类黄酮增溶剂和类黄酮的增溶方法

专利名称：类黄酮增溶剂和类黄酮的增溶方法
技术领域：
本发明涉及一种能够对溶解性通常很低的类黄酮高度增溶的类黄酮增溶剂；以及使所述增溶作用起效的方法。
背景技术：
专利文献1JP 04-27823 B专利文献2JP 03-27293 A专利文献3JP 3060227 B2专利文献4JP 05-176786 A专利文献5JP 07-107972 A专利文献6JP 10-101705 A专利文献7JP 09-309902 A专利文献8JP 10-298175 A专利文献9JP 2003-195 A非专利文献1Planta Med，67(1)，49-54，2001。
类黄酮是基本结构为苯基色满结构(C6-C3-C6/A环-C环-B环)的化合物，而且根据C环部分上的差异被分类为黄酮、黄酮醇、黄烷酮、二氢黄酮醇、异黄酮、花色素苷、黄烷醇、查耳酮、噢等。近年来，随着对各种天然成分的官能度不断进行阐释，类黄酮的生理学作用也得到人们的注意。但是许多类黄酮都微溶于水、食物产品，尤其是饮料等物质中，因此在制造和贮存过程中产生例如混浊、沉淀等问题，而这些问题导致其难以在工业上应用。
迄今为止，作为溶解类黄酮的已知方法，下述方法是已知的通过使α-糖基转移酶与其发生反应而将异黄酮、芦丁、陈皮苷等转变为α-糖基异黄酮、α-糖基芦丁、α-糖基陈皮苷等的方法(参见专利文献1-3)、通过使蔗糖磷酸化酶与儿茶素和单糖-1-磷酸或蔗糖的混合物反应而得到儿茶素苷的方法(专利文献4)、通过将类黄酮溶解在pH为8或更大的碱性范围内和/或通过加入环糊精并且使溶解的产物与环糊精合成酶进行糖基转移而形成糖苷的方法(专利文献5)、将类黄酮溶解在强碱溶液中并向所得物质中加入增稠的多糖溶液的方法(参见专利文献6)、与环糊精形成异黄酮包含产物的方法(专利文献7和8)等。
但是，上述的任何一种方法都是用于溶解特定的类黄酮，或者用于通过结构转化来提高特定类黄酮的溶解度，其并不能提供一种作为基本方法的、用于使天然普遍存在的类黄酮溶解的方法。从通用性角度考虑这是一个问题。在专利文献7和8的方法中，由于环糊精本身的溶解性不是很高，因此加入的量就受到限制，而且如果加入大量环糊精，则其与香味剂等形成包含化合物，因此阻碍了例如食品调味等的产品设计。
另一方面，异黄酮主要以糖苷形式存在于豆类和鸢尾中。具体地说有黄豆苷、染料木苷、大豆异黄酮、其丙二酰基糖苷，例如6”-O-丙二酰基黄豆苷、6”-O-丙二酰基染料木苷和6”-O-丙二酰基大豆异黄酮、其乙酰基糖苷，例如6”-O-乙酰基黄豆苷、6”-O-乙酰基染料木苷和6”-O-乙酰基大豆异黄酮、其糖苷配基，例如黄豆苷原、染料木黄酮和黄豆黄素等。虽然异黄酮通常也微溶于水，但已知其中的丙二酰基糖苷由于在其侧链上具有解离基团而在水中具有相当的可溶解性。但是，到目前为止还不知丙二酰基糖苷具有溶解异黄酮的活性，对于其它类黄酮的活性就知之更少了。
从其化学结构的角度考虑，皂草苷主要被分为甾体皂草苷和三萜皂草苷。作为三萜皂草苷的皂树皮皂草苷、大豆皂草苷和enju皂草苷已知是食品的天然乳化剂。专利文献9中公开了一种通过将皂草苷和甘油、糖类等一起使用来增溶含有五羟黄酮的银杏叶提取物的方法，并且教导了由于皂树皮皂草苷的表面活性能力特别优异，因此皂树皮皂草苷是优选的。然而由于有报道说皂草苷在使微溶化合物例如芦丁等溶于水的方面很弱，并且通常不能被用作增溶剂(非专利文献1)，因此即使其表面活性能力很高但仍不知道皂草苷是否对增溶类黄酮具有高活性和是否具有通用性。

发明内容
本发明所要解决的问题本发明的目的是提供一种增溶微溶类黄酮的新方法。
解决问题的手段本发明者已经对上述问题进行了深入细致地研究。结果本发明者出人意料地发现，当使类黄酮与大豆皂草苷或者丙二酰基异黄酮糖苷共存于含水介质中时，类黄酮在水中的溶解性得到改善，而且当使类黄酮与大豆皂草苷和丙二酰基异黄酮糖苷共存时，取决于特殊类型的类黄酮，类黄酮的溶解性会得到进一步的改善。这样就完成了本发明。
也就是说，本发明涉及一种增溶类黄酮(类)的方法，其包括使所述类黄酮(类)与大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷共存于含水介质中。
发明效果本发明的方法为非常通用并且易于操作的方法，其适用于借助无需麻烦的加工处理的、简单的操作增溶天然存在的通常微溶于水的类黄酮，从而获得透明材料。此外，由于增溶的类黄酮可以在低温下长时间保存而不会形成沉淀，因此本发明的方法从贮存稳定性和冷冻稳定性角度考虑非常有利。
作用虽然还没有将通过本发明的方法对类黄酮进行增溶的机理解释清楚，但是认定在含水介质中大豆皂草苷会与类黄酮形成混合的胶束而使类黄酮溶解。此外，对于丙二酰基异黄酮糖苷而言，认定对于水的溶解力可以通过芳香环彼此之间的疏水作用而增强，从而提高对于类黄酮的亲合力。然后当两种组分共存时，则认定取决于类黄酮的特定类型溶解力会协同增强。
发明的最佳实施方式下文中将对本发明进行更具体地说明。首先，本发明中的类黄酮的例子包括黄酮类(黄酮、芹甙元、毛地黄黄酮、biacalein、白杨素等)、黄酮醇类(山奈酚、槲皮素、miricetin等)、黄烷酮类(陈皮素、柚皮苷、甘草素等)、二氢黄酮醇类(flavanolols)(良姜酮、黄杉素等)、异黄酮类(黄豆苷原、染料木素、黄豆黄素、牛尿酚、鸡豆黄素A、拟雌内酯、葛根黄素、芒柄花黄素等)、花色素苷类(天竺葵色素、花青素、翠雀素、锦葵色素、矮牵牛、甲基花青素、矮牵牛等)、黄烷醇类(儿茶素，例如表儿茶素、镓酸表儿茶素、茶黄素等、无色花色素等、查耳酮类(红花苷、根皮素等)、噢哢类(aurocidine等)等，其糖苷和类似物。但是，类黄酮并不限于此，而且本发明的方法可以广泛应用于所有的类黄酮中。这些类黄酮通常都微溶于水。
接下来将说明增溶类黄酮(类)的方法。为了增溶类黄酮(类)，可以简单地使类黄酮(类)与大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷共存于含水介质中，并且优选将丙二酰基异黄酮糖苷和大豆皂草苷一起使用，从而获得优异的增溶能力和通用性。
含水介质的例子包括水、醇的水溶液、碱的水溶液和向其中加入了糖类、果汁、蔬菜汁、维生素、酸化剂、甜味剂、盐等的水溶液。此外，含水介质可以为水包油型乳化的乳液，例如牛奶等。适当地，为了提高大豆皂草苷和一种或多种类黄酮的溶解性，所述含水介质优选具有5或更大的pH值，优选pH为6-8。
为了使类黄酮(类)与大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷共存于含水介质中可以使用任何方法，其例子包括通常的方法，例如搅拌或均匀化含有类黄酮(类)、大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷的含水介质。
此时，为了借助与大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷共存来提高类黄酮(类)的溶解性，优选对含水介质进行热处理，而且热处理条件可以出于对欲处理的类黄酮(类)的溶解性的考虑来设定。通常在60-150℃下热处理约几秒-约1小时就足够了。勿庸置疑，热处理可以按照诸如饮料等产品的制造步骤中的消毒作用来进行。
此外，可以将类黄酮(类)预先溶解在具有1-4个碳原子的脂肪族醇或其含水溶剂的溶液、碱溶液等中，之后使溶解的类黄酮(类)与大豆皂草苷和丙二酰基异黄酮糖苷共存于含水介质中。
大豆皂草苷也称作大豆皂草苷，其例子包括A组皂草苷、B组皂草苷、E组皂草苷、DDMP皂草苷等。其结构不同于皂树皮皂草苷等的结构。在本发明中，这些皂草苷可以单独或结合使用。其中，A组皂草苷为双稳变苷皂草苷(bis-desmoside saponin)，而且其增溶能力非常高。然后优选所用的50％或更多的大豆皂草苷为A组皂草苷。因此，虽然对于用在本发明中的、制备含有大豆皂草苷的材料的方法没有特别限制，但是最优选用诸如水、含水醇等的溶剂提取大豆胚轴，之后进行适当的纯化。此外，本发明还包括使用主要含有大豆皂草苷的组合物，并且可以使用例如市售的含有约50％大豆皂草苷的“SoyHealth SA”(其中，约33％为A组皂草苷)(Fuji Oil Company，Limited生产)等。
作为丙二酰基异黄酮糖苷，例如6”-O-丙二酰基黄豆苷、6”-O-丙二酰基染料木苷和6”-O-丙二酰基大豆异黄酮等可以单独或组合使用。由于这些丙二酰基异黄酮糖苷在其侧链上具有丙二酰基，因此在这些异黄酮中这些丙二酰基异黄酮糖苷具有相对易溶于水的性质。虽然对于制备丙二酰基异黄酮糖苷的方法没有特别限制，但是用诸如水、含水醇等的溶剂提取大豆胚轴，之后进行适当的纯化。此外，当然本发明还包括使用主要含有丙二酰基异黄酮苷的组合物，并且可以使用例如市售的含有约20％丙二酰基异黄酮苷的“Soya Flavone HG”(Fuji Oil Company，Ltd.生产)。
适当地，作为与类黄酮(类)的干重比例，所用的大豆皂草苷的量为5重量％或更多，更优选为30-300重量％。如果加入的量小，则类黄酮(类)不足以溶解，相反，如果加入的量太大则不经济。
在组合使用大豆皂草苷和丙二酰基异黄酮糖苷的情况下，适当地，作为与类黄酮(类)的干重比例，所用的大豆皂草苷和丙二酰基异黄酮糖苷的量为5重量％或更多，更优选为30-300重量％。
所用的类黄酮(类)的量可以根据目的而进行适当调节，但是为了实现所述类黄酮(类)的最大溶解，加入过量的类黄酮(类)并在含水介质中达到饱和，然后可以通过过滤等方法除去固体物质。以此方式溶解的类黄酮(类)是透明溶解的并且在含水介质中的稳定性也很优异。在处于冷冻条件下还需要足够的稳定性的情况下，优选在过滤固体物质之前先将类黄酮(类)、大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷的混合物预先冷却至较低温度。
上述溶解方法可以用在下列产品的生产步骤中，从而增溶类黄酮(类)而得到具有高贮存稳定性的含有类黄酮的产品。
此外，通过利用大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷的增溶能力，也就是说通过利用这些纯物质或者所述的含有其的制剂，或者任选地与添加剂例如糖、乳化剂等一起使用可以提供类黄酮增溶剂。该类黄酮增溶剂可以通过将其加工为各种形式，例如粉末、液体等而提供。
而且还可以按照下述方式提供增溶的类黄酮组合物利用大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷的类黄酮增溶能力，使类黄酮(类)与大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷共存于含水介质中，而且如果需要对所得混合物进行热处理以得到增溶的类黄酮溶液。这种溶液或加工成粉末后可以用作组合物。由于所得的增溶的类黄酮组合物在常温下水-溶解性非常高，因此在生产各种产品，尤其是液体产品，例如食品和饮料、药物、准药品、化妆品、口服制剂、牙粉、芳香试剂、除臭剂、洗涤剂等的过程中可以以其本身的形式加入或使用。其中有利的是将组合物用于要将类黄酮具有的各种生理学作用赋予之的健康食品和饮料中。
下文中将描述实施例，但是本发明的技术范围并不限于这些示例。
实施例1将10mL超纯水加入到100mg市售的黄芩素(黄酮，纯度90％或更高，Wako Pure Chemicals，Co.，Ltd.生产)和100mg作为增溶剂的、市售的富含丙二酰基糖苷的大豆异黄酮(商品名“Soya FlavoneHG”，Fuji Oil Company，Limited生产)(含有20mg大豆皂草苷、15mg A组皂草苷和20mg丙二酰基异黄酮苷)或者100mg市售的大豆皂草苷(商品名“Soy Health SA”，Fuji Oil Companyl，Limited生产)(含有50mg大豆皂草苷和33mg A组皂草苷)中，并在80℃下搅拌混合物1小时。然后在10℃下平衡混合物48小时，之后离心收集上层清液。测定上层清液的OD254并按照下列方程式1计算黄芩素的溶解量。
黄芩素溶解量(mg/100mL)＝(试样上层清液的OD254-空白上层清液的OD254)/黄芩素的比吸光度×1000此外，将上层清液放置在试管中，并且在于95℃下加热15分钟来进行巴氏杀毒之后，在10℃下贮存1个月以借助目视检验来观察沉淀的形成。
表1

大豆皂草苷或者大豆皂草苷与丙二酰基异黄酮显示出很高的对于黄芩素的增溶能力。在大豆皂草苷/丙二酰基异黄酮糖苷共存下溶解放大率显示为单独的黄芩素的10.5倍，而在大豆皂草苷共存下显示为6.1倍。如此增溶的黄芩素溶液显示出优异的稳定性，在冷冻下贮存过程中不形成沉淀。
实施例2将10mL超纯水加入到100mg市售的芦丁(黄酮醇，纯度90％或更高，Wako Pure Chemicals，Co.，Ltd.生产)和与实施例1中所用的相同的增溶剂中，并在80℃下搅拌混合物1小时。然后在10℃下平衡混合物48小时，之后离心收集上层清液。测定上层清液的OD254并按照下列方程式2计算芦丁的溶解量。
芦丁的溶解量(mg/100mL)＝(试样上层清液的OD254-空白上层清液的OD254)/芦丁的比吸光度×1000此外，将上层清液放置在试管中，并且在于95℃下加热15分钟进行巴氏杀毒之后，在10℃下贮存1个月以借助目视检验来观察沉淀的形成。
表2

大豆皂草苷或者大豆皂草苷与丙二酰基异黄酮显示出很高的对于芦丁的增溶能力。在大豆皂草苷/丙二酰基异黄酮糖苷共存下溶解放大率显示为单独的芦丁的30.1倍，而在大豆皂草苷共存下显示为39.2倍。如此增溶的芦丁溶液显示出优异的稳定性，在贮存过程中不形成沉淀。
实施例3将10mL超纯水加入到100mg市售的陈皮苷(黄烷酮，纯度92％或更高，Wako Pure Chemicals，Co.，Ltd.生产)和与实施例1中所用的相同的增溶剂中，并在80℃下搅拌混合物1小时。然后在10℃下平衡混合物48小时，之后离心收集上层清液。测定上层清液的OD254并按照下列方程式3计算陈皮苷的溶解量。
陈皮苷的溶解量(mg/100mL)＝(试样上层清液的OD254-空白上层清液的OD254)/陈皮苷的比吸光度×1000此外，将上层清液放置在试管中，并且在于95℃下加热15分钟进行巴氏杀毒之后，在10℃下贮存1个月以借助目视检验来观察沉淀的形成。
表3

大豆皂草苷或者大豆皂草苷与丙二酰基异黄酮显示出很高的对于陈皮苷的增溶能力。在大豆皂草苷/丙二酰基异黄酮糖苷共存下的溶解放大率显示为单独的陈皮苷的9.1倍，而在大豆皂草苷共存下显示为9.1倍。如此增溶的陈皮苷溶液显示出优异的稳定性，在贮存过程中不形成沉淀。
实施例4将10mL超纯水加入到100mg市售的柚皮苷(黄烷酮类，纯度95％或更高，Sigma Inc.生产)和与实施例1中所用的相同的增溶剂中，并在80℃下搅拌混合物1小时。然后在10℃下平衡混合物48小时，之后离心收集上层清液。测定上层清液的OD254并按照下列方程式4计算柚皮苷的溶解量。
柚皮苷的溶解量(mg/100mL)＝(试样上层清液的OD254-空白上层清液的OD254)/柚皮苷的比吸光度×1000此外，将上层清液放置在试管中，并且在于95℃下加热15分钟进行巴氏杀毒之后，在10℃下贮存1个月以借助目视检验来观察沉淀的形成。
表4

大豆皂草苷或者大豆皂草苷与丙二酰基异黄酮显示出很高的对于柚皮苷的增溶能力。在大豆皂草苷/丙二酰基异黄酮糖苷共存下的溶解放大率显示为单独的柚皮苷的14.3倍，而在大豆皂草苷共存下显示为14.4倍。如此增溶的柚皮苷溶液显示出优异的稳定性，在贮存过程中不形成沉淀。
实施例5将10mL超纯水加入到125mg(100mg异黄酮苷)市售的大豆异黄酮(商品名为“Honen Isoflavone-80”，Honen Corporation生产)和与实施例1中所用的相同的增溶剂中，并在80℃下搅拌混合物1小时。然后在10℃下平衡混合物48小时，之后离心收集上层清液，并用HPLC测定异黄酮的溶解量。此外，将上层清液放置在试管中，并且在于95℃下加热15分钟进行巴氏杀毒之后，在10℃下贮存1个月以借助目视检验来观察沉淀的形成。
表5

大豆皂草苷或者大豆皂草苷与丙二酰基异黄酮显示出很高的对于异黄酮(不同于丙二酰基异黄酮苷的微溶异黄酮)的增溶能力。在大豆皂草苷/丙二酰基异黄酮糖苷共存下的溶解放大率显示为单独的异黄酮的27.3倍，而在大豆皂草苷共存下显示为84.4倍。如此增溶的异黄酮溶液显示出优异的稳定性，在贮存过程中不形成沉淀。
实施例6将10mL超纯水加入到12.5mg(10mg异黄酮苷)市售的大豆异黄酮(商品名为“Honen Isoflavone-80”，Honen Corporation生产)和1mg市售的丙二酰基异黄酮糖苷，丙二酰基黄豆苷(纯度90％或更高，Wako Pure Chemicals，Co.，Ltd.生产)中，并在25℃下搅拌混合物1小时。然后在10℃下平衡混合物48小时，之后离心收集上层清液，并用HPLC测定异黄酮的溶解量。此外，将上层清液放置在试管中，在10℃下如此贮存1个月以借助目视检验来观察沉淀的形成。
表6

丙二酰基异黄酮的一种，即单独的丙二酰基黄豆苷也显示出很高的对于异黄酮糖苷的增溶能力。由于丙二酰基黄豆苷本身的溶解量为56.9mg/100mL，因此在丙二酰基黄豆苷共存下，异黄酮糖苷的溶解放大率显示为2.9倍。如此增溶的异黄酮溶液显示出优异的作用稳定性，在贮存过程中不形成沉淀。
实施例7将10mL超纯水加入到125mg(100mg异黄酮糖苷)市售的大豆异黄酮(商品名为“Honen Isoflavone-80”，Honen Corporation生产)和100mg、300mg或1000mg与实施例1中所用的相同的市售的、富含丙二酰基的大豆异黄酮中，或者100mg、300mg或者1000mg与实施例1中所用的相同的市售大豆皂草苷中，并在80℃下搅拌混合物1小时。随后在10℃下平衡混合物48小时，之后离心收集上层清液，并用HPLC测定异黄酮的溶解量。此外，将上层清液放置在试管中，并且在于95℃下加热15分钟进行巴氏杀毒之后，在10℃下贮存1个月以借助目视检验来观察沉淀的形成。
表7

丙二酰基异黄酮或者大豆皂草苷依赖于浓度而对异黄酮(不同于丙二酰基异黄酮苷的微溶异黄酮)显示出很高的增溶能力。在丙二酰基异黄酮糖苷共存下最大值处的溶解放大率显示为172倍，在大豆皂草苷共存下最大值处显示为30倍。如此增溶的异黄酮溶液显示出优异的稳定性，在贮存过程中不形成沉淀。
实施例8比较了大豆皂草苷与所用的各种皂树皮皂草苷的类黄酮之间的增溶能力。将0.1g市售的大豆皂草苷粉末(“Soy Health SA“，Fuji OilCompany，Limited生产)或者市售的皂树皮皂草苷液体制剂(“Quillaianin S-100”，Maruzen Pharmaceuticals，Co.，Ltd.生产)和0.01g异黄酮(糖苷)、芦丁或者银杏叶提取物(含有槲皮素、山奈酚等)放置在试管中。向其中加入10mL 0.2M的Na2HPO4/0.1M醋酸缓冲液(pH 7)并搅拌之后，通过在沸水浴中加热而对混合物进行巴氏消毒15分钟。然后在10℃下贮存2周后，通过目视检验观察如此得到的液体的溶解状态。
结果如表8所示，大豆皂草苷明显地使所有异黄酮、芦丁和银杏叶提取物增溶。另一方面，皂树皮皂草苷仅使银杏叶提取物增溶。因此出人意料地发现大豆皂草苷对类黄酮的增溶能力优于皂树皮皂草苷，并且大豆皂草苷的通用性高于皂树皮皂草苷。
表8

○沉淀×无沉淀工业实用性通过将大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷用作类黄酮的增溶剂，可以容易地以很高程度进行类黄酮的增溶作用，并且不会改变其化学结构和生理作用。本发明可以提供一种高度通用的类黄酮增溶的基本方法。因此，其尤其可以用在大范围的、通过溶解类黄酮而进行使用的产品中，例如食品和饮料、药物、准药品、化妆品、口服制剂、牙粉、芳香剂、除臭剂、洗涤剂等。
权利要求
1.一种增溶类黄酮的方法，其包括使所述类黄酮与大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷共存于含水介质中。
2.根据权利要求1的增溶方法，其中所述类黄酮为选自黄酮、黄酮醇、黄烷酮、二氢黄酮醇、异黄酮、花色素苷、黄烷醇、查耳酮和噢哢的一种或多种类黄酮。
3.一种类黄酮增溶剂，其包括大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷。
4.一种增溶的类黄酮组合物，其是通过使类黄酮与大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷共存于含水介质中而获得的。
5.一种含有类黄酮的产品，其包含根据权利要求4的增溶的类黄酮组合物。
6.根据权利要求5的含有类黄酮的产品，其为食品或饮料、药物、准药品、化妆品、口服制剂、牙粉、芳香剂、除臭剂或洗涤剂。
7.根据权利要求5的含有类黄酮的健康食品或饮料，其具有类黄酮的生理学作用。
8.一种制备含有类黄酮的产品的方法，其包括步骤将类黄酮和大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷加入到含水介质中；然后对所得的混合物进行热处理以增溶所述类黄酮。
9.根据权利要求8的方法，其中含有类黄酮的产品为食品或饮料、药物、准药品、化妆品、口服制剂、牙粉、芳香剂、除臭剂或洗涤剂。
10.根据权利要求8的制备含有类黄酮的健康食品或饮料的方法，已经将类黄酮的生理学作用赋予给该食品或饮料。
全文摘要
一种能够对溶解性通常很低的类黄酮，例如异黄酮、黄芩素、芦丁和柚皮苷的类黄酮进行高度增溶的增溶剂；和一种使上述增溶作用起效的方法。通过使类黄酮和大豆皂草苷和/或丙二酰基异黄酮糖苷存在于含水介质中可以对类黄酮类进行增溶。
文档编号A23L1/30GK1816537SQ20048001872
公开日2006年8月9日 申请日期2004年6月24日 优先权日2003年7月2日
发明者津崎真一, 和根崎智, 荒木秀雄 申请人:不二制油株式会社