть використовуватися, включають активоване вугілля, діоксид кремнію, хімічно модифікований діоксид кремнію, вибілювальну глину і подібне, так само, як і їх суміші. У дуже важливому аспекті адсорбент являє собою активоване вугілля. Звичайно з водним екстрактом змішується від приблизно 1 до приблизно 20 масових процентів адсорбенту. У дуже важливому аспекті з водним екстрактом змішується від приблизно 8 до приблизно 12 масових процентів адсорбенту. У ще одному аспекті водний екстракт насіння або паростків додають до колонки, що містить адсорбентні матеріали. У цьому аспекті колонкова обробка ефективна для одержання екстракту, що мас співвідношення алкілглюкозинолатів, особливо глюкорафаніну, до індолглюкозинолатів, конкретно 4-гідроксиглюкобрасицину, від приблизно 30 до приблизно 1000 або більше, переважно від приблизно 100 до приблизно 1000. У ще одному аспекті надані продовольчі продукти, які включають екстракт з підвищеним вмістом хіміопротектора або попередника хіміопротектора. Екстракт може бути включений безпосередньо у продовольчі продукти або висушений, охолоджений, заморожений або сублімований і потім включений у продовольчі продукти. Продовольчий продукт, в який може бути включе 7 ний екстракт, включає харчові добавки, напої, коктейлі, випічку, чай, супи, зернові, пілюлі, таблетки, салати, бутерброди, граноли, заправки до салату, соуси, каву, сири, йогурти, поживні батончики і подібне, а також їх суміші. У даному аспекті продовольчий продукт може містити кількість екстракту, ефективну для надання продовольчого продукту з від 0,003мас. % до 0,05мас. % глюкорафаніну. Фігура 1 представляє загальний опис способів екстракції хіміопротекторних сполук з насіння або паростків хрестоцвітих. Як показано на Фіг.1. насіння і/або паростки хрестоцвітих можуть оброблятися множиною різних способів. Водний екстракт насіння або паростків може утворюватися і потім змішуватися з адсорбентами або наноситися на колонку, що містить адсорбент. Альтернативно, насіння або паростки можуть змішуватися безпосередньо з водним екстрактом і адсорбентами. Насіння або паростки можуть екстрагуватися зі змішуванням, гомогенізацією, або подрібненням з використанням загальновідомих способів. У межах даної заявки терміни "хіміопротектори" і "хіміопротекторні сполуки" відносяться до речовин, джерелом яких є рослини, які с ефективними для зменшення сприйнятливості ссавців до токсичних і неопластичних ефектів канцерогенних речовин. "Попередники" хіміопротекторів відносяться до засобів, які дають початок хіміопротекторам за допомогою ферментативних і/або хімічних засобів, Talalay, et al. P., J. Nutr 2001, 131 (11 Suppl), 30275-30335. Приклади таких попередників хіміопротекторів включають алкілглюкозинолати, такі як глюкорафанін. У межах даної заявки "водний екстракт" означає екстракти, одержані зі 100% води або з доданням аж до 25% органічного розчинника, такого як етиловий спирт. Інші способи, які можуть використовуватися для селективної концентрації хіміопротекторів і попередників хіміопротекторів, включають препаративну рідинну хроматографію, мембранну ультрафільтрацію, селективну преципітацію, препаративний електрофорез і методи препаративного протиточного розподілу. Troycr, J. та in., J. Chromatogr. 2001, 919, 299-304; West, L. та ін. J. Chromatogr. 2002, 966, 227-232; Fahey, J. та ін. J. Chromatogr. 2003, 966, 85-93; і lori, R., патентна заявка Β098А 000425 1998. У ще одній альтернативі, щоб далі очистити екстракти, що базуються на молекулярній масі, екстракт з підвищеним вмістом попередника хіміопротектора можна піддати ультрафільтрації через >500 MWCO (межа пропускання за молекулярною масою) фільтри. Насіння і паростки хрестоцвітих Насіння і паростки хрестоцвітих являють собою придатні вихідні матеріали. Співвідношення глюкорафаніпу до індолглюкозинолатів у природі є більш високим у насінні (в середньому ~4, з інтервалом від 0,4 до 11), ніж у вегетативній тканині. Насіння і паростки є більш переважними як вихідний матеріал, оскільки вони мають більш високі кількості глюкорафаніну у порівнянні зі зрілими рослинами. Насіння і наростки більш легко підда 92140 8 ються обробці і є менш дорогими, ніж зрілі рослини. Паростки, придатні як джерела ракових хіміопротекторів, у загальному випадку є паростками хрестоцвітих (сімейство Brassicaceae). Переважно паростки являють собою Brassica olcracеa ssp., вибрані з групи різноманітних видів, ідо складається з acеphala (капуста, листова капуста, дика капуста, витка капуста), mеdullosa (кормова капуста), ramose (тисячоголова капуста), alboglabra (китайська капуста), bolrytis (цвітна капуста, проросла броколі), costata (португальська капуста), gemmifera (брюссельська капуста), gogylodеs (кольрабі), italica (броколі), palmilolia (джерсійська капуста), sabauda (савойська капуста), sabеllica (листова капуста) і selеnsia (браунколі) серед інших. Відомі численні способи культивування паростків, що продемонстровано патентами США №3733745, 3643376, 3495148, 4130964. 4292769 і 4086725, які всі включені у даний опис як посилання. Паростки можуть бути одержані у промислових пристроях для проростання із забезпеченням водою (6 разів/день) протягом 5-денного періоду. Особливо застосовними сортами броколі, ідо культивуються, для застосування у заявленому способі є Saga, De Cicco, Everest, Emerald City, Packman, Corvet, Dandy, Early, Emperor, Mariner, Green Comet, Green Valiant, Arcadia, Calabrese Caravel, Chancellor, Citation, Cruiser, Early Purple Sprouting Red Arrow, Eureka, Excelsior, Galleon, Ginga, Goliath, Green Duke, Greenblet, Italian Sprouting, Eate Purple Sprouting, Late Winter Sprouting, White Star, Legend, Leprechaun, Marathon, Mariner, Minaret (Romanesco), Paragon, Patriot, Premium Crop, Rapine (Spring Raab), Rosalind, Salade (Fall Raab), Samurai, Shogun, Sprinter, Sultan, Taiko, Trixie, San Miguel, Arcadia, Gypsy, Everest, Patron, Southern Comet, Green Comet, Destiny, Climax і Pirate. Однак, придатними с багато інших сортів броколі, що культивуються. Адсорбенти Насіння або паростки хрестоцвітих або водні екстракти насіння або паростків хрестоцвітих можуть бути змішані безпосередньо з адсорбентами у періодичному режимі, папівбезперервному режимі або безперервному режимі (наприклад, з використанням адсорбентної колонки). У даному описі адсорбенти відносять до сполук, які є ефективними для переважної адсорбції індолглюкозинолатів у порівнянні з алкілглюкозиполатами. Застосовні адсорбенти включають активоване вугілля, включаючи гранульовані Norit А і Darco, з фракцією 12-20 меш. Додаткові адсорбенти, що демонструють деяку ефективність, включають оксид кремнію, хімічно модифікований оксид кремнію (гак званий С-18 навантажений) і вибілювальну глину (що звичайно використовується при обробці рослинної олії). Виявлено, ідо неефективні адсорбенти включають оксид алюмінію (нейтральний, кислий і основний) і землю Фуллера (монтморилоніт). Обробка екстрактів Екстракти насіння хрестоцвітих з підвищеним вмістом попередника хіміопротекторів можуть бути включені у різні харчові продукти. Екстракт може 9 бути висушений, охолоджений, заморожений або ліофілізований з використанням відомих способів. Альтернативно, екстракти можуть бути додатково оброблені, наприклад, із застосуванням мембранної обробки або діалізу для видалення сполук з високою молекулярною масою, таких як білки і полісахариди. Приклади Приклад 1: Періодична обробка насіння броколі 30мл зразка водного екстракту з 1г роздрібненого знежиреного насіння броколі (вид Gypsy) обробляють 100мг активованого вугілля (Darco G-60) з фракцією 12-20 меш за допомогою кип'ятіння протягом 1хв. у 30мл води з подальшою фільтрацією для видалення відпрацьованого адсорбенту і одержання водного екстракту. Початкове співвідношення глюкорафанін/4-гідроксиглюкобрасицин, що становить 11 у вихідному насінні, збільшується до ~70 в обробленому матеріалі. Втрата глюкорафаніну становить 4%, що визначено за допомогою високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ), West, L. Et al., L Chromatogr. A 2002, 966, 227-232. Приклад 2: Колонкова обробка насіння броколі 30мл зразка водного екстракту з 1 і роздрібненого знежиреного насіння броколі (вид Gypsy) пропускають через колонку, що містить 1000мг графітизованої вуглецевої сажі. Початкове співвідношення глюкорафанін/4гідроксиглюкобрасицин, що становить 11 у вихідному насінні, збільшується до >1000. Втрата глюкорафаніну становить 13%. що визначено за допомогою ВЕРХ. Приклад 3: Обробка насіння броколі киплячою водою 100мг наважку активованого вугілля (Darco G60) замішують з 1г роздрібненого знежиреного насіння броколі (вид Gypsy) та екстрагують у киплячій воді з подальшим центрифугуванням для видалення агрегатів частинок. Початкове співвідношення глюкорафанін/4-гідроксиглюкобрасицин, що становить 11 у вихідному насінні, збільшуєть 92140 10 ся до >30. Втрата глюкорафаніну становить ~2%, що визначено за допомогою ВЕРХ. Приклад 4: Обробка насіння броколі за допомогою ультрафільтрації 200г наважку роздрібненого і знежиреного насіння броколі (вид Premium Crop) додають до 2л киплячої води. Через 5хв. при температурі киплячої води суміш відфільтровують для видалення залишкового рослинного матеріалу і водний екстракт обробляють 20г активованого вугілля (Darco G-60) кип'ятінням протягом 1хв. з подальшими центрифугуванням і фільтрацією для видалення відпрацьованого адсорбенту. Освітлений екстракт піддають ультрафільтрації, використовуючи мембрану 3000 MWCO, у той же час утримуючи ультрафільтрат. Після сушіння порошок жовтуватокоричневого кольору аналізують ВЕРХ і виявляють, ідо він містить понад 30% мас. глюкорафаніну і співвідношення глюкорафанін/4гідроксиглюкобрасицин складає більше 1000. Приклад 5: Обробка паростків броколі з використанням змішування та ультрафільтрації 500г зразка цільних свіжих паростків броколі з віком ~5 днів (пророщених з виду Premium Crop) додають до 2л киплячої води. Через 10хв. при температурі киплячої води суміш переносять у змішувач, що працює при високій швидкості для розривання рослинної тканини з метою додаткового вивільнення глюкорафаніну. Після фільтрації для видалення залишкового рослинного матеріалу водний екстракт обробляють 20г активованого вугілля (Darco G-60) кип'ятінням протягом ~1хв. з подальшими центрифугуванням і фільтрацією для видалення відпрацьованого адсорбенту. Освітлений екстракт піддають ультрафільтрації, використовуючи мембрану 3000 MWCO, у той же час утримуючи ультрафільтрат. Після сушіння порошок білого кольору аналізують ВЕРХ і виявляють, що він містить понад 10% мас. глюкорафаніну і співвідношення глюкорафанін/4гідроксиглюкобрасицин складає більше 1000. 11 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 92140 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601