КОМПОЗИЦИЯ РЕБАУДИОЗИДА А И СПОСОБ ОЧИСТКИ РЕБАУДИОЗИДА А Российский патент 2016 года по МПК C07H1/08 C07H15/256 A23L27/30 

ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка претендует на приоритет патентной заявки US 12/650637, поданной 31 декабря 2009 г., которая является частичным продолжением патентной заявки US 11/751627, поданной 21 мая 2007 г., которая претендует на приоритет согласно параграфу 35 U.S.C. §119 (e) предварительной патентной заявки US 60/805216, поданной 19 июня 2006 г., и предварительной патентной заявки US 60/889318, поданной 12 февраля 2007 г., каждая из которых озаглавлена "Композиция ребаудиозида А и способ очистки ребаудиозида А". Содержания названных заявок полностью включены в настоящее описание посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

В общем, настоящее изобретение относится к способам очистки композиций стевиол-гликозидов, имеющих низкую чистоту, с целью получения композиций, по существу, чистых стевиол-гликозидов с высоким выходом. Другой аспект настоящего изобретения относится к способам очистки ребаудиозида А, имеющего низкую чистоту, и способам очистки композиций стевиол-гликозидов, имеющих низкую чистоту, с целью получения с высоким выходом композиций, по существу, чистых стевиол-гликозидов, содержащих приемлемые концентрации ребаудиозида А.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ребаудиозид А представляет собой высокоэффективный дитерпеноидный гликозидный подсластитель, имеющий следующую химическую структуру:

Наряду с другими стевиол-гликозидами ребаудиозид А выделяют и экстрагируют из растения Stevia rebaudiana (Bertoni) (Стевия), которое культивируют в промышленном масштабе в Японии, Сингапуре, Тайване, Малайзии, Южной Корее, Китае, Израиле, Индии, Бразилии, Австралии и Парагвае. Он представляет собой альтернативный некалорийный подсластитель, функциональные и органолептические свойства которого превосходят соответствующие свойства многих высокоэффективных подсластителей. Обработанные формы Стевии могут быть слаще сахара в 3-300 раз; тем не менее, Стевия также содержит горький компонент. Было показано, что из четырех основных дитерпеноидных гликозидных подсластителей, содержащихся в Стевии, ребаудиозид А является наименее горьким и обладает наименее стойким послевкусием. Часто горечь в значительной степени обусловлена наличием в экстрактах загрязняющих примесей.

В соответствии с имеющимися в настоящее время стандартами, установленными Объединенным Комитетом Экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (англ. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, сокращенно: JECFA), чистота объединенных стевиол-гликозидов должна составлять 95% или более. В настоящее время могут быть получены композиции стевиол-гликозидов, содержащие лишь от 80 до 92 масс.% стевиол-гликозидов; при этом стоимость таких композиций сильно возрастает по мере повышения степени чистоты стевиол-гликозидов и/или ребаудиозида А. Кроме того, в таких композициях обычно невозможно достичь достаточной чистоты ребаудиозида А, содержащегося в композиции наряду с другими стевиол-гликозидами (например, обычно содержание ребаудиозида А составляет ≤80 масс.%).

Опубликованные ранее способы выделения ребаудиозида А из смесей ребаудиозида А и стевиозида включают множество повторяющихся этапов очистки. В патенте US 5962678 описана перекристаллизация ребаудиозида А из безводного метанольного раствора с получением ребаудиозида А с чистотой 80%. Многократная перекристаллизация из безводного метанола позволяет повысить чистоту ребаудиозида А до содержания, превышающего 95%. В патентной публикации US 2006/0083838 описана очистка ребаудиозида А посредством перекристаллизации из растворителя, содержащего этанол и от 4 до 15% воды. В Японской патентной заявке No. 55-23756 описан способ очистки ребаудиозида А и стевиозида кристаллизацией из водного этанола (>70%), в результате которой получают ребаудиозид А с чистотой 80%. В патентной публикации US 2007/0082103 описан способ очистки ребаудиозида А перекристаллизацией из водного этанола, согласно которому, как утверждают, после двухэтапной перекристаллизации сырого ребаудиозида (60%) получают ребаудиозид с чистотой более 98% и выходом 97%. Однако упомянутые способы предшествующего уровня техники не позволяют получать ни композицию, по существу, чистых стевиол-гликозидов, ни композиции, содержащие ребаудиозид А достаточной чистоты, отвечающие существующим стандартам JECFA, после проведения единственного этапа перекристаллизации.

Соответственно, имеется необходимость создания простого, эффективного и экономичного способа получения композиций, содержащих, по существу, чистые стевиол-гликозиды и ребаудиозид А.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Некоторые примеры осуществления изобретения позволяют решать рассмотренную выше проблему и создавать способы очистки композиций стевиол-гликозидов, имеющих низкую чистоту, которые позволяют получать с высоким выходом высокочистые композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов.

В конкретном примере осуществления способ очистки композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту, включает простую кристаллизацию. В частности, способ включает смешивание композиции стевиол-гликозида А, имеющей низкую чистоту, и органического растворителя с образованием раствора стевиол-гликозидов, где композиция стевиол-гликозидов, имеющая низкую чистоту, включает до 92% объединенных стевиол- гликозидов в пересчете на массу сухого вещества, и последующую одностадийную кристаллизацию из раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов, которая включает ребаудиозид А и один или более других стевиол-гликозидов, выбранных из группы, состоящей из ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида Е, ребаудиозида F, стевиозида, дулкозида А, рубузозида и стевиолбиозида. Стевиол-гликозиды присутствуют в композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов в количестве, составляющем 95 масс.% или более в пересчете на массу сухого вещества. В одном из примеров осуществления ребаудиозид А присутствует в композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов в количестве, составляющем 75 масс.% или более в пересчете на массу сухого вещества. Общий массовый выход по композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов составляет 25 масс.% или более.

Другие задачи, отличительные признаки и полезные эффекты изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания, сопровождаемого графическими материалами, и формулы изобретения. Если не указано обратное, все технические и научные термины, а также сокращения, используемые в настоящем описании, имеют значения, обычно приписываемые им специалистами в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Несмотря на то, что для осуществления настоящего изобретения могут быть использованы способы и композиции, аналогичные или эквивалентные способам и композициям, рассмотренным в настоящем описании, объем изобретения не ограничен описанными подходящими способами и композициями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг.1 схематично представлено образование и превращения полиморфных и аморфных форм ребаудиозида А согласно одному из примеров осуществления настоящего изобретения.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиции стевиол-гликозидов могут быть использованы в качестве натуральных высокоэффективных подсластителей. Ребаудиозид А представляет собой один из стевиол-гликозидов, который может содержаться в композициях стевиол-гликозидов в различных концентрациях. По мере повышения общего количества стевиол-гликозидов (включающих ребаудиозид А) значительно повышается стоимость композиции. Аналогично по мере увеличения количества ребаудиозида А в композициях стевиол-гликозидов стоимость композиции становится еще выше.

В патентной заявке US 11/751627 заявителями были описаны простые и экономичные способы получения композиций, содержащих, по существу, чистый ребаудиозид А, подходящих для применения в качестве натуральных высокоэффективных подсластителей. Выражение ", по существу, чистый ребаудиозид А" означает, что композиция ребаудиозида А включает по меньшей мере приблизительно 85% ребаудиозида А в пересчете на массу сухого вещества, по меньшей мере приблизительно 90% ребаудиозида А в пересчете на массу сухого вещества, от приблизительно 95% до приблизительно 98% ребаудиозида А в пересчете на массу сухого вещества, и от приблизительно 99% до приблизительно 100% ребаудиозида А в пересчете на массу сухого вещества.

Заявителями было обнаружено, что на сладкий вкус и качество таких композиций натурального высокоэффективного подсластителя влияет не только количество ребаудиозида А, содержащегося в композиции, но и общее количество всех стевиол-гликозидов, содержащихся в композиции. Соответственно, необходимо создание экономичного способа получения композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов. В частности, необходимо создание экономичного способа получения композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов, содержащей ребаудиозид А высокой чистоты.

Некоторые примеры осуществления настоящего изобретения позволяют решать означенные задачи посредством предоставления способа очистки композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту, позволяющего получать композицию, по существу, чистых стевиол-гликозидов. Регулирование производственного процесса и выхода получаемой композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов может быть осуществлено при помощи подходящего выбора таких параметров, как тип и количество органического растворителя, температура раствора, температура осаждения, продолжительность смешивания, продолжительность осаждения и введение затравки в раствор.

В общем, способ включает одностадийную кристаллизацию композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов из композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту, и органического растворителя. Другие примеры осуществления настоящего изобретения относятся к композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов, включающей ребаудиозид А высокой чистоты.

Способ очистки композиций стевиол-гликозидов, имеющих низкую чистоту

Композиции стевиол-гликозидов, имеющие низкую чистоту, которые включают стевиол-гликозиды с чистотой приблизительно до 92 масс.%, коммерчески доступны. В настоящем описании термины "композиция неочищенных стевиол-гликозидов" и "композиция стевиол-гликозидов, имеющая низкую чистоту", используют взаимозаменяемо для обозначения композиций, включающих стевиол-гликозиды в количествах от приблизительно 80 до приблизительно 92 масс.%

В конкретных примерах осуществления композиция стевиол-гликозидов, имеющая низкую чистоту, включает приблизительно до 60 масс.% ребаудиозида А в пересчете на массу сухого вещества. В настоящем описании термины "композиция неочищенного ребаудиозида А" или "композиция ребаудиозида А, имеющая низкую чистоту" используют взаимозаменяемо для обозначения композиций, включающих ребаудиозид А в количествах от приблизительно 15% до приблизительно 60 масс.%, от приблизительно 30% до приблизительно 60 масс.%, или от приблизительно 40% до приблизительно 60 масс.% Оставшаяся часть композиции неочищенного ребаудиозида А обычно включает другие стевиол-гликозиды и загрязняющие вещества. Обычно коммерчески доступные композиции ребаудиозида А, имеющие низкую чистоту, содержат от приблизительно 80% до приблизительно 92 масс.% стевиол-гликозидов.

Предполагается также, что способы согласно изобретению могут быть применены для очистки сырых композиций стевиол-гликозидов, имеющих низкую чистоту, и неочищенного ребаудиозида А, получаемых при экстракции из растений стевии.

В одном из примеров осуществления способа очистки композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту, композиция стевиол-гликозидов, имеющая низкую чистоту, может быть смешана с органическим растворителем с получением раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой. Необязательно, органический растворитель может дополнительно включать воду в количестве приблизительно до 25 масс.% Например, в конкретных примерах осуществления органический растворитель может дополнительно включать воду в количестве от приблизительно 3% до приблизительно 20 масс.%, от приблизительно 5% до приблизительно 15 масс.%, от приблизительно 5% до приблизительно 10% или в любых количествах, значения которых находятся в промежуточных диапазонах. Неограничивающие примеры органических растворителей включают спирт, ацетон, ацетонитрил и этилацетат. В настоящем описании термин спирт относится к любой неразветвленной, разветвленной или циклической, замещенной или незамещенной алкильной, алкенильной или алкинильной группе, присоединенной к по меньшей мере одной гидроксильной группе. Неограничивающие примеры спиртов включают этанол, метанол, изопропанол, 1-пропанол, 1-бутанол, 2-бутанол, трет-бутанол и изобутанол.

В одном из примеров осуществления органический растворитель включает смесь воды и по меньшей мере одного органического растворителя. В другом примере осуществления по меньшей мере один органический растворитель включает спирт, где спирт включает этанол, метанол или их смеси. В тех примерах осуществления, в которых по меньшей мере один органический растворитель включает смесь этанола и метанола, этанол и метанол могут быть смешаны в органическом растворителе в массовом отношении, составляющем от приблизительно 20 частей до приблизительно 1 части этанола к приблизительно 1 части метанола. В другом примере осуществления этанол и метанол могут быть смешаны в органическом растворителе в массовом отношении, составляющем от приблизительно 3 частей до приблизительно 1 части этанола к приблизительно 1 части метанола.

В одном из примеров осуществления раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой включает органический растворитель и композицию стевиол-гликозидов, имеющую низкую чистоту, в массовом отношении, составляющем от приблизительно 10 до приблизительно 4 частей органического растворителя к приблизительно 1 части стевиол-гликозидов, имеющих низкую чистоту. В другом примере осуществления раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой включает органический растворитель и композицию стевиол-гликозидов, имеющую низкую чистоту, в массовом отношении, составляющем от приблизительно 5 до приблизительно 3 частей органического растворителя к приблизительно 1 части стевиол-гликозидов, имеющих низкую чистоту.

Способ получения раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой, включающего органический растворитель и композицию стевиол-гликозидов, имеющую низкую чистоту, может быть выполнен при любой подходящей температуре. Подходящая температура обычно может составлять от приблизительно 20°C до приблизительно 85°C. Например, в одном из примеров осуществления раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой может быть приготовлен приблизительно при комнатной температуре (приблизительно 22-25°C). В другом примере осуществления раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой может быть приготовлен при нагревании раствора стевиол-гликозидов до температуры, составляющей от приблизительно 20°C до приблизительно 70°C, от приблизительно 20°C до приблизительно 60°C, от приблизительно 20°C до приблизительно 40°C или от приблизительно 40°C до приблизительно 60°C. В другом примере осуществления раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой может быть получен при нагревании раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой приблизительно до температуры кипения (приблизительно 85°C). Этап получения (или смешивания) раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой может продолжаться в течение времени, подходящего для практически полного суспендирования стевиол-гликозидов, имеющих низкую чистоту, в органическом растворителе. Например, раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой может быть получен перемешиванием раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой в течение времени, составляющего от приблизительно 5 минут до приблизительно 60 минут, от приблизительно 5 до приблизительно 30 минут, от приблизительно 10 до приблизительно 15 минут или в течение времени, значение которого находится в любом промежуточном диапазоне.

Способ очистки композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту, дополнительно включает одностадийную кристаллизацию из раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов, включающих ребаудиозид А. В конкретных примерах осуществления кристаллизация раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой может дополнительно включать охлаждение раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой. Обычно раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой может быть охлажден до температуры, подходящей для осаждения ("температура осаждения") стевиол-гликозидов и ребаудиозида А из раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой. Неограничивающие примеры температур осаждения могут составлять от приблизительно 4°C до приблизительно 35°C, от приблизительно 15°C до приблизительно 25°C, или любую температуру, значения которой находятся в промежуточных диапазонах. Кристаллизация раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой может протекать в течение времени, достаточного ("продолжительность осаждения" или "продолжительность охлаждения") для достижения требуемого выхода композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов, получаемой из раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой. Например, в конкретных примерах осуществления кристаллизация раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой может протекать от приблизительно 0,5 часа до приблизительно 120 часов (5 суток), от приблизительно 12 часов до приблизительно 96 часов (4 суток), от приблизительно 24 часов (1 сутки) до приблизительно 72 часов (3 суток), в течение приблизительно 48 часов (2 суток), или в течение любого промежутка времени, значения которого находятся в промежуточных диапазонах.

По завершении кристаллизации раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой может быть получена композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов, включающих ребаудиозид А. В настоящем описании термин "композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов" означает композицию, содержащую приблизительно 95 масс.% или более (в пересчете на массу сухого вещества) стевиол-гликозидов. Стевиол-гликозиды могут включать ребаудиозид А в комбинации с одним или более другими стевиол-гликозидами, выбранными из группы, состоящей из ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида Е, ребаудиозида F, стевиозида, стевиолбиозида, рубузозида и дулкозида. В конкретных примерах осуществления композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов включает ребаудиозид А в количестве, составляющем от приблизительно 70 масс.% или более. В конкретных примерах осуществления композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов дополнительно включает ребаудиозид В, ребаудиозид С, ребаудиозид D, ребаудиозид F, стевиозид и стевиоблиозид. Композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов обычно включает ребаудиозид А в количестве, составляющем приблизительно 70 масс.% или более (в пересчете на массу сухого вещества), приблизительно 75 масс.% или более, приблизительно 80 масс.% или более, приблизительно 85 масс.% или более, приблизительно 90 масс.% или более, приблизительно 95 масс.% или более или приблизительно 97 масс.% или более.

В конкретных примерах осуществления общий выход композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов и ребаудиозида А может составлять приблизительно 25% или более и приблизительно 20% или более соответственно. Обычно термин "выход" относится к отношению массы полученного вещества к массе исходного вещества. Так, выход стевиол-гликозидов можно рассчитать соотнесением массы девяти стевиол-гликозидов, содержащихся в композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов, к исходной массе девяти стевиол-гликозидов, содержащихся в композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту. Аналогично выход композиции ребаудиозида А можно определить, сопоставляя массу ребаудиозида А, содержащегося в композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов, и исходную массу ребаудиозида А, содержащегося в стевиол-гликозидах с низкой чистотой. В некоторых примерах осуществления общий выход композиции, содержащей, по существу, чистые стевиол-гликозиды и ребаудиозид А, может составлять приблизительно 15% или более, приблизительно 40% или более или приблизительно 60% или более.

В одном из примеров осуществления способ очистки композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту, может дополнительно включать введение в раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой затравки для инициирования кристаллизации из раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой. В общем случае, введение затравки может быть произведено при той же температуре, при которой выполняют кристаллизацию. Например, в конкретных примерах осуществления введение затравки выполняют при температурах, составляющих от приблизительно 18°C до приблизительно 35°C. В общем случае введение затравки в раствор стевиол-гликозидов с низкой чистотой может быть произведено добавлением, по существу, чистых кристаллов ребаудиозида А к раствору стевиол-гликозидов с низкой чистотой в количестве, достаточном для инициирования осаждения ребаудиозида А и других стевиол-гликозидов. Количество, достаточное для инициирования осаждения, обычно может включать, по существу, чистую композицию ребаудиозида А в количестве, составляющем от приблизительно 0,0001% до приблизительно 1 масс.% от массы раствора стевиол-гликозидов с низкой чистотой, от приблизительно 0,01% до приблизительно 1 масс.%, или в любом количестве, значения которого находятся в промежуточных диапазонах.

В другом примере осуществления способ дополнительно включает отделение и промывку композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов после ее кристаллизации. Композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов может быть отделена от жидкостной части (органического растворителя и загрязняющих веществ) с помощью различных методик отделения твердых веществ от жидкости, которые включают применение центробежных сил, неограничивающие примеры которых включают: вертикальные и горизонтальные центрифуги с перфорированным барабаном (корзиночные), центрифугу со сплошным ротором (бесситовую), декантерную центрифугу (непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка), центрифугу с ножевым съемом осадка, центрифугу с выталкиванием осадка, центрифугу Хейнкеля (Heinkel), центрифугу с дисковыми перегородками и циклонный сепаратор. Дополнительно, разделению может способствовать применение любых способов фильтрования с приложением давления или вакуума или под действием силы тяжести, неограничивающие примеры которых включают применение ленточного фильтра, барабанного фильтра, нутч-фильтра, листового фильтра, пластинчатого фильтра, фильтра Rosenmund, фильтра Sparkler, рукавных фильтров и фильтр-пресса. Устройство для отделения твердых веществ от жидкости может работать в непрерывном, полунепрерывном или в периодическом режиме. Композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов также может быть промыта в устройстве для разделения с использованием различных органических растворителей и их смесей, а также может быть частично или полностью высушена в устройстве для разделения с использованием любого количества газов, неограничивающие примеры которых включают азот или аргон, способствующи испарению остаточного жидкого растворителя. Композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов может быть извлечена устройства для разделения автоматизированным способом или вручную с помощью средств, включающих использование жидкостей, газов или механических средств как при растворении твердых веществ, так и при сохранении ими твердой формы.

В другом примере осуществления способ дополнительно включает сушку композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов. Подходящие способы сушки таких композиций известны специалистам в данной области техники, и неограничивающие примеры таких способов включают применение барабанной вакуумной сушилки, сушилки с псевдоожиженным слоем, барабанной туннельной сушилки, тарельчатой сушилки, центробежной сушилки, сушилки типа Nauta, распылительной сушилки, испарительной сушилки, сушилки для тонкой (микронной) сушки, сушильной сковороды с мешалкой, высокоскоростной и низкоскоростной лопастной сушилки и микроволновой сушилки. В одном из примеров осуществления композицию, по существу, чистых стевиол-гликозидов сушат, применяя для удаления остаточного растворителя продувку азотом или аргоном при температуре, составляющей от приблизительно 40°C до приблизительно 60°C, в течение времени, составляющего от приблизительно 5 часов до приблизительно 5 суток, от приблизительно 1 суток до приблизительно 4 суток, от приблизительно 2 суток до приблизительно 3 суток, или в течение любого промежутка времени, значения которого находятся в промежуточных диапазонах.

Если требуется дополнительная очистка, то способ очистки композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту, рассмотренный в настоящем описании, может быть повторен, или композиция, по существу, чистых стевиол-гликозидов может быть дополнительно очищена с помощью альтернативного способа очистки, например колоночной хроматографии.

Используемый в настоящем описании в отношении композиции стевиол-гликозидов термин "чистота" обозначает массовое процентное содержание выбранных стевиол-гликозидов (например, ребаудиозида А, ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида Е, ребаудиозида F, стевиозида, дулкозида А, рубузозида и стевиолбиозида) в композиции стевиол-гликозидов. Используемый в настоящем описании в отношении ребаудиозида А термин "чистота" обозначает массовое процентное содержание ребаудиозида А в композиции стевиол-гликозидов, имеющей низкую чистоту, или композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов. Соответственно, композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов согласно изобретению включают особо чистый ребаудиозид А и общее количество выбранных стевиол-гликозидов особой чистоты. Остальная часть композиции может включать загрязняющие вещества или другие стевиол-гликозиды, концентрации которых находятся ниже порога обнаружения. Содержания загрязняющих веществ или других стевиол-гликозидов, составляющие менее приблизительно 0,1 масс.% от общей массы композиции, рассматриваются как концентрации, составляющие менее порога обнаружения.

Обычно выбранные стевиол-гликозиды включают один или более стевиол-гликозид, выбранный из группы, состоящей из ребаудиозида А, ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида F, стевиозида, дулкозида А, рубузозида и стевиолбиозида. Например, в одном из примеров осуществления общее количество объединенного содержания стевиол-гликозидов определяют на основании содержания комбинации девяти стевиол-гликозидов, а именно: ребаудиозида А, ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида F, стевиозида, дулкозида А, рубузозида и стевиолбиозида. В другом примере осуществления общее количество стевиол-гликозидов рассчитывают исходя из комбинации семи стевиол-гликозидов, т.е. ребаудиозида А, ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида F, стевиозида и стевиолбиозида. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что стевиол-гликозиды, включаемые в общее количество стевиол-гликозидов, могут быть выбраны на основании конкретных норм или рекомендаций содержания пищевого продукта, установленных различными руководящими органами (например, JECFA, Управлением США по надзору за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств и т.д.).

Чистота композиции может быть определена способами, известными специалистам в данной области техники. Один из таких способов включает применение жидкостной хроматографии высокого разрешения (ЖХВР). Кроме того, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что содержание влаги в образце может влиять на точность определения чистоты. Соответственно, при определениях чистоты композиция должна быть, по существу, сухой. В настоящем описании термин ", по существу, сухая композиция" и "в пересчете на массу сухого вещества" используют взаимозаменяемо и они означают, что композиция может включать приблизительно до 10 масс.% влаги.

Полиморфные и аморфные формы ребаудиозида А

Как было ранее указано заявителями в патентной заявке U.S. сер. No.11/751627, очистка композиций ребаудиозида А может приводить к образованию различных полиморфных и аморфных форм ребаудиозида А. Ранее заявителями были идентифицированы по меньшей мере три разные полиморфные формы ребаудиозида А: Форма 1: гидрат ребаудиозида А; Форма 2: безводный ребаудиозид А; и Форма 3: сольват ребаудиозида А. Кроме по меньшей мере трех полиморфных форм ребаудиозида А заявителями также была идентифицирована аморфная форма ребаудиозида А, Форма 4.

Полиморфизм определяют как способность вещества существовать в двух или более кристаллических состояниях, имеющих разное расположение и/или конформацию молекул в кристаллической решетке. Полагают, что приблизительно 30% органических соединений обладают полиморфизмом (Zell, et al., Tetrahedron 56(36)6603-16 (2000)). Полиморфизм является важным свойством при получении фармацевтических средств, пигментов и красителей, подсластителей, взрывчатых веществ и агрохимикатов. Полиморфизм может вызывать изменения таких физических свойств, как плотность, температура плавления и скорость растворения.

В настоящем описании термин "аморфный" означает некристаллический твердый материал. Аморфная форма ребаудиозида А (Форма 4) имеет повышенную скорость растворения по сравнению с полиморфными формами ребаудиозида А (Формы 1, 2 или 3). Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что скорость растворения композиции подсластителя может быть важна при приготовлении твердых и жидких композиций, включающих подсластители, неограничивающие примеры которых включают жевательную резинку, выпечные изделия и напитки.

Физические свойства трех полиморфных форм ребаудиозида А и аморфной формы ребаудиозида А приведены в нижеследующей таблице 1:

Таблица 1 Полиморфные и аморфная форма ребаудиозида А   Полиморфная форма 1 Полиморфная форма 2 Полиморфная форма 3 Аморфная форма 4 Скорость растворения в H₂O при 25°C Очень низкая (<0,2% за 60 минут) Средняя (<30% за 5 минут) Высокая (>30% за 5 минут) Высокая (>35% за 5 минут) Содержание спирта <0,5% <1% 1-3% <0,05% Содержание влаги >5% <1% <3% <6%

Рассмотренные выше физические свойства даны для иллюстрации конкретных примеров осуществления полиморфных и аморфных форм ребаудиозида А. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что безводная полиморфная форма ребаудиозида А (Форма 2), сольватная полиморфная форма ребаудиозида А и аморфный ребаудиозид А гигроскопичны и могут поглощать влагу в количестве приблизительно до 10 масс.% в пересчете на массу сухого вещества. Не прибегая к какой-либо теории, можно предположить, что способы, рассмотренные в настоящем описании, обычно позволяют получать безводную полиморфную форму ребаудиозида А (Форму 2) и/или аморфную композицию ребаудиозида А (Форму 4).

Как показано на Фиг.1, тип получаемой полиморфной или аморфной формы может зависеть от таких факторов, как состав водно-органического раствора, температура кристаллизации и температура сушки. Не прибегая к какой-либо теории, можно предположить, что Форма 1 и Форма 3 образуются при проведении единственного этапа кристаллизации, тогда как Форма 2 предположительно образуется при проведении этапа сушки в результате превращений Формы 1 и Формы 3.

Поддержание при проведении этапа кристаллизации низких температур, составляющих от приблизительно 20°C до приблизительно 50°C, а также создание небольшого отношения количества воды к количеству органического растворителя в водно-органическом растворе, приводит к образованию Формы 3. Поддержание при проведении этапа кристаллизации высокой температуры, составляющей от приблизительно 50°C до приблизительно 80°C, а также создание высокого отношения количества воды к количеству органического растворителя в водно-органическом растворе приводит к образованию Формы 1. Форма 1 может быть превращена в Форму 3 суспендированием в безводном растворителе приблизительно при комнатной температуре в течение от приблизительно 2 до приблизительно 16 часов или суспендированием в безводном растворителе приблизительно при температуре кипения в течение от приблизительно 0,5 до приблизительно 3 часов. Форма 3 может быть превращена в Форму 1 суспендированием полиморфной формы в воде приблизительно при комнатной температуре в течение приблизительно 16 часов или приблизительно при температуре кипения в течение от приблизительно 2 до приблизительно 3 часов. Форма 3 может быть превращена в Форму 2 во время сушки; тем не менее, как повышение температуры сушки до значений, превышающих приблизительно 70°C, так и повышение продолжительности сушки композиции, по существу, чистого ребаудиозида А может приводить к разложению ребаудиозида А и увеличению содержания примеси остающегося ребаудиозида В в композиции, по существу, чистого ребаудиозида А. Форма 2 может быть превращена в Форму 1 при добавлении воды.

Форма 4 может быть получена в процессе исходной очистки ребаудиозида А или непосредственно из любой индивидуальной полиморфной формы или комбинации полиморфных форм способами, хорошо известными специалистам в данной области техники. Кроме того, Форма 4 может быть получена из композиции ребаудиозида А, имеющей низкую чистоту, или из композиции, по существу, чистого ребаудиозида А, полученной способом очистки, отличающимся от рассмотренных выше в настоящем описании. Неограничивающие примеры способов получения аморфных форм ребаудиозида А включают размалывание на шаровой мельнице, осаждение, лиофилизацию, криоразмалывание и распылительную сушку композиции ребаудиозида А.

Настоящее изобретение дополнительно описано с помощью приведенных ниже примеров, которые не ограничивают объем настоящего изобретения. Напротив, следует понимать, что существует множество других примеров осуществления, модификаций и эквивалентов настоящего изобретения, которые станут очевидны специалисту в данной области техники после прочтения настоящего описания и которые включены в объем настоящего изобретения и/или объем прилагаемой формулы изобретения. Если не указано обратное, процентные содержания (%) выражены в массовых процентах.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чистоту композиций ребаудиозида А, описываемых в приведенных ниже Примерах, определяли с помощью ЖХВР. Способы выполнения анализа ЖХВР хорошо известны специалистам в данной области техники. Вкратце, в анализе ЖХВР использовали колонку ZORBAX NH₂ (150×4,6 мм, 5 мкм) при температуре 30°C. Подвижная фаза включала смесь 20% буферного раствора (0,0125% уксусной кислоты и 0,0125% ацетата аммония) и 80% ацетонитрила, скорость течения составляла 1,5 мл/мин. Впрыскивали 12 мкл каждого образца, повторяя определение 2 раза, и образец анализировали на УФ детекторе при 210 нм (ширина полосы 4 нм), эталон при 260 нм (ширина полосы 100 нм). Продолжительность одного анализа ЖХВР составляла от 40 до 60 минут.

Буферный раствор, содержащий 0,0125% уксусной кислоты и 0,0125% ацетата аммония, был получен растворением 0,125 г ацетата аммония и 125 мкл ледяной уксусной кислот в одном литре воды. Продолжительность удержания ребаудиозида В регулировали, изменяя отношение количества ацетата аммония к количеству уксусной кислоты при поддержании суммарного количества обоих компонентов, составляющего 0,025%. Повышение количества уксусной кислоты приводило к снижению продолжительности удержания ребаудиозида В.

Подвижная фаза была получена смешиванием буферного раствора с ацетонитрилом до получения продолжительности удержания ребаудиозида А, составляющей 7,0±0,5 минут. Изначально она содержала приблизительно 20% буферного раствора (200 мл буфера и 800 мл ацетонитрила). Повышение количества ацетонитрила на величину от 1 до 2% приводило к увеличению продолжительности удержания ребаудиозида А приблизительно на одну минуту.

Раствор разбавителя был получен смешиванием 750 мл ацетонитрила и 250 мл буферного раствора. Стандарты ребаудиозида А были получены разбавлением 20,0±0,5 мг (округлено до ближайшего 0,1 мг) стандарта ребаудиозида А при добавлении 4 мл раствора разбавителя с образованием стандартного раствора концентрацией приблизительно 5000 мг/л. Стандартный раствор ребаудиозида А впрыскивали в объемах 10,8, 11,4, 12,6 и 13,2 мкл. Содержание влаги измеряли способом Карла Фишера (Karl Fischer) каждый раз после получения стандарта, производя уточнения на основании чистоты растворителя согласно сертификату анализа. В альтернативном варианте стандарты ребаудиозида А были получены разбавлением индивидуальных образцов, содержащих 18, 19, 21 и 22 (каждый ±0,2) мг стандарта ребаудиозида А добавлением 4 мл раствора разбавителя (с уточнениями по содержанию влаги и по чистоте). Полученные по отдельности образцы впрыскивали на том же уровне, как и образцы (12 мкл).

Стандарты стевиозида были получены разбавлением 12,5±0,5 мг (округлено до ближайшего 0,1 мг) стандарта стевиозида добавлением 5 мл раствора разбавителя с образованием стандартного раствора, содержащего приблизительно 2500 мг/л стандарта (раствор А) (с уточнением по содержанию влаги и по чистоте). Затем стандарт стевиозида разбавляли в отношении 1 мл раствора А к 10 мл разбавителя, получая 250 мг/л стандарта (раствор В), и стандартные растворы разбавляли до конечных концентраций, составляющих от 2,5 до 50 мг/л.

Образцы композиций ребаудиозида А были получены разбавлением 125±2 мг (округлено до ближайшего 0,1 мг) композиции ребаудиозида А добавлением 25 мл раствора разбавителя с образованием раствора образца, содержащего приблизительно 5000 мг/л (с уточнением по содержанию влаги). Если анализ образцов не выполняли немедленно, их хранили без воздушного зазора над жидкостью в атмосфере азота в эксикаторе.

В приведенной ниже таблице 2 представлены параметры продолжительности удержания (англ. retention time, сокращенно RT) ребаудиозида А и других стевиол-гликозидов. Тем не менее, специалисты в данной области техники должны понимать, что при необходимости продолжительность удержания может быть изменена.

Таблица 2 Параметры удержания для ЖХВР Соединение RT (мин) Стевио+зид 4,53 Ребаудиозид С 5,21 Ребаудиозид F 5,62 Ребаудиозид А 7,07 Ребаудиозид D 15,79 Стевиолбиозид 18,35 Ребаудиозид В 35,83

Композиции ребаудиозида А, имеющие низкую чистоту (содержащие от 41 до 62 масс.% ребаудиозида А), очищали с помощью одностадийной кристаллизации, получая с высоким выходом композиции, по существу, чистых стевиол-гликозидов, содержащие ребаудиозид А высокой чистоты. В экспериментах использовали пять разных композиций ребаудиозида А, имеющих низкую чистоту, в которых чистота ребаудиозида А составляла от приблизительно 41% до приблизительно 62 масс.%, а общее содержание стевиол-гликозидов составляло от приблизительно 88% до приблизительно 92 масс.% (на основании данных аналитической ЖХВР). Общее количество стевиол-гликозидов в этих примерах представляло собой объединенное содержание ребаудиозида А, ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида F, стевиозида и стевиолбиозида.

Две из вышеуказанных композиций ребаудиозида А, имеющих низкую чистоту, были предоставлены Компанией Shenzhen (Shenzhen NII Natural Food Ingredients C, Ltd., Китай). Две другие композиции ребаудиозида А, имеющие низкую чистоту, были предоставлены Компанией Shandong (Shandong Huaxian Stevia Limited-Liability Company, Китай). Еще одна композиция ребаудиозида А, имеющая низкую чистоту, была предоставлена Компанией Hailin (Hailin Farm, Китай). Количество ребаудиозида А и общее содержание стевиол-гликозидов в каждой из этих композиций указано в приведенной ниже таблице 3:

Таблица 3 Свойства композиций ребаудиозида А, имеющих низкую частоту Поставщик Количество ребаудиозида А (масс.%) Количество семи стевиол-гликозидов (масс.%) Количество девяти стевиол-гликозидов (масс.%) Shenzhen (41%) 41% 90% 93% Shenzhen (62%) 62% 89% 92% Shandong (42%) 42% 88% 92% Shandong (51%) 51% 92% 94% Hailin 56% 88% 91%

Экспериментальная серия А

Условия проведения кристаллизационных экспериментов представлены в таблицах 4 и 5 и результаты приведены в таблице 6.

Композиции ребаудиозида А, имеющие низкую чистоту (50 г), добавляли при температуре смешивания и при перемешивании к органическому растворителю и перемешивали в течение требуемого периода времени до получения, по существу, прозрачного раствора. Раствор оставляли охлаждаться до комнатной температуры (22°С), и в раствор необязательно вводили затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%). Обычно осаждение происходило почти мгновенно при охлаждении до комнатной температуры. Осадок отфильтровывали и промывали этанолом комнатной температуры или холодным этанолом (95%, 22°С или 4°С) и сушили в вакуумной печи-эксикаторе при 50-60°С в течение времени, составляющего от 2 до 4 суток.

Определяли количество полученного осадка, и осадок исследовали с помощью аналитической ЖХВР (Agilent 1100), применяя универсальный детектор CAD (заряженный аэрозоль) и получая количественную оценку количества ребаудиозида А и общего количества семи стевиол-гликозидов (включающих ребаудиозид А, ребаудиозид В, ребаудиозид С, стевиозид, дулкозид А, рубузозид и стевиолбиозид) и девяти стевиол-гликозидов (включающих ребаудиозид А, ребаудиозид В, ребаудиозид С, ребаудиозид D, ребаудиозид F, стевиозид, дулкозид А, рубузозид и стевиолбиозид). Затем определяли общий массовый выход и общий выход ребаудиозида А (в целом и относительно общего количества ребаудиозида А, содержащегося в композициях ребаудиозида А, имеющих низкую чистоту). Ниже более подробно рассмотрены Примеры 6, 7, 10, 11, 12, 15, 16, 25, 26, 27, 31, 32, 36 и 37.

Таблица 4 Условия экспериментов No. эксперимента Система растворителей* Растворитель (мл) Температура смешивания (°C) Продолжительность перемешивания (мин) 1 А 250 55 10 2 В 250 50 10 3 С 400 50 10 4 D 400 55-59 8 5 Е 300 52-56 8 6 D 300 52 6 7 D 200 57 13 8 F 300 52 10 9 D 200 35-40 30 10 G" 210 35-40 30 11 G* 210 85 5-6 12 А 250 50 10 13 В 250 50 10 14 С 400 50 10 15 D 400 53 21 16 D 250 22 60 17 А 250 50 10 18 В 250 50 10 19 С 400 50 10 20 D 400 53-57 16 21 Е 300 52 7 22 D 300 53 15 23 D 200 57 10 24 F 300 53 10 25 D 200 35-40 30 26 G" 210 35-40 30 27 G* 210 85 5-6 28 А 250 50 10 29 В 250 50 10 30 С 500 50 15 31 D 400 56 8 32 G 210 78 5-6 33 А 250 50 10 34 В 250 50 10 35 С 400 50 10 36 D 400 56 7,5 37 Н 265 22 30

* Обозначены эксперименты, в которых в раствор ребаудиозида А, имеющего низкую чистоту, добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) в количестве от приблизительно 0,0001% до приблизительно 0,001 масс.% от массы раствора ребаудиозида А, имеющего низкую чистоту.

Таблица 5 Свойства систем органических растворителей   Способ Система растворителей   А 4 части этанола (95%): 1 часть метанола   В 1,5 части этаноли (95%): 1 часть метанола С метанол (100%) D этанол (95%) Е метанол (95%) F Этилацетатный экстракт+этанол (95%) G 20 частей этанола (95%): 1 части воды Н 50 частей этанола (95%): 3 части воды

Таблица 6 Результаты экспериментов No. Эксп. Общий выход (масс.%) Общий выход Reb А* (масс.%) Отношение выхода Reb А к содержанию Reb А в неочищенной композиции (масс.%) Общее содержание 7 стевиол-гликозидов (масс.%) Общее содержание 9 стевиол-гликозидов (масс.%) Reb А (масс.%)               1 75,30 31,63 77 91 94 42 2 80,20 34,49 84 93 95 43 3 56,70 25,52 62 95 97 45 4 24,60 18,45 45 95 97 75 5 73,85 32,49 79 92 95 44 6 34,90 28,27 69 93 95 81 7 36,34 28,71 70 94 96 79 8 35,91 25,86 63 92 95 72 9 34,52 27,27 67 93 96 79 10 24,60 23,86 58 96 98 97 11 25,94 23,35 57 95 98 90 12 59,17 47,93 77 93 97 81 13 73,50 49,25 79 93 96 67 14 66,20 47,66 77 93 96 72 15 53,87 47,94 77 94 97 89 16 53,20 49,48 80 95 98 93 17 68,80 31,65 75 91 95 46 18 73,60 33,12 79 92 95 45 19 59,60 27,42 65 98 98 46 20 31,67 22,49 54 91 95 71 21 64,47 25,14 60 86 91 39 22 40,04 26,83 64 89 94 67 23 42,73 27,77 66 90 94 65 24 37,67 27,88 66 90 94 74 25 47,00 28,67 68 89 94 61 26 28,60 23,74 57 92 96 83 27 23,12 21,04 50 92 97 91 28 69,66 38,31 75 94 97 55 29 77,10 41,63 82 95 97 54 30 52,50 28,88 57 98 98 55 31 53,18 42,01 82 95 97 79 32 35,82 34,39 67 97 99 96 33 64,60 28,42 62 87 91 44 34 71,20 32,75 71 88 92 46 35 67,60 34,48 75 93 96 51 36 37,28 28,71 62 92 96 77 37 26,40 23,76 52 93 96 90 * Reb A - ребаудиозид A

Пример 6

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 41%), смешивали с 300 мл этанола (95%) и нагревали при перемешивании до 52°С в течение 6 минут. Раствор охлаждали и оставляли при перемешивании при комнатной температуре (22°C) на трое суток. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (5-10 мл 95%, 22°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 17,45 г композиции стевиол-гликозидов (выход 34,90%), содержащей 81% ребаудиозида А и 95% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 7

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 41%), смешивали с 200 мл этанола (95%) и нагревали при перемешивании до 57°C в течение 13 минут. Раствор охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) при перемешивании на четверо суток. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (5-10 мл 95%, 22°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 18,17 г композиции стевиол-гликозидов (выход 36,34%), содержащей 79% ребаудиозида А и 96% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 10

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 41%), смешивали с 200 мл этанола (95%) и 10 мл воды и нагревали при перемешивании до 35-40°C в течение 30 минут. Раствор охлаждали и затем при комнатной температуре (22°C) вводили затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (+99,0%), и выдерживали в течение одних суток при комнатной температуре, в течение одних суток при 4°C и снова в течение одних суток при комнатной температуре. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (3×10 мл 95%, 4°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 12,3 г композиции стевиол-гликозидов (выход 24,6%), содержащей 97% ребаудиозида А и 98% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 11

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 41%), смешивали с 200 мл этанола (95%) и 10 мл воды, к реакционному сосуду присоединяли обратный холодильник с водяным охлаждением и нагревали на водяной бане при 85°C в течение 5-6 минут при перемешивании. Раствор охлаждали и затем при комнатной температуре (22°C) вводили затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (+99,0%), и оставляли при комнатной температуре на трое суток при перемешивании. На четвертые сутки осадок отфильтровывали и промывали этанолом (3×10 мл 95%, 4°C), сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (60°C), получая 12,97 г композиции стевиол-гликозидов (выход 25,94%), содержащей 90% ребаудиозида А и 98% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 12

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 62%), смешивали с 200 мл этанола (95%) и 50 мл метанола (100%) и нагревали до 50°C в течение 10 минут при перемешивании. Раствор охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) в течение ночи при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (2×30 мл 95%, 22°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 29,58 г композиции стевиол-гликозидов (выход 59,17%), содержащей 81% ребаудиозида А и 97% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 15

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 62%), смешивали с 400 мл этанола (95%) и нагревали до 53°C в течение 21 минут при перемешивании. Раствор охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) в течение ночи при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (10-15 мл 95%, 22°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 26,93 г композиции стевиол-гликозидов (выход 53,87%), содержащей 89% ребаудиозида А и 97% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 16

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 62%), смешивали с 250 мл этанола (95%) при комнатной температуре (22°C) в течение 60 минут при перемешивании. Раствор оставляли при комнатной температуре в течение ночи при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (10-15 мл 95%, 22°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (60°C), получая 26,6 г композиции стевиол-гликозидов (выход 53,2%), содержащей 93% ребаудиозида А и 98% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 24

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 42%), смешивали при комнатной температуре (22°C) с 150 мл этилацетата в течение 15 минут при перемешивании. Осадок отфильтровывали и затем повторно суспендировали в 300 мл этанола (95%) и нагревали до 52°C в течение 10 минут при перемешивании. Раствор охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) на четверо суток при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (5-10 мл 95%, 22°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 18,83 г композиции стевиол-гликозидов (выход 37,67%), содержащей 74% ребаудиозида А и 94% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 26

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 42%), смешивали с 200 мл этанола (95%) и 10 мл воды и нагревали до 35-40°C в течение 30 минут при перемешивании. Раствор охлаждали и затем при комнатной температуре (22°C) вводили затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (+99,0%) и оставляли, не подвергая механическим воздействиям, при комнатной температуре в течение одних суток и при 4°C в течение одних суток. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (3×10 мл 95%, 4°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 14,3 г композиции стевиол-гликозидов (выход 28,6%), содержащей 97% ребаудиозида А и 98% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 27

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 42%), смешивали с 200 мл этанола (95%) и 10 мл воды, к реакционному сосуду присоединяли обратный холодильник с водяным охлаждением и нагревали на водяной бане при 85°C в течение 5-6 минут при перемешивании. Раствор охлаждали, и затем при комнатной температуре (22°C) вводили затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (+99,0%), и оставляли при комнатной температуре на трое суток при перемешивании. На четвертые сутки осадок отфильтровывали и промывали этанолом (3×10 мл 95%, 4°C), сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (60°C), получая 11,56 г композиции стевиол-гликозидов (выход 23,12%), содержащей 91% ребаудиозида А и 97% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 31

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 51%), смешивали с 400 мл этанола (95%) и нагревали до 56°C в течение 8 минут при перемешивании. Раствор охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) в течение ночи при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (10-15 мл 95%, 22°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 26,59 г композиции стевиол-гликозидов (выход 53,18%), содержащей 79% ребаудиозида А и 97% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 32

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 51%), смешивали с 200 мл этанола (95%) и 10 мл воды, к реакционному сосуду присоединяли обратный холодильник с водяным охлаждением и нагревали на водяной бане при 78°C в течение 6-8 минут при перемешивании. Раствор охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) в течение ночи при перемешивании. Осадок отфильтровывали и промывали этанолом (3×10 мл 95%, 4°C) и сушили на четверо суток в вакуумной печи-эксикаторе (60°C), получая 17,91 г композиции стевиол-гликозидов (выход 35,82%), содержащей 96% ребаудиозида А и 99% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 36

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 46%), смешивали с 400 мл этанола (95%) и нагревали до 56°C в течение 7,5 минут при перемешивании. Раствор охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) на пять суток при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (10-15 мл 95%, 22°C) и сушили в течение двух суток в вакуумной печи-эксикаторе (50°C), получая 18,64 г композиции стевиол-гликозидов (выход 37,28%), содержащей 77% ребаудиозида А и 96% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Пример 37

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (50 г, 46%), смешивали с 250 мл этанола (95%) и 15 мл воды при комнатной температуре (22°C) в течение 60 минут при перемешивании. Раствор оставляли при комнатной температуре в течение ночи при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (10-15 мл 95%, 22°C) и сушили четверо суток в вакуумной печи-эксикаторе (60°C), получая 13,2 г композиции стевиол-гликозидов (выход 26,40%), содержащей 90% ребаудиозида А и 96% объединенного количества стевиол-гликозидов.

Экспериментальная серия В

Одностадийную кристаллизацию композиции ребаудиозида А, имеющей низкую чистоту, выполняли, используя разные органические растворители и условия экспериментов. После каждой кристаллизации определяли количество полученного осадка, и осадок исследовали с помощью аналитической ЖХВР (Agilent 1100), применяя универсальный детектор CAD (заряженный аэрозоль) и получая количественную оценку количества ребаудиозида А в полученной композиции. Затем определяли общий массовый выход и общий выход ребаудиозида А (в целом и относительно общего количества ребаудиозида А, содержащегося в композициях ребаудиозида А, имеющих низкую чистоту). Результаты приведены в Таблице 7, а условия экспериментов более подробно рассмотрены ниже.

Таблица 7 Результаты экспериментов № эксп. Исходная масса (г) Исходная чистота Reb А (масс.%) Полученная масса (г) Общий выход (масс.%) Полученная чистота Reb А (масс.%) Отношение выхода Reb А к содержанию Reb А в неочищенной композиции (масс.%) 1 5,0 62 2,15 43,00 92,5 64,15 2 5,0 62 2,20 44,00 94,96 67,39 3 5,0 62 2,55 51,00 96,3 79,21 4 5,0 62 3,25 65,00 87 91,21 5 5,0 62 3,32 66,40 77,6 83,11 6 5,0 41 1,87 37,40 81 73,89 7 5,0 41 1,65 33,00 81,62 65,69 8 10,0 62 5,85 58,50 90,6 85,49 9 10,0 46 4,40 44,00 73 69,83 10 5,0 51 2,60 52,00 84,72 86,38 11 5,0 46 2,24 44,80 78 75,97 12 5,0 62 2,30 46,00 83,46 61,92 13 5,0 41 1,85 37,00 80 72,20 14 5,0 54 1,85 37,00 88 60,30 15 5,0 43 1,36 27,20 85,82 54,29 * Reb A - ребаудиозид A

Пример 1

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5 г, 62%), смешивали с 40 мл этанола (90%) и нагревали до температуры, составляющей от 45 до 58°C, в течение 20 минут. Раствор отфильтровывали горячим для удаления следовых количеств нерастворимых веществ. Фильтрат охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) в течение 44 часов при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали абсолютным этанолом (22°C) и сушили в течение 24 часов, получая 2,15 г композиции стевиол-гликозидов (выход 43%), содержащей 92,5% ребаудиозида А.

Пример 2

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5 г, 62%), смешивали с 20 мл этанола (90%) и нагревали до температуры, составляющей от 45 до 58°C, в течение 20 минут. Раствор отфильтровывали горячим для удаления следовых количеств нерастворимых веществ. Фильтрат охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) в течение 44 часов при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали водным этанолом (70%, -5°C) и сушили в течение 24 часов при 65°C в вакууме над драйеритом (безводным сульфатом кальция), получая 2,2 г композиции стевиол-гликозидов (выход 44%), содержащей 94,96% ребаудиозида А.

Пример 3

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5 г, 62%), смешивали с 20 мл этанола (95%) и нагревали до температуры, составляющей от 45 до 50°C, в течение 20 минут. Раствор отфильтровывали горячим для удаления следовых количеств нерастворимых веществ. Фильтрат охлаждали и оставляли при комнатной температуре (22°C) в течение 44 часов и при 5°C в течение 1 часа при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали абсолютным этанолом (0°C) и сушили в течение 24 часов при 65°C в вакууме над драйеритом, получая 2,55 г композиции стевиол-гликозидов (выход 51%), содержащей 96,3% ребаудиозида А.

Пример 4

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5 г, 62%), смешивали с 20 мл этанола (95%) и 0,35 мл воды и перемешивали при комнатной температуре (22°C) в течение 2 суток. Раствор охлаждали до температуры, составляющей от 0 до 5°C, и оставляли при этой температуре на четыре часа при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали водным этанолом (95%, 0°C) и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 3,25 г композиции стевиол-гликозидов (выход 65%), содержащей 87% ребаудиозида А.

Пример 5

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5 г, 62%), смешивали с 20 мл абсолютного этанола и 1,0 мл метанола и перемешивали при комнатной температуре (22°C) в течение 2 суток. Раствор охлаждали до температуры, составляющей от 0 до 5°C, и оставляли при этой температуре на четыре часа при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали абсолютным этанолом (0°C) и сушили в течение 20 часов при 60°C в вакууме, получая 3,32 г композиции стевиол-гликозидов (выход 66,4%), содержащей 77,6% ребаудиозида А.

Пример 6

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5 г, 41%), смешивали с 20 мл водного этанола (95%, 22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 17 часов. Раствор охлаждали до температуры, составляющей от 0 до 5°C, и оставляли при этой температуре на четыре часа при перемешивании. Осадок отфильтровывали, промывали водным этанолом (95%, 0°C) и сушили в течение 48 часов при 60°C в вакууме, получая 1,87 г композиции стевиол-гликозидов (выход 37,2%), содержащей 81,0% ребаудиозида А.

Пример 7

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5 г, 41%), смешивали с 20 мл водного этанола (90%, 22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 72 часов. Осадок отфильтровывали и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 1,65 г композиции стевиол-гликозидов (выход 33%), содержащей 81,62% ребаудиозида А.

Пример 8

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (10 г, 62%), смешивали с 59,4 мл водного этанола (95%, 22°C) и 0,6 мл воды при комнатной температуре (22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 2 суток. Осадок отфильтровывали, промывали водным этанолом (95%, 4°C) и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 5,82 г композиции стевиол-гликозидов (выход 58,2%), содержащей 90,6% ребаудиозида А.

Пример 9

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (10,0 г, 46%), смешивали с 30 мл водного этанола (95%, 22°C) при комнатной температуре (22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 2 суток. Осадок отфильтровывали, промывали водным этанолом (95%, 5°C) и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 4,4 г композиции стевиол-гликозидов (выход 44%), содержащей 73% ребаудиозида А.

Пример 10

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5,0 г, 51%), смешивали с 12,5 мл водного этанола (90%, 22°C) при комнатной температуре (22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 18 часов. Раствор охлаждали до температуры, составляющей от 0 до 5°C, и оставляли при этой температуре на три часа при перемешивании. Осадок отфильтровывали и сушили в течение 20 часов при 60°C в вакууме, получая 2,6 г композиции стевиол-гликозидов (выход 52%), содержащей 84,72% ребаудиозида А.

Пример 11

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5,0 г, 46%), смешивали с 12,5 мл водного этанола (90%, 22°C) при комнатной температуре (22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 24 часов. Раствор охлаждали до температуры, составляющей от 0 до 5°C, и оставляли при этой температуре на четыре часа при перемешивании. Осадок отфильтровывали и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 2,24 г композиции стевиол-гликозидов (выход 45%), содержащей 78% ребаудиозида А.

Пример 12

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5,0 г, 62%), смешивали с 25 мл водного этанола (95%, 22°C) при комнатной температуре (22°C) в течение 15 минут. В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 24 часов. Осадок отфильтровывали, промывали водным этанолом и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 2,3 г композиции стевиол-гликозидов (выход 46%), содержащей 83,46% ребаудиозида А.

Пример 13

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5,0 г, 41%), смешивали с 25 мл водного этанола (95%, 22°C) при комнатной температуре (22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 48 часов. Осадок отфильтровывали, промывали абсолютным этанолом (4°C) и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 1,85 г композиции стевиол-гликозидов (выход 37%), содержащей 80,0% ребаудиозида А.

Пример 14

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5,0 г, 51%), смешивали с 20 мл водного этанола (95%, 22°C) и 0,1 мл воды при комнатной температуре (22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 24 часов. Осадок отфильтровывали и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 1,85 г композиции стевиол-гликозидов (выход 37%), содержащей 88,0% ребаудиозида А.

Пример 15

Композицию ребаудиозида А, имеющую низкую чистоту (5,0 г, 43%), смешивали с 20 мл водного этанола (95%, 22°C) и 0,1 мл воды при комнатной температуре (22°C). В раствор при комнатной температуре (22°C) добавляли затравку из, по существу, чистого ребаудиозида А (>99,0%) и перемешивали в течение 72 часов. Осадок отфильтровывали, промывали водным этанолом (95%) и сушили в течение 24 часов при 60°C в вакууме, получая 1,36 г композиции стевиол-гликозидов (выход 27%), содержащей 85,82% ребаудиозида А.

Несмотря на то, что изобретение было подробно описано с помощью конкретных примеров осуществления, после прочтения предлагаемого описания специалистам в данной области техники должно быть понятно, что существуют альтернативные варианты, модификации и эквиваленты рассмотренных примеров осуществления. Соответственно, объем настоящего изобретения ограничивается прилагаемыми пунктами формулы изобретения и любыми их эквивалентами.

Изобретение относится к способу очистки композиции ребаудиозида А, имеющей низкую чистоту, и может применяться в пищевой промышленности. Предложенный способ включает смешивание композиции ребаудиозида А, имеющей низкую чистоту, и органического растворителя, состоящего из этанола и воды, с образованием раствора ребаудиозида А с низкой чистотой, где композиция ребаудиозида А, имеющая низкую чистоту, включает ребаудиозид А в количестве от 15 масс. % до 60 масс. % в пересчете на массу сухого вещества и один или более других стевиол-гликозидов, выбранных из группы, состоящей из ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида Е, ребаудиозида F, стевиозида, дулкозида А, рубузозида и стевиолбиозида, и органический растворитель включает воду в количестве от 5 масс. % до 10 масс. %; нагревание раствора ребаудиозида А с низкой чистотой до температуры в диапазоне от 20°С до 40°С; охлаждение раствора ребаудиозида А с низкой чистотой; введение в раствор затравки добавлением, по существу, чистых кристаллов ребаудиозида А; и одностадийную кристаллизацию из раствора ребаудиозида А с низкой чистотой, по существу, чистой смеси стевиол-гликозидов, включающей ребаудиозид А и один или более других стевиол-гликозидов, выбранных из группы, состоящей из ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида Е, ребаудиозида F, стевиозида, дулкозида А, рубузозида и стевиолбиозида, где ребаудиозид А содержится в, по существу, чистой смеси стевиол-гликозидов в количестве более 95 масс. % в пересчете на массу сухого вещества, и где массовый выход ребаудиозида А составляет 20 масс. % или более, и массовый выход стевиол-гликозидов составляет 25 масс. % или более. Предложен новый эффективный способ очистки композиции, включающей натуральный подсластитель. 7 з.п. ф-лы, 7 табл., 1 ил., 15 пр.

1. Способ очистки композиции ребаудиозида А, имеющей низкую чистоту, включающий следующие этапы:
смешивание композиции ребаудиозида А, имеющей низкую чистоту, и органического растворителя, состоящего из этанола и воды, с образованием раствора ребаудиозида А с низкой чистотой, где композиция ребаудиозида А, имеющая низкую чистоту, включает ребаудиозид А в количестве от 15 масс. % до 60 масс. % в пересчете на массу сухого вещества и один или более других стевиол-гликозидов, выбранных из группы, состоящей из ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида Е, ребаудиозида F, стевиозида, дулкозида А, рубузозида и стевиолбиозида, и органический растворитель включает воду в количестве от 5 масс. % до 10 масс. %;
нагревание раствора ребаудиозида А с низкой чистотой до температуры в диапазоне от 20°С до 40°С;
охлаждение раствора ребаудиозида А с низкой чистотой;
введение в раствор затравки добавлением, по существу, чистых кристаллов ребаудиозида А; и
одностадийную кристаллизацию из раствора ребаудиозида А с низкой чистотой, по существу, чистой смеси стевиол-гликозидов, включающей ребаудиозид А и один или более других стевиол-гликозидов, выбранных из группы, состоящей из ребаудиозида В, ребаудиозида С, ребаудиозида D, ребаудиозида Е, ребаудиозида F, стевиозида, дулкозида А, рубузозида и стевиолбиозида,
где ребаудиозид А содержится в, по существу, чистой смеси стевиол-гликозидов в количестве более 95 масс. % в пересчете на массу сухого вещества, и
где массовый выход ребаудиозида А составляет 20 масс. % или более, и массовый выход стевиол-гликозидов составляет 25 масс. % или более.

2. Способ по п. 1, в котором, по существу, чистая смесь стевиол-гликозидов включает не более 2% стевиолбиозида.

3. Способ по п. 1, в котором при проведении одностадийной кристаллизации раствор ребаудиозида А с низкой чистотой перемешивают или не перемешивают.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий отделение и промывку, по существу, чистой смеси стевиол-гликозидов.

5. Способ по п. 4, дополнительно включающий сушку, по существу, чистой смеси стевиол-гликозидов.

6. Способ по п. 1, в котором органический растворитель и неочищенный ребаудиозид А содержатся в растворе ребаудиозида А в массовом соотношении, составляющем от 4 до 10 частей водного органического растворителя к 1 части неочищенного ребаудиозида А.

7. Способ по п. 1, в котором кристаллизацию стевиол-гликозидов проводят в течение времени, составляющего от 0,5 часа до 5 суток (120 часов).

8. Способ по п. 1, в котором композиция ребаудиозида А, имеющая низкую чистоту, содержит ребаудиозид А в количестве от 40 масс. % до 60 масс. %.