ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка испрашивает приоритет и преимущество предварительной заявки США № 62/741351, поданной 4 октября 2018, полное раскрытие которой включено здесь посредством ссылки в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее раскрытие относится в целом к продуктам из масличных семян понгамии, и более конкретно к композициям понгамии, имеющим низкие концентрации остаточного масла понгамии, каранджина и понгамола, а также к способам получения и использования таких композиций понгамии. Настоящее раскрытие также относится к методам анализа композиций понгамии, полученных способами, описанными здесь, а также другим способам обработки, известным в данной области. Настоящее раскрытие также относится к применениям композиций понгамии в качестве корма для крупного рогатого скота и других жвачных животных.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Жмых семян понгамии, побочный продукт экстракции масла из масличных семян понгамии, представляет собой потенциальный возобновляемый источник белка для применения в кормовых продуктах. Однако необработанный жмых семян понгамии содержат остаточное масло и собственные химические компоненты, такие как каранджин и понгамол. Желательно уменьшить количество каранджина и понгамола в жмыхе семян для применения в качестве подходящего кормового источника. В частности, каранджин и понгамол были признаны экономически ценными по их собственным характеристикам, и вследствие этого изучались различные способы обработки для экстракции каранджина и понгамола высокой степени чистоты из необработанного жмыха семян понгамии. Однако существующие способы часто приводят к неполному удалению остаточного масла, каранджина и понгамола из жмыха семян понгамии и, таким образом, исключают последующее использование самого жмыха семян.
В настоящее время существует потребность в композициях понгамии с низкими концентрациями остаточного масла, каранджина и понгамола, а также в усовершенствованных способах более полной и тщательной экстракции каранджина и понгамола из необработанного жмыха семян понгамии.
Кроме того, основным препятствием для разработки усовершенствованных способов экстракции было отсутствие стандартизированного метода для оценки концентраций каранджина и понгамола, остающихся в жмыхе семян после таких обработок. Несмотря на то, что в настоящее время существует множество методов количественного определения остаточных количеств каранджина и понгамола в жмыхе семян понгамии после экстракционных обработок, эти методы часто являются недостоверными и/или неточными.
Большинство аналитических методов измеряют концентрации каранджина и понгамола в композициях понгамии определением концентраций этих химических компонентов, присутствующих в соответствующих экстрактах метанольного или гексанового растворителей, таким образом, обеспечивая оценку концентраций в композиции понгамии косвенным путем. Однако, поскольку такие методы зависят от эффективности экстракции метанолом или гексаном, и такая эффективность будет изменяться для каждого метода в зависимости от природы анализируемого материала и его предшествующей обработки, эти методы дают недостоверные количественные значения каранджина и других химических соединений в жмыхе семян понгамии. Более того, различные аналитические методы дают различные концентрации масла, каранджина и понгамола в одном и том же образце жмыха семян понгамии и часто не обеспечивают внутренней согласованной эталонной шкалы для разных обработок. Следовательно, корректное сравнение различных способов обработки на основе существующих аналитических методов было затруднено в данной области.
Таким образом, существует потребность не только в композициях понгамии, имеющих низкие концентрации остаточного масла, каранджина и понгамола, и альтернативных способах получения таких композиций понгамии, но и в более точных методах анализа композиций понгамии, полученных различными способами обработки в целом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте здесь представлен способ, включающий: смешивание композиции понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси; облучение экстракционной смеси микроволновым излучением для получения облученной смеси; разделение облученной смеси на экстрагированную композицию понгамии и алкилалканоатный экстракт; и измерение концентрации каранджина в алкилалканоатном экстракте.
В другом аспекте здесь представлен способ, включающий: предоставление первой композиции понгамии, где первая композиция из понгамии представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии, полученный механической экстракцией, и содержит 8-30% масла по весу; смешивание первой композиции понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси; и разделение экстракционной смеси на мисцеллу и вторую композицию понгамии, при этом вторая композиция понгамии имеет (i) концентрацию каранджина, которая составляет менее 20% от концентрации каранджина в первой композиции понгамии, или (ii) концентрацию каранджина, которая менее или равна 100 ppm.
В еще одном аспекте здесь представлена композиция понгамии, содержащая: каранджин; и, по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов. В некоторых вариантах композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В некоторых вариантах концентрация каранджина определяется обработкой композиции понгамии алкилалканоатным растворителем под воздействием микроволнового излучения.
В некоторых аспектах предоставлены композиции понгамии, полученные в соответствии с описанными здесь способами. В другом аспекте здесь представлена кормовая композиция, содержащая любую описанную здесь композицию понгамии.
В еще одном аспекте предусмотрен способ кормления жвачных животных, включающий предоставление жвачному животному любой описанной здесь композиции понгамии или описанной здесь кормовой композиции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Настоящая заявка может быть понята со ссылкой на следующее описание в сочетании с прилагаемыми фигурами.
На фиг.1 показан примерный процесс анализа композиции понгамии.
На фиг.2 показан примерный процесс получения композиции понгамии, имеющей концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm.
На фиг.3A и 3B представлены гистограммы, сравнивающие общую концентрацию каранджина и понгамола (в ppm с поправкой на количество исходного материала), экстрагированных из обезжиренного жмыха семян понгамии с использованием различных методов экстракции на основе метанола.
На фиг.4А и 4В представлены гистограммы, сравнивающие общую концентрацию каранджина и понгамола (в ppm с поправкой на количество исходного материала), экстрагированных из обезжиренного жмыха семян понгамии с использованием различных растворителей (метил-трет-бутилового эфира, этанола, гексана, толуола и этилацетата) в сочетание с различными методами экстракции.
На фиг.5A и 5B представлены гистограммы, сравнивающие общую концентрацию каранджина и понгамола (в ppm с поправкой на количество исходного материала), экстрагированных из обезжиренного жмыха семян понгамии с использованием микроволновой экстракции или этилацетатом или ионной жидкостью в качестве растворителя.
Фиг.6А и 6В демонстрируют сравнение общих концентраций каранджина и понгамола (в ppm с поправкой на количество исходного материала), экстрагированных из обезжиренного жмыха семян понгамии, для различных методов и растворителей, показанных на фиг.3A-5B.
На фиг.7А-7В представлена гистограмма наблюдаемых общих концентраций каранджина и понгамола (в ppm с поправкой на количество исходного материала), экстрагированных из обезжиренного жмыха семян понгамии с использованием различных алкилалканоатных растворителей в сочетании с микроволновой экстракцией растворителем.
На фиг.8A и 8B представлены гистограммы, сравнивающие остаточную концентрацию каранджина и понгамола (в ppmс поправкой на количество исходного материала) в жмыхе семян понгамии, подвергнутом различным механическим обработкам, как определено методом микроволновой экстракции этилацетатом.
На фиг.9А и 9В представлены гистограммы, сравнивающие остаточную концентрацию каранджина и понгамола (в ppmс поправкой на количество исходного материала) в жмыхе семян понгамии, подвергнутом различным механическим обработкам в сочетании с обработками экстракцией растворителем, как определено методом микроволновой экстракции этилацетатом.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеследующем описании приводятся примерные способы, параметры и тому подобное. Однако следует понимать, что такое описание не предназначено для ограничения объема настоящего раскрытия, а вместо этого представлено в качестве описания примерных вариантов осуществления.
Нижеследующее описание относится к композициям понгамии, имеющим низкие концентрации каранджина и понгамола, и способам получения и применения композиций понгамии, имеющих низкие концентрации каранджина, а также к методам анализа композиций понгамии.
Методы анализа композиций из понгамии
В некоторых аспектах здесь представлены методы анализа композиций понгамии. В некоторых вариантах осуществления, представленных здесь, приведены методы определения концентраций каранджина и понгамола в понгамии.
Масличные семена, собранные с понгамии (также известной как «Cytisus pinnatus», «Dalbergia arborea», «Derris indica», «Galedupa pungum», «karanj», «Millettia pinnata», «pongam», «pongamia», «Pongamia glabra», «Pterocarpus flavus», «Pongamia pinnata» и «Robinia mitis», «Indian beech» и «mempari»), высоко ценятся как возобновляемый источник масла. Например, возобновление интереса к источникам топлива, не содержащим нефти, привело к использованию масла понгамии в качестве сырья для производства биодизельного топлива во многих частях мира.
Обезжиренный жмых семян понгамии, оставшийся после экстракции масла из масличных семян понгамии, уже давно признан потенциальным возобновляемым источником белка, который можно использовать в качестве кормовой добавки. Однако обезжиренный жмых семян понгамии содержит высокие концентрации каранджина и понгамола, которые в целом препятствуют использованию жмыха семян в кормовых продуктах без каких-либо вредных последствий для здоровья. Эти соединения могут сделать жмых семян несъедобным и потенциально опасным для людей и животных. Предыдущие попытки разработать съедобные композиции понгамии оказались безуспешными отчасти из-за того, что соответствующие допустимые максимальные пороговые значения для концентраций каранджина и других антипитательных веществ для потребления еще не были установлены. Более того, существующие методы анализа композиций понгамии были неточными и ненадежными, так что оценка концентраций каранджина в композициях понгамии, не говоря уже о дальнейшем определении максимально допустимых концентраций каранджина, является сложной задачей. Таким образом, остается потребность в более точных методах определения концентраций каранджина и других антипитательных веществ, присутствующих в композициях понгамии.
Настоящее раскрытие направлено на удовлетворение этой потребности предоставлением методов анализа композиций понгамии, а именно методов определения концентраций каранджина и других химических веществ, присущих масличным семенам понгамии, с большей точностью и достоверностью, чем существующие методы. В частности, в некоторых аспектах настоящее раскрытие предоставляет аналитический метод микроволновой экстракции растворителем для определения концентраций каранджина и понгамола в композициях понгамии. Растворители, подходящие для использования в таких методах, описаны здесь и могут включать растворители, содержащие алкилалканоат(ы).
Неожиданно было обнаружено не только то, что аналитические методы по настоящему раскрытию обеспечивают более точное измерение каранджина и понгамола в композициях понгамии, чем ранее существующие методы, но также и то, что подобные предшествующие методы, использующие анализы на основе гексана и метанола, значительно занижают концентрацию остаточного каранджина в обработанных композициях понгамии. Использование алкилалканоатного растворителя, содержащего, по меньшей мере, один алкилалканоат, в том числе в сочетании с микроволновым облучением, приводит к повышению эффективности экстракции каранджина и понгамола из композиций понгамии и, следовательно, к улучшенному количественному определению остаточных каранджина и понгамола, оставшихся в композициях понгамии после обработки. Таким образом, описанные здесь аналитические методы обеспечивают широко применимые, но в то же время надежные средства обнаружения и количественной оценки присутствия каранджина и понгамола в различных композициях, полученных из понгамии, и в концентрациях более низких, чем те, которые можно обнаружить традиционными методами на основе гексана и метанола.
В одном аспекте здесь представлен метод анализа композиций понгамии, где метод включает смешивание композиции понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси, облучение экстракционной смеси микроволновым излучением для получения облученной смеси, разделение облученной смеси на экстрагированную композицию понгамии и алкилалканоатный экстракт и измерение концентраций каранджина и понгамола в алкилалканоатном экстракте и, таким образом, соответствующих концентраций в композиции понгамии косвенным путем. В другом аспекте здесь представлен метод определения концентраций каранджина и понгамола в композиции понгамии, включающий обработку композиции понгамии алкилалканоатным растворителем под воздействием микроволнового излучения.
Со ссылкой на фиг.1 процесс 100 представляет собой примерный процесс анализа композиции понгамии. На стадии 102 получают композицию понгамии. Композицию понгамии смешивают с алкилалканоатным растворителем на стадии 104, таким образом, получают экстракционную смесь. Экстракционная смесь содержит композицию понгамии и алкилалканоатный растворитель. Экстракционную смесь облучают микроволновым излучением на стадии 106 для получения облученной смеси. Облученную смесь разделяют на стадии 108 с получением экстрагированной композиции понгамии и алкилалканоатного экстракта. На стадии 110 анализируют алкилалканоатный экстракт.
Следует понимать, что в других вариантах процесс 100 может включать дополнительные стадии обработки. В других вариантах некоторые стадии процесса 100 могут быть пропущены.
В одном варианте представлен метод анализа композиций понгамии, включающий: смешивание композиции понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси; облучение экстракционной смеси микроволновым излучением для получения облученной смеси; разделение облученной смеси на экстрагированную композицию понгамии и алкилалканоатный экстракт; и измерение концентрации каранджина в алкилалканоатном экстракте.
В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии включает семена понгамии. В других вариантах осуществления композиция понгамии включает обезжиренный жмых семян понгамии. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии включает семена понгамии и/или обезжиренный жмых семян понгамии.
В вариантах вышеизложенного, в которых композиция понгамии представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии, обезжиренный жмых семян понгамии получают механической экстракцией. В некоторых вариантах осуществления обезжиренный жмых семян понгамии получают механической экстракцией семян понгамии. В других вариантах осуществления обезжиренный жмых семян понгамии получают механической экстракцией жмыха семян понгамии. В некоторых вариантах осуществления обезжиренный жмых семян понгамии получают механической экстракцией с использованием винтового пресса. В других вариантах осуществления, в которых композиция понгамии включает обезжиренный жмых семян понгамии, обезжиренный жмых семян понгамии получают экстракцией растворителем семян понгамии или жмыха семян понгамии. В некоторых вариантах осуществления обезжиренный жмых семян понгамии получают экстракцией растворителем жмыха семян понгамии алкилалканоатным растворителем, содержащим, по меньшей мере, один алкилалканоат, такой как этилацетат. В еще других вариантах осуществления, в которых композиция понгамии включает обезжиренный жмых семян семян понгамии, обезжиренный жмых семян понгамии получают механической экстракцией, экстракцией растворителем или их комбинацией.
В некоторых вариантах осуществления вышеизложенного метода композицию понгамии смешивают с алкилалканоатным растворителем. В некоторых вариантах алкилалканоатный растворитель представляет собой растворитель, содержащий, по меньшей мере, один алкилалканоат. В некоторых вариантах растворитель содержит один алкилалканоат. В других вариантах растворитель содержит смесь алкилалканоатов. Алкилалканоатный растворитель может содержать только алкилалканоат(ы) или, альтернативно, может содержать один или более дополнительных сорастворителей, которые не являются алкилалканоатами. В некоторых вариантах осуществления композицию понгамии смешивают с алкилалканоатным растворителем, содержащим, по меньшей мере, один алкилалканоат. В некоторых вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель содержит, по меньшей мере, один алкилалканоат и один или более сорастворителей, которые не являются алкилалканоатами. В других вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель содержит, по меньшей мере, один алкилалканоат, но не содержит никаких сорастворителей, которые не являются алкилалканоатами. В некоторых вариантах «алкилалканоат» включает, по меньшей мере, одну сложноэфирную группу, в которой атом водорода группы карбоновой кислоты замещен алкильной группой. В некоторых вариантах алкилалканоат включает одну сложноэфирную группу, в которой атом водорода группы карбоновой кислоты замещен алкильной группой.
В некоторых вариантах растворителя алкил в алкилалканоате представляет собой метил, этил, пропил или бутил. В других вариантах осуществления растворитель включает метилалканоат, этилалканоат, пропилалканоат или бутилалканоат или любые их комбинации. В некоторых вариантах осуществления растворитель включает этилалканоат. В некоторых вариантах осуществления алканоат представляет собой этаноат, пропионат, бутаноат или пентаноат. В некоторых вариантах осуществления растворитель включает алкилэтаноат, алкилпропионат, алкилбутаноат, алкилпентаноат или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления растворитель включает алкилэтаноат. В некоторых вариантах осуществления растворитель включает этилацетат. В других вариантах осуществления растворитель представляет собой этилацетат.
В некоторых вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель включает алкилалканоат, выбранный из группы, состоящей из метилметаноата, метилэтаноата, метилпропаноата, метилбутаноата, метилпентаноата, этилметаноата, этилэтаноата, этилпропаноата, этилбутаноата, этилпентаноата пропилметаноата, пропилэтаноата, пропилпропаноата, пропилбутаноата, пропилпентаноата, бутилметаноата, бутилэтаноата, бутилпропаноата, бутилбутаноата и бутилпентаноата и любых их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель включает алкилалканоат, выбранный из группы, состоящей из метилэтаноата, метилпропаноата, метилбутаноата, этилметаноата, этилэтаноата, этилпропаноата, этилбутаноата, пропилметаноата, пропилэтаноата, пропилпропаноата, пропилбутаноата, бутилметаноата, бутилэтаноата, бутилпропаноата и бутилбутаноата и любых их комбинаций.
Кроме того, следует отметить, что химические названия, используемые здесь в соответствии со стандартами номенклатуры Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), также могут упоминаться по их соответствующим общим названиям, например, ацетат для этаноата, пропионат для пропаноата, бутират для бутаноата, валерат для пентаноата и так далее. Таким образом, алкилэтаноат может также называться сложным эфиром ацетата.
В других вариантах осуществления метод включает смешивание композиции понгамии с растворителем, содержащим, по меньшей мере, один алкилалканоат формулы (I):
где:
R1 представляет собой C1-C4 алкил; и
R2 представляет собой водород или C1-C4 алкил.
В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой C1-C4 алкил. В других вариантах осуществления R2 представляет собой водород или C1-C4 алкил. В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 независимо представляют собой C1-C4 алкил. В некоторых других вариантах осуществления R1 представляет собой C1-C4 алкил, а R2 представляет собой водород.
В некоторых вариантах осуществления, где R1 представляет собой C1-C4 алкил, R1 представляет собой CH3-, CH3CH2-, CH3CH2CH2-, (CH3)2CH-, CH3CH2CH2CH2-, CH3CH2(CH3)CH-, (CH3)2CHCH2- или (CH3)3C-. В некоторых вариантах осуществления R1 является CH3CH2-. В других вариантах осуществления R1 является CH3CH2CH2CH2-. В еще других вариантах осуществления R1 является CH3CH2CH2-.
В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой водород. В других вариантах осуществления R2 представляет собой C1-C4 алкил. В некоторых вариантах осуществления, где R2 представляет собой C1-C4 алкил, R2 представляет собой CH3-, CH3CH2-, CH3CH2CH2-, (CH3)2CH-, CH3CH2CH2CH2-, CH3CH2(CH3)CH-, (CH3)2CHCH2- или (CH3)3C-. В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой водород, CH3-, CH3CH2- или CH3CH2CH2-.
Еще в других вариантах осуществления R1 представляет собой CH3CH2-, а R2 представляет собой CH3-. В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой CH3CH2- или CH3CH2CH2CH2-, а R2 представляет собой водород. В других вариантах реализации R1 представляет собой CH3CH2CH2-, а R2 представляет собой CH3CH2CH2- или CH3CH2CH2CH2-.
В других вариантах осуществления R1 представляет собой C1-C3 алкил. В еще других вариантах осуществления R1 представляет собой метил, этил, н-пропил или изопропил. В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой этил. В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой C2-C4 алкил. В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, изобутил или т-бутил. В других вариантах осуществления R2 представляет собой водород или C1-C3 алкил. В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой водород, метил, этил, н-пропил или изопропил. В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой метил. В еще других вариантах осуществления R1 представляет собой этил, а R2 представляет собой метил.
В аналитическом методе по настоящему раскрытию используются алкилалканоатные растворители, описанные здесь, в сочетании с микроволновым излучением для обеспечения высокой эффективности экстракции каранджина и понгамола, тем самым давая более точные измерения концентраций каранджина, чем другие аналитические методы, основанные, например, на экстракции метанолом или гексаном. В некоторых вариантах осуществления алкилалканоатные растворители, используемые в описанных здесь аналитических методах, исключают любые сорастворители. В некоторых вариантах осуществления вышеупомянутого метода анализа алкилалканоатный растворитель, который смешивают с композицией понгамии, не содержит спирта, алкана, кетона, простого эфира и/или ароматического углеводорода. В некоторых вариантах осуществления растворитель не содержит метанол, этанол, пропанол, гексан, метил-трет-бутиловый эфир, диэтиловый эфир, толуол, бензол или ацетон. В других вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель не содержит дикетон или диэфир, например, сукцинаты, себацаты, глутараты или малонаты.
Однако следует отметить, что в некоторых вариантах алкилалканоатный растворитель может содержать следовые количества или остаточные концентрации исключенных растворителей, описанных выше. Эти дополнительные следовые количества растворителя могут быть, например, введены в алкилалканоатный растворитель посредством стандартных химических процедур производства или обработки. Остаточные концентрации растворителей, таких как метанол или гексан, можно поддерживать ниже определенного порога общего количества примесей в алкилалканоатном растворителе, который считается приемлемым для стандартных аналитических измерений, таким образом, чтобы не оказывать существенного влияние на эффективность описанного здесь аналитического метода. Например, в некоторых вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель включает один или более дополнительных растворителей, которые не являются алкилалканоатными растворителями, при этом общая концентрация одного или более дополнительных растворителей составляет менее 5%, менее 4%, менее 3%, менее 2% или менее 1% растворителя.
В некоторых вариантах осуществления метод включает смешивание композиции понгамиа и алкилалканоатного растворителя для получения экстракционной смеси. В некоторых вариантах осуществления смешивание композиции понгамии и алкилалканоатного растворителя может включать перемешивание, взбалтывание или встряхивание композиции понгамии и алкилалканоатного растворителя вместе для получения экстракционной смеси. В других вариантах осуществления смешивание композиции понгамии и алкилалканоатного растворителя может включать нагревание композиции понгамии и алкилалканоатного растворителя для получения экстракционной смеси. Следует отметить, что композицию понгамиа и алкилалканоатный растворитель также можно по отдельности перемешивать или встряхивать, или нагревать перед смешиванием. Следует также отметить, что методы по настоящему раскрытию также предусматривают изменения других параметров, которые могут относиться к стадии смешивания, включая, например, продолжительность времени, в течение которого смешивают композицию понгамии и алкилалканоатный растворитель, температуру и/или давление, при которых их смешивают, соотношение композиции понгамии и алкилалканоатного растворителя, и другие физические свойства композиции понгамии, такие как распределение частиц по размерам.
В некоторых вариантах осуществления экстракционную смесь облучают для получения облученной смеси. В некоторых вариантах осуществления экстракционную смесь облучают микроволновым излучением для получения облученной смеси. В некоторых вариантах осуществления экстракционную смесь облучают с использованием СВЧ-экстрактора. В других вариантах осуществления настоящее раскрытие также предусматривает изменения параметров, которые могут относиться к стадии облучения, включая, например, продолжительность времени, температуру, давление и частоту микроволнового излучения, при которых облучают экстракционную смесь.
Следует отметить, что аналитический метод по настоящему раскрытию за счет сочетания алкилалканоатного растворителя и микроволнового излучения не требует определенных технических средств, которые обычно используют в существующих аналитических методах, таких как экстракция по Сокслету, предварительное вымачивание семян или жмыха семян понгамии в гидроксиде натрия или предварительная обработка семян или жмыха семян понгамии субкритической водой/паром. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящее раскрытие предоставляет метод анализа, где метод не включает экстракцию по Сокслету. В других вариантах осуществления метод анализа не включает вымачивание семян или жмыха семян понгамии в основании (например, растворе гидроксида).
В некоторых вариантах осуществления облученную смесь разделяют на твердый компонент и жидкий компонент. Твердый компонент упоминается здесь как экстрагированная композиция понгамии, а жидкий компонент упоминается как экстракт растворителя (или, альтернативно, алкилалканоатный экстракт). Облученную смесь можно разделить на экстрагированную композицию понгамии и экстракт растворителя любыми подходящими способами, известными в данной области для разделения твердой и жидкой фаз. Например, в некоторых вариантах осуществления облученную смесь разделяют центрифугированием. В некоторых вариантах реализации облученную смесь разделяют декантированием. В других вариантах осуществления облученную смесь разделяют фильтрацией.
В некоторых вариантах осуществления экстрагированная композиция понгамии содержит твердый материал и/или собственные химические компоненты, которые изначально присутствовали в композиции понгамии в сочетании с алкилалканоатным растворителем, но которые были нерастворимы в алкилалканоатном растворителе и, таким образом, не были отделены в жидкую фазу экстракта.
В некоторых вариантах экстракт растворителя содержит алкилалканоатный растворитель (включающий алкилалканоат и любые сорастворители) и определенные химические компоненты, которые свойственны понгамии и которые были экстрагированы из композиции понгамии в алкилалканоатный растворитель. В некоторых вариантах осуществления экстракт содержит фуранофлавоноиды. Фуранофлавоноиды можно дополнительно идентифицировать по подклассам, включающим, например, флавоны, флавонолы (например, каранджин) и дибензоилметаны (например, понгамол). В некоторых вариантах осуществления экстракт содержит каранджин. В других вариантах осуществления экстракт содержит понгамол. В некоторых вариантах осуществления экстракт содержит каранджин и другие фуранофлавоноиды. В некоторых вариантах осуществления экстракт содержит, по меньшей мере, один или более фуранофлавоноидов, выбранных из группы, состоящей из каранджина, понгамола, ланцеолатина, канджона, понгаглаброна, понгаглабола, овалифолина, санаганона, пиннатина, гаматина, понгона, глабона, каранджонола, понгкапина, пахикарина, метилового эфира понгаглабола, изопонгаглабола, метоксиизопонгаглабола, метилового эфира понгола, миллеттокаликсина, 6-метоксиизопонгаглабола, понгамозида A, понгамозида B, понганона XI, понгамозида C, глабра I, овалитенона, понганона IX и понгаротена.
В некоторых вариантах осуществления после разделения облученной смеси на экстрагированную композицию понгамии и экстракт растворителя, метод дополнительно включает анализ экстракта растворителя. Как описано здесь, стадия анализа экстракта растворителя включает измерение концентраций определенных химических компонентов в экстракте растворителя, которые служат в качестве косвенных значений измерений концентраций таких химических компонентов, изначально присутствующих в композиции понгамии. В некоторых вариантах осуществления метод включает измерение индивидуальных концентраций одного или более фуранофлавоноидов в экстракте растворителя. В некоторых вариантах осуществления метод включает измерение концентрации каранджина в экстракте растворителя. В других вариантах осуществления метод включает измерение концентрации понгамола в экстракте растворителя.
Измерение концентраций каранджина, понгамола и других фуранофлавоноидов в экстракте растворителя можно осуществлять с использованием аналитических методов разделения и обнаружения, известных в данной области. В некоторых вариантах осуществления концентрации каранджина, понгамола и других фуранофлавоноидов определяют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). В других вариантах осуществления концентрации каранджина, понгамола и других фуранофлавоноидов определяют методом ВЭЖХ-масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС). В некоторых вариантах осуществления концентрации каранджина, понгамола и других фуранофлавоноидов определяют методом тандемной масс-спектрометрии ВЭЖХ (ВЭЖХ-МС/МС). В некоторых вариантах осуществления концентрации каранджина, понгамола и других фуранофлавоноидов определяют методом ВЭЖХ-ультрафиолетовая-видимая спектроскопия (ВЭЖХ-УФ-видимая).
В некоторых вариантах описанный здесь метод анализа может называться «аналитический метод микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем». В некоторых вариантах осуществления, в которых конкретный алкилалканоат используют в алкилалканоатном растворителе, экстракция может называться, в частности, конкретным используемым алкилалканоатом. Например, в некоторых вариантах осуществления вышеуказанных методов, в которых алкилалканоатный растворитель включает этилацетат, метод анализа может называться «аналитический метод микроволновой экстракции этилацетатом».
Следует отметить, что ссылка на «аналитический метод микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем» включает варианты осуществления, в которых алкилалканоатный растворитель содержит, по меньшей мере, один алкилалканоатный растворитель и, необязательно, один или более сорастворителей, которые не являются алкилалканоатами. Например, «аналитический метод микроволновой экстракции этилацетатом» может относиться к использованию алкилалканоатного растворителя, содержащего этилацетат и, необязательно, один или более сорастворителей.
Способы получения композиций понгамии
Как описано выше, предшествующим попыткам по разработке улучшенных способов получения композиций понгамии, имеющих низкие концентрации остаточного масла, каранджина и понгамола, ранее препятствовали ненадежность и недостоверность существующих аналитических методов определения таких концентраций. Однако разработка улучшенных способов получения композиций понгамии, имеющих низкие концентрации каранджина, теперь становится возможной благодаря аналитическому методу, описанному выше, который обеспечивает более высокую точность и надежность измерения концентрации каранджина. Таким образом, в настоящем раскрытии представлены более эффективные способы удаления каранджина и других фуранофлавоноидов из семян и жмыха семян понгамии, включая способы получения композиций понгамии, описанные ниже, в которых композиция понгамии имеет низкую концентрацию каранджина. Более конкретно, в настоящем раскрытии представлены способы получения композиций понгамии, в которых композиция понгамии содержит каранджин и имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm.
В одном аспекте здесь представлены способы получения композиций понгамии, имеющих низкие концентрации каранджина, определенные описанными выше аналитическими методами микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем. В некоторых вариантах осуществления здесь представлены способы получения композиций понгамии, в которых композиции понгамии имеют концентрации каранджина менее или равные 100 ppm, определенные описанными выше аналитическими методами микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем. В других вариантах осуществления здесь представлены способы получения композиций понгамии, в которых композиции понгамии содержат на 20% меньше каранджина, как определено описанными выше аналитическими методами микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем, по сравнению с исходными или первыми композициями понгамии, из которых они были получены.
В одном аспекте здесь представлен способ получения композиций понгамии, где способ включает смешивание первой композиции понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси и разделение экстракционной смеси с получением мисцеллы и второй композиции понгамии, при этом вторая композиция понгамии имеет (i) концентрацию каранджина, которая составляет менее 20% от концентрации каранджина в первой композиции понгамии, или (ii) концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm.
Со ссылкой на фиг.2 процесс 200 представляет собой примерный процесс получения композиции понгамии. На стадии 202 предоставляется первая композиция понгамии. Первую композицию понгамиа смешивают с алкилалканоатным растворителем на стадии 204, таким образом получая экстракционную смесь. Экстракционную смесь разделяют на стадии 206 с получением второй композиции понгамии и мисцеллы.
Следует понимать, что в других вариантах процесс 200 может включать дополнительные стадии обработки. В еще других вариантах некоторые стадии процесса 200 могут быть пропущены.
В одном варианте представлен способ получения композиций понгамии, включающий: предоставление первой композиции понгамии; смешивание первой композиции понгамии с растворителем, содержащим, по меньшей мере, один алкилалканоат, для получения экстракционной смеси; и разделение экстракционной смеси на мисцеллу и вторую композицию понгамии. В некоторых вариантах вторая композиция понгамии имеет (i) концентрацию каранджина, которая составляет менее 20% от концентрации каранджина в первой композиции понгамии, или (ii) концентрацию каранджина, которая менее или равна 100 ppm.
В некоторых вариантах осуществления первую композицию понгамии получают из растительного материала, происходящего от дерева или растения понгамии (также известной как «Cytisus pinnatus», «Dalbergia arborea», «Derris indica», «Galedupa pungum», «karanj», «Millettia pinnata», «pongam», «pongamia», «Pongamia glabra», «Pterocarpus flavus», «Pongamia pinnata» и «Robinia mitis», «Indian beech» и «mempari»).
В некоторых вариантах осуществления первая композиция понгамии представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии. Обезжиренный жмых семян понгамии можно описать с учетом предшествующей обработки, в результате которой получают обезжиренный жмых семян понгамии. Например, в некоторых вариантах осуществления первая композиция понгамии представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии, где обезжиренный жмых семян понгамии получают механической экстракцией. В других вариантах осуществления первая композиция понгамии представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии, полученный механической экстракцией семян понгамии или жмыха семян понгамии. В некоторых вариантах осуществления обезжиренный жмых семян понгамии получают механической экстракцией с использованием винтового пресса. Следует отметить, что один или более циклов механической экстракции можно применять в отношении или семян и/или жмыха семян понгамии для получения обезжиренного жмыха семян понгамии в качестве первой композиции понгамии. В некоторых вариантах осуществления первая композиция понгамии не является масличной культурой понгамия или масличными семенами. В других вариантах осуществления первая композиция понгамии не является обезжиренным жмыхом семян понгамии, полученным экстракцией растворителем.
Первую композицию понгамии можно дополнительно охарактеризовать другими показателями, включающими, например, концентрацию в ней каранджина, содержание масла, содержание влаги и распределение частиц по размерам, что может быть особенно предпочтительным для экстракции каранджина и понгамола из первой композиции понгамии. Например, в некоторых вариантах осуществления первая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина, по меньшей мере, 200 ppm. В других вариантах осуществления первая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина, по меньшей мере, 500 ppm. В некоторых вариантах осуществления первая композиция понгамии содержит 8-40% масла по весу, 10-35% масла по весу или 8-30% масла по весу. В некоторых вариантах осуществления первая композиция понгамии содержит 8-30% масла по весу.
В некоторых вариантах осуществления вышеизложенного способа получение первой композиции понгамии может дополнительно включать любые стадии получения первой композиции понгамии. Например, в некоторых вариантах осуществления способ включает предоставление масличных семян понгамии и подвергание масличных семян понгамии механической экстракции для получения обезжиренного жмыха семян понгамии в качестве первой композиции понгамии. В некоторых вариантах осуществления способ включает механическое прессование масличных семян понгамии для получения обезжиренного жмыха семян понгамии в качестве первой композиции понгамии. В других вариантах осуществления способ может включать получение обезжиренного жмыха семян понгамии и подвергание обезжиренного жмыха семян понгамии механической экстракции для получения первой композиции понгамии, имеющей требуемое содержание масла и/или концентрацию каранджина. В еще других вариантах осуществления способ может включать предоставление первой композиции понгамии, как описано здесь, и дальнейшее снижение до минимума содержания масла в первой композиции понгамии. В еще других вариантах осуществления способ может включать предоставление обезжиренных семян понгамии и дальнейшее дробление обезжиренного жмыха семян понгамии для получения первой композиции понгамии, имеющей требуемое распределение частиц по размерам.
В некоторых вариантах осуществления вышеуказанных способов первую композицию понгамии можно смешивать с любым из описанных растворителей, используемых в аналитических методах. Например, в некоторых вариантах растворитель представляет собой алкилалканоатный растворитель. В некоторых вариантах алкилалканоатный растворитель может содержать только алкилалканоаты или, альтернативно, может содержать один или более дополнительных сорастворителей, которые не являются алкилалканоатами. В некоторых вариантах осуществления растворитель содержит, по меньшей мере, один алкилалканоат и один или более сорастворителей, которые не являются алкилалканоатами. В других вариантах осуществления растворитель содержит, по меньшей мере, один алкилалканоат, но не содержит каких-либо сорастворителей, которые не являются алкилалканоатами. В некоторых вариантах осуществления растворитель представляет собой алкилалканоат.
В некоторых вариантах осуществления алкил в алкилалканоате представляет собой метил, этил, пропил или бутил. В других вариантах осуществления растворитель включает метилалканоат, этилалканоат, пропилалканоат или бутилалканоат или любые их комбинации. В некоторых вариантах осуществления растворитель включает этилалканоат. В некоторых вариантах осуществления алканоат представляет собой метаноат, этаноат, пропионат, бутаноат или пентаноат. В других вариантах осуществления растворитель включает алкилметаноат, алкилэтаноат, алкилпропионат, алкилбутаноат, алкилпентаноат или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления растворитель включает алкилэтаноат. В некоторых вариантах осуществления растворитель включает этилацетат. В других вариантах осуществления растворитель представляет собой этилацетат.
В некоторых вариантах осуществления растворитель включает алкилалканоатный растворитель, выбранный из группы, состоящей из метилметаноата, метилэтаноата, метилпропаноата, метилбутаноата, метилпентаноата, этилметаноата, этилэтаноата, этилпропаноата, этилбутаноата, этилпентаноата, пропилметаноата, пропилэтаноата, пропилпропаноата, пропилбутаноата, пропилпентаноата, бутилметаноата, бутилэтаноата, бутилпропаноата, бутилбутаноата и бутилпентаноата и любых их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления растворитель включает алкилалканоатный растворитель, выбранный из группы, состоящей из метилэтаноата, метилпропаноата, метилбутаноата, этилметаноата, этилэтаноата, этилпропаноата, этилбутаноата, пропилметаноата, пропилэтаноата, пропилпропаноата, пропилбутаноата, бутилметаноата, бутилэтаноата, бутилпропаноата и бутилбутаноата и и любых их комбинаций.
В других вариантах осуществления метод включает смешивание первой композиции понгамии с алкилалканоатным растворителем, содержащим, по меньшей мере, один алкилалканоат формулы (I):
где:
R1 представляет собой C1-C4 алкил; и
R2 представляет собой водород или C1-C4 алкил.
В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой C1-C4 алкил. В других вариантах реализации R2 представляет собой водород или C1-C4 алкил. В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 независимо представляют собой C1-C4 алкил. В некоторых других вариантах осуществления R1 представляет собой C1-C4 алкил, а R2 представляет собой водород.
В некоторых вариантах осуществления, где R1 представляет собой C1-C4 алкил, R1 представляет собой CH3-, CH3CH2-, CH3CH2CH2-, (CH3)2CH-, CH3CH2CH2CH2-, CH3CH2(CH3)CH-, (CH3)2CHCH2- или (CH3)3C-. В некоторых вариантах осуществления R1 является CH3CH2-. В других вариантах осуществления R1 является CH3CH2CH2CH2-. В еще других вариантах осуществления R1 является CH3CH2CH2-.
В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой водород. В других вариантах осуществления R2 представляет собой C1-C4 алкил. В некоторых вариантах осуществления, где R2 представляет собой C1-C4 алкил, R2 представляет собой CH3-, CH3CH2-, CH3CH2CH2-, (CH3)2CH-, CH3CH2CH2CH2-, CH3CH2(CH3)CH-, (CH3)2CHCH2- или (CH3)3C-. В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой водород, CH3-, CH3CH2- или CH3CH2CH2-.
Еще в других вариантах осуществления R1 представляет собой CH3CH2-, а R2 представляет собой CH3-. В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой CH3CH2- или CH3CH2CH2CH2-, а R2 представляет собой водород. В других вариантах реализации R1 представляет собой CH3CH2CH2-, а R2 представляет собой CH3CH2CH2- или CH3CH2CH2CH2-.
В других вариантах осуществления R1 представляет собой C1-C3 алкил. В еще других вариантах осуществления R1 представляет собой метил, этил, н-пропил или изопропил. В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой этил. В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой C2-C4 алкил. В некоторых вариантах осуществления R1 представляет собой этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, изобутил или т-бутил. В других вариантах осуществления R2 представляет собой водород или C1-C3 алкил. В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой метил, этил, н-пропил или изопропил. В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой метил. В еще других вариантах осуществления R1 представляет собой этил, а R2 представляет собой метил. В других вариантах осуществления R2 представляет собой водород, этил или н-пропил. В других вариантах осуществления R1 представляет собой этил, н-пропил или н-бутил, а R2 представляет собой водород, метил, этил или н-пропил. В некоторых вариантах осуществления R2 представляет собой метил. В еще других вариантах осуществления R1 представляет собой этил, а R2 представляет собой метил.
В некоторых вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель получают in situ. Например, алкилалканоат можно получить смешиванием соответствующего спирта с соответствующей карбоновой кислотой. В некоторых вариантах осуществления алкилалканоат формулы (I) получают in situ смешиванием спирта R1-OH с карбоновой кислотой R2-COOH, где R1 и R2 являются такими, как определено выше. В некоторых вариантах осуществления, где алкилалканоат представляет собой этилацетат, этилацетат получают in situ смешиванием этанола с уксусной кислотой. В некоторых вариантах осуществления алкилалканоат получают in situ до смешивания алкилалканоатного растворителя с первой композицией понгамии. В других вариантах осуществления алкилалканоат получают in situ с первой композицией понгамии. Например, в некоторых вариантах осуществления, где способ включает смешивание первой композиции понгамии с растворителем, содержащим этилацетат, и этилацетат получают in situ, способ включает смешивание первой композиции понгамии с этанолом и уксусной кислотой.
В некоторых вариантах растворитель может содержать один или более сорастворителей, которые не являются алкилалканоатами. Однако в некоторых вариантах осуществления растворитель не включает какие-либо сорастворители. Например, в некоторых вариантах алкилалканоатный растворитель не содержит алкан, кетон, простой эфир и/или ароматический углеводород. В некоторых вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель не содержит гексан, метил-трет-бутиловый эфир, диэтиловый эфир, толуол, бензол и/или ацетон. В других вариантах осуществления алкилалканоатный растворитель не содержит дикетон и/или диэфир, например сукцинаты, себацаты, глутараты или малонаты.
В некоторых вариантах осуществления первая композиция понгамии и растворитель смешивают для получения экстракционной смеси. В некоторых вариантах осуществления смешивание первой композиции понгамии и растворителя включает смешивание первой композиции понгамии и растворителя в экстракторе для получения экстракционной смеси. В некоторых вариантах осуществления стадия смешивание включает перемешивание, взбалтывание или встряхивание экстракционной смеси в экстракторе. В некоторых вариантах осуществления смешивание первой композиции понгамии и растворителя для получения экстракционной смеси включает нагревание первой композиции понгамии и растворителя с получением экстракционной смеси. В других вариантах осуществления способ дополнительно включает нагревание экстракционной смеси. Следует отметить, что вышеприведенные способы могут включать изменения других параметров, которые могут относиться к стадии смешивания, включая, например, продолжительность нахождения экстракционной смеси в экстракторе, температуру и давление экстрактора, скорость движения цепи экстрактора, распределение частиц по размерам первой композиции понгамии, соотношения первой композиции понгамии и алкилалканоатного растворителя и скорости подачи композиции понгамии и алкилалканоатного растворителя в экстрактор.
В некоторых вариантах осуществления способ может дополнительно включать облучение экстракционной смеси микроволновым излучением. В некоторых вариантах осуществления экстракционную смесь облучают микроволновым излучением после стадии смешивания и до стадии разделения. Настоящее раскрытие также предусматривает изменения параметров, которые могут относиться к стадии облучения, включая, например, продолжительность времени, температуру, давление и частоту микроволнового облучения, при котором облучают экстракционную смесь.
В некоторых вариантах осуществления экстракционную смесь разделяют на мисцеллу и вторую композицию понгамии. Мисцелла преимущественно содержит жидкую фракцию экстракционной смеси (масло, алкилалканоатный растворитель и любые растворимые компоненты), в то время как вторая композиция понгамии в значительной степени состоит из остаточного нерастворимого твердого материала или шрота, который остается от первой композиции понгамии. Стадия разделения экстракционной смеси на мисцеллу и вторую композицию понгамии может включать любые подходящие способы, известные в данной области для разделения твердой и жидкой фаз. В некоторых вариантах экстракционную смесь разделяют фильтрацией. В других вариантах экстракционную смесь разделяют декантированием.
В некоторых вариантах осуществления мисцелла содержит смесь экстрагированного масла, каранджина, других фуранофлавоноидов и алкилалканоатного растворителя (включающего алкилалканоат и любые сорастворители). В других вариантах осуществления мисцелла имеет концентрацию каранджина, равную или превышающую 4000 ppm. В некоторых вариантах осуществления мисцелла имеет концентрацию каранджина, равную или превышающую 4000 ppm, измеренную описанным выше методом. В некоторых вариантах осуществления мисцеллу можно охарактеризовать содержанием масла, содержанием воды, содержанием влаги, содержанием твердых частиц или другими характеристиками, известными в данной области.
В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В других вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина, которая составляет менее 20% от концентрации каранджина в первой композиции понгамии. В еще других вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, как определено описанным здесь аналитическим методом микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем. В еще других вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина, которая составляет менее 20% от концентрации каранджина в первой композиции понгамии, как определено описанным здесь аналитическим методом микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем.
Вследствие эффективности описанных здесь способов получения, следует отметить, что вторая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии может иметь концентрации каранджина и/или понгамола осуществления. В некоторых вариантах осуществления вторые композиции понгамии могут иметь концентрации каранджина и/или понгамола менее 100 ppm, которые не обнаруживаются традиционными аналитическими методами на основе гексана и метанола. В других вариантах осуществления вторая композиция понгамии может иметь следовые концентрации каранджина и/или понгамола порядка частей на миллиард (ppb) или частей на триллион (ppt). В обстоятельствах, при которых присутствуют следовые концентрации, определение каранджина и понгамола описанными здесь аналитическими методами микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем может ограничиваться пределами обнаружения используемых методов жидкостной хроматографии и материалов. В некоторых вариантах осуществления следовые количества каранджина и/или понгамола могут не обнаруживаться описанными здесь аналитическими методами микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем.
Как описано выше, первую композицию понгамии можно получить из растительного материала, происходящего от дерева или растения понгамии. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления вторую композицию понгамии, полученную из первой композиции понгамии описанными здесь способами, также можно охарактеризовать как полученную из растительного материала, происходящего от дерева или растения понгамии (также известной как «Cytisus pinnatus», «Dalbergia arborea», «Derris indica», «Galedupa pungum», «karanj», «Millettia pinnata», «pongam», «pongamia», «Pongamia glabra», «Pterocarpus flavus», «Pongamia pinnata» и «Robinia mitis», «Indian beech» и «mempari»).
Как также описано выше, вторая композиция понгамии в значительной степени состоит из остаточного нерастворимого твердого материала или шрота, который остается от первой композиции понгамии после экстракции алкилалканоатным растворителем и разделения твердой и жидкой фаз для удаления мисцеллы. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии представляет собой шрот. Полученные вторые композиции понгамии, имеющие концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, как описано здесь, могут дополнительно содержать любое количество компонентов, таких как углеводы, белки, волокна, зола, дубильные вещества, ингибиторы трипсина, другие фуранофлавоноиды и халконы, которые изначально присутствуют в первой композиции понгамии. Например, в некоторых вариантах осуществления, где вторая композиция понгамии содержит белок, вторая композиция понгамии содержит, по меньшей мере, 30% белка по сухому весу. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит 30-50% белка или 30-40% белка по сухому весу. В других вариантах осуществления, где вторая композиция понгамии содержит углеводы, вторая композиция понгамии содержит, по меньшей мере, 40% углеводов по сухому весу. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит 40-70% углеводов, 50-70% углеводов или 50-60% углеводов по сухому весу.
Дополнительные компоненты могут присутствовать во второй композиции понгамии в весовых процентах от общей композиции, что отражает неразрушающие методы, применяемые к первым композициям понгамии. То есть способы по настоящему раскрытию могут особенно подходить для удаления каранджина и понгамола при поддержании или сохранении концентраций питательных компонентов, таких как углеводы, белки, волокна, зола или любые их комбинации, по сравнению с концентрациями, присутствующими в первой композиции понгамии, из которой получена композиция понгамии, имеющая концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В других вариантах осуществления описанные здесь способы могут привести к заметному увеличению концентрации этих дополнительных компонентов за счет удаления остаточного масла во время экстракции алкилалканоатным растворителем и последующего снижения общего веса второй композиции понгамии.
В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии, имеющая концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, содержит, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы и любых их комбинаций в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет, по меньшей мере, 90% от массового процента соответствующего компонента, присутствующего в первой композиции понгамии. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии, имеющая концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, содержит, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы и любых их комбинаций в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет 90-125% от массового процента соответствующего компонента, присутствующего в первой композиции понгамии.
В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит углеводы в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет 90-125% от массового процента углеводов, присутствующих в первой композиции понгамии. В других вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит белки в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет 90-125% от массового процента белков, присутствующих в первой композиции понгамии. В еще других вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит волокон в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет 90-150% от массового процента волокон, присутствующих в первой композиции понгамии. В других вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит золу в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет 90-125% от массового процента золы, присутствующей в первой композиции понгамии.
В некоторых вариантах осуществления концентрация других компонентов во второй композиции понгамии может быть немного снижена по сравнению с первой композицией понгамии. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит ингибиторы трипсина в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет 60-90% от массового процента ингибиторов трипсина, присутствующих в первой композиции понгамии. В других вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит халконы и/или другие фуранофлавоноиды в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет менее 100% от массового процента халконов и/или других фуранофлавоноидов, присутствующих в первой композиции понгамии.
В других вариантах осуществления общее содержание белка в композициях понгамии можно дополнительно охарактеризовать аминокислотным профилем. Аминокислотный профиль может включать характеристику композиций понгамии на основе количеств присутствующих отдельных аминокислот, количеств различных комбинаций присутствующих разных аминокислот или общей суммы присутствующих аминокислот. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет общее содержание аминокислот, по меньшей мере, 20% от весу композиции. В других вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет общее содержание аминокислот 20-30% от веса композиции. В других вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет общее содержание аминокислот, которое составляет, по меньшей мере, 90% от общего содержания аминокислот, присутствующих в первой композиции понгамии. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет общее содержание аминокислот в массовом проценте второй композиции понгамии, который составляет 90-125% от массового процента общего содержания аминокислот, присутствующих в первой композиции понгамии.
Следует отметить, что вследствие особенности описанного здесь способа экстракции, включающего смешивание первой композиции понгамии с растворителем, вторая композиция понгамии может содержать остаточные концентрации растворителя. Например, вторая композиция понгамии может содержать остаточные концентрации конкретного алкилалканоата(ов) и любых сорастворителей в используемом алкилалканоатном растворителе даже после отделения мисцеллы от второй композиции понгамии. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии содержит алкилалканоатный растворитель. В некоторых вариантах осуществления вторая композиция понгамии имеет концентрацию алкилалканоатного растворителя менее 100000 ppm. В других вариантах осуществления, где алкилалканоатный растворитель, смешанный с первой композицией понгамии, содержит этилацетат, вторая композиция понгамии содержит этилацетат. В некоторых вариантах осуществления, где композиция понгамии содержит этилацетат, композиция понгамии имеет концентрацию этилацетата менее 100000 ppm.
Способ по настоящему раскрытию может дополнительно включать стадию сухого нагревания или поджаривания для десольвентации, то есть для снижения концентрации остаточного алкилалканоатного растворителя во второй композиции понгамии. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает поджаривание второй композиции понгамии для получения поджаренной композиции понгамии. В некоторых вариантах осуществления после поджаривания второй композиции понгамии поджаренная композиция понгамии содержит алкилалканоатный растворитель и имеет концентрацию алкилалканоатного растворителя менее или равную 5000 ppm. В некоторых вариантах осуществления поджаренная композиция понгамии имеет концентрацию растворителя алкилалканоата от 0 ppm до 5000 ppm, от 0 ppm до 1000 ppm, от 1000 до 3000 ppm или от 3000 до 5000 ppm. В еще других вариантах осуществления, где алкилалканоатный растворитель, смешанный с первой композицией понгамии, содержит этилацетат, а вторая композиция понгамии поджарена, поджаренная композиция понгамии содержит этилацетат и имеет концентрацию этилацетата менее или равную 5000 ppm. В некоторых вариантах осуществления, где поджаренная композиция понгамии содержит этилацетат, поджаренная композиция понгамии имеет концентрацию этилацетата от 0 ppm до 5000 ppm, от 0 ppm до 1000 ppm, от 1000 ppm до 3000 ppm или от 3000 ppm до 5000 ppm.
Композиции понгамии
Как упоминалось ранее, композиции понгамии, имеющие низкие концентрации каранджина и других антипитательных веществ, требуются для последующего использования. Однако до разработки вышеуказанных методов анализа композиций понгамии остаточные концентрации каранджина в обработанных композициях понгамии было трудно оценить точно и достоверно, что делало получение композиций понгамии, имеющих низкие концентрации каранджина столь же труднодостижимым. Аналитические методы микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем по настоящему изобретению позволяют получить и проверить композиции понгамии, имеющие низкие концентрации каранджина. Здесь представлены композиции понгамии, в которых концентрация каранджина менее или равна 100 ppm. Также здесь представлены композиции понгамии, в которых концентрация каранджина менее или равна 100 ppm, полученные описанными здесь способами и/или определенные описанными здесь аналитическими методами микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем.
В одном аспекте здесь представлена композиция понгамии, содержащая каранджин, при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, менее или равную 90 ppm, менее или равную 80 ppm, менее или равную 70 ppm, менее или равную 60 ppm, менее или равную 50 ppm, менее или равную 40 ppm, менее или равную 30 ppm, менее или равную 20 ppm, или менее или равную 10 ppm. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm.
В другом аспекте здесь представлена композиция понгамии, содержащая понгамол, при этом композиция понгамии имеет концентрацию понгамола менее или равную 100 ppm, менее или равную 90 ppm, менее или равную 80 ppm, менее или равную 70 ppm, менее или равную 60 ppm, менее или равную 50 ppm, менее или равную 40 ppm, менее или равную 30 ppm, менее или равную 20 ppm, или менее или равную 10 ppm. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию понгамола менее или равную 100 ppm.
В некоторых вариантах осуществления композицию понгамии получают из растительного материала, происходящего от дерева или растения понгамии (также известной как «Cytisus pinnatus», «Dalbergia arborea», «Derris indica», «Galedupa pungum», «karanj», «Millettia pinnata», «pongam», «pongamia», «Pongamia glabra», «Pterocarpus flavus», «Pongamia pinnata» и «Robinia mitis», «Indian beech» и «mempari»).
В некоторых вариантах осуществления здесь представлена композиция понгамии, при этом композиция получена или может быть получена экстракцией растворителем обезжиренного жмыха семян понгамии с использованием алкилалканоатного растворителя. В некоторых вариантах осуществления здесь представлена композиция понгамии, полученная микроволновой экстракцией алкилалканоатным растворителем. В некоторых вариантах осуществления композицию понгамии получают микроволновой экстракцией алкилалканоатным растворителем из обезжиренного жмыха семян понгамии.
В другом аспекте предоставлена композиция понгамии, содержащая: каранджин; и, по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов.
В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В других вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, как определено описанным выше аналитическим методом микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем. В других вариантах осуществления здесь представлена композиция понгамии, содержащая каранджин, при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, и при этом концентрация каранджина определяется обработкой композиции понгамии алкилалканоатным растворителем под воздействием микроволнового излучения.
В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит каранджин и, по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов. В других вариантах осуществления композиция понгамии содержит углеводы и белки. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит дубильные вещества и ингибиторы трипсина. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит волокна и золу. В других вариантах осуществления композиция понгамии содержит другие фуранофлавоноиды и халконы. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит углеводы и волокна. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит углеводы и золу.
В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии, имеющая низкую концентрацию каранджина, может быть приготовлена или получена описанными здесь способами получения. В еще других вариантах осуществления композиция понгамии, имеющая концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, является второй композицией понгамии, полученной способом получения композиций понгамии, как описано здесь. В некоторых вариантах осуществления композицию понгамии получают из первой композиции понгамии, имеющей концентрацию каранджина, по меньшей мере, 200 ppm. В других вариантах осуществления композицию понгамии получают из первой композиции понгамии, имеющей концентрацию каранджина, по меньшей мере, 500 ppm.
Как отмечено выше, следует понимать, что композиции понгамии, имеющие концентрацию каранджина и/или понгамола менее или равную 100 ppm, как описано здесь, могут содержать дополнительные компоненты (углеводы, белки, волокна, золу, дубильные вещества, ингибиторы трипсина, другие фуранофлавоноиды и халконы), если они присутствуют, в весовых процентах от композиции в целом, отражая неразрушающий способ получения композиций понгамии, как описано здесь. Например, в некоторых вариантах осуществления, где композиция понгамии содержит белок, композиция понгамии содержит, по меньшей мере, 30% белка по сухому весу. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит 30-50% белка или 30-40% белка по сухому весу. В других вариантах осуществления, где композиция понгамии содержит углеводы, композиция понгамии содержит, по меньшей мере, 40% углеводов по сухому весу. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит от 40% до 70% углеводов, от 50% до 70% углеводов или от 50% до 60% углеводов по сухому весу.
В еще других вариантах осуществления общее содержание белка в композициях понгамии можно дополнительно охарактеризовать аминокислотным профилем. Аминокислотный профиль может включать характеристику композиций понгамии на основе количеств присутствующих отдельных аминокислот, количества различных комбинаций разных присутствующих аминокислот или общей суммы присутствующих аминокислот. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии имеет общее содержание аминокислот, по меньшей мере, 20% от веса композиции. В других вариантах осуществления композиция понгамии имеет общее содержание аминокислот 20-30% от веса композиции.
Кроме того, следует понимать, что композиции понгамии, имеющие низкие концентрации каранджина, как описано здесь, и полученные описанными здесь способами экстракции на основе алкилалканоатов, могут все же содержать остаточное масло понгамии и алкилалканоатный растворитель.
В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит масло. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит менее 5% масла по сухому весу. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит от 1% до 5% масла по сухому весу.
В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии дополнительно содержит алкилалканоатный растворитель. В других вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию алкилалканоатного растворителя менее или равную 100000 ppm. В других вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию алкилалканоатного растворителя менее или равную 5000 ppm. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию алкилалканоатного растворителя от 0 до 5000 ppm, от 0 до 1000 ppm, от 1000 до 3000 ppm или от 3000 до 5000 ppm.
В некоторых вариантах осуществления, где композиция понгамии включает алкилалканоатный растворитель, а алкилалканоатный растворитель включает этилацетат, композиция понгамии включает этилацетат. В некоторых вариантах осуществления, где композиция понгамии включает этилацетат, композиция понгамии имеет концентрацию этилацетата менее или равную 100000 ppm. В еще других вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию этилацетата менее или равную 5000 ppm. В некоторых вариантах осуществления, где композиция понгамии включает этилацетат, композиция понгамии имеет концентрацию этилацетата от 0 до 5000 ppm, от 0 до 1000 ppm, от 1000 до 3000 млн -1 или от 3000 до 5000 ppm.
Как описано здесь, способы получения композиций понгамии могут привести к композициям понгамии, имеющим чрезвычайно низкие концентрации каранджина и/или понгамола. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию каранджина и/или концентрацию понгамола порядка однозначных частей на миллион или их дробных количеств. В некоторых вариантах осуществления композиции понгамии могут иметь концентрации каранджина и/или понгамола менее 100 ppm, которые не обнаруживаются традиционными аналитическими методами на основе гексана и метанола. В других вариантах осуществления композиция понгамии может иметь следовые концентрации каранджина и/или понгамола порядка частей на миллиард (ppb) или частей на триллион (ppt). В некоторых вариантах осуществления композиции понгамии, описанные здесь, могут содержать следовые количества каранджина и/или понгамола, которые не обнаруживаться описанными здесь аналитическими методами микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем.
Соответственно, в некоторых вариантах осуществления, где композиция понгамии имеет концентрацию каранджина, которая обнаруживается описанными здесь аналитическими методами микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем, композицию понгамии можно охарактеризовать другими компонентами, присутствующими в композиции, включающими углеводы, белки, волокна, золу, дубильные вещества, ингибиторы трипсина, другие фуранофлавоноиды, халконы, алкилалканоатный растворитель(и) или содержание аминокислот или любые их комбинации.
В некоторых вариантах осуществления здесь представлена композиция понгамии, содержащая, по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов, при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В некоторых вариантах осуществления вышеизложенного композиция понгамии имеет необнаруживаемую концентрацию каранджина, как определено описанным здесь аналитическим методом микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии содержит (i) 30-50% белка по сухому весу; (ii) 40-70% углеводов; (iii) общее содержание аминокислот 20-30% по сухому весу; или любую их комбинацию.
Применение композиций понгамии
Композиции понгамии, имеющие низкие концентрации каранджина и понгамола, как описано выше и полученные описанными выше способами, могут, в частности, применяться в качестве кормовой добавки или основного корма в кормовых композициях для жвачных животных, таких как кормовые композиции для крупного рогатого скота. Описанные здесь неразрушающие методы приготовления композиций понгамии приводят к результативному удалению антипитательных компонентов каранджина и понгамола без снижения количества других компонентов, включая макроэлементы (такие как белок и углеводы), которые очень важны для достижения приемлемой эффективности использования кормов. Композиции понгамии можно использовать отдельно в составе корма для жвачных животных или в комбинации с основным кормом, не происходящим от понгамии, для получения смешанной кормовой композиции для жвачных животных.
Как описано здесь, термин «жвачное животное» следует понимать как включающий любых диких или одомашненных копытных млекопитающих, обладающих многокамерным желудком (включая рубец), приспособленным для переваривания растительного вещества. Подходящие жвачные животные могут включать, но не ограничиваются ими, крупный рогатый скот, яков, буйволов, коз, овец, оленей, газелей и антилоп. В некоторых вариантах осуществления крупный рогатый скот представляет собой мясной скот.
В одном аспекте здесь представлены кормовые композиции для жвачных животных, содержащие композиции понгамии, имеющие низкие концентрации каранджина, как описано выше. В некоторых вариантах осуществления кормовые композиции для жвачных животных содержат композицию понгамии, имеющую концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В других вариантах осуществления кормовые композиции для жвачных животных включают основной корм и композицию понгамии, при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее 100 ppm, как описано здесь.
В некоторых вариантах осуществления здесь представлены кормовые композиции для крупного рогатого скота, содержащие композиции понгамии, имеющие низкие концентрации каранджина, как описано выше. В некоторых вариантах осуществления кормовые композиции для крупного рогатого скота содержат композицию понгамии, имеющую концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В других вариантах осуществления кормовые композиции для крупного рогатого скота содержат основной корм и композицию понгамии, при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее 100 ppm, как описано здесь.
В некоторых вариантах осуществления здесь представлена кормовая композиция для жвачных животных (включая, например, кормовую композицию для крупного рогатого скота), содержащая любую из описанных здесь композиций понгамии. В одном варианте осуществления здесь представлена кормовая композиция для жвачных животных (включая, например, кормовую композицию для крупного рогатого скота), содержащая: основной корм и любую из описанных здесь композиций понгамии.
В некоторых вариантах вышеизложенного композиция понгамии содержит: каранджин; и, по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов, и композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В других вариантах композиция понгамии содержит: по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов, и композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm.
Описанные здесь композиции понгамии вследствие низких концентраций каранджина в них можно использовать в кормовых композициях для жвачных животных, таких как кормовые композиции для крупного рогатого скота, в больших количествах, чем использовались ранее, и с меньшим антипитательным или долгосрочным патологическим эффектом, чем ранее наблюдалось. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления кормовая композиция для жвачных животных или кормовая композиция для крупного рогатого скота содержит, по меньшей мере, 30% по весу или, по меньшей мере, 40% по весу композиции понгамии, при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm. В некоторых вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, где концентрация каранджина определяется обработкой композиции понгамии алкилалканоатным растворителем под воздействием микроволнового излучения. В других вариантах осуществления композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, где концентрация каранджина определяется аналитическим методом микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем.
В некоторых вариантах осуществления кормовая композиция для жвачных животных (включая, например, кормовую композицию для крупного рогатого скота) входить в состав основного корма. Подходящим основным кормом для описанных здесь кормовых композиций для жвачных животных может быть любое сырье, не происходящее от понгамии, известное в данной области как фураж или корм, включающий, например, сено, солому, силос, зерно, бобовые, пищевые отходы и фураж. В некоторых вариантах осуществления основной корм может включать один или более кормов, выбранных из группы, состоящей из пшеничного корма, кукурузного корма, ячменного корма для, овсяного корма, соевой муки, подсолнечной муки, арахисового шрота, арахисового жмыха и сена. В некоторых вариантах осуществления основой корм включает пшеничный корм, кукурузный корм, соевую муку или любую их комбинацию. Вследствие низких концентраций каранджина в композициях понгамии, описанных здесь, композиции понгамии можно смешивать с основными кормами для получения кормовых композиций для жвачных животных, содержащих большие пропорции кормов, происходящих из понгамии. Таким образом, количество основного корма в композициях для животных по настоящему изобретению может быть снижено. В других вариантах осуществления кормовая композиция для жвачных животных (включая, например, кормовую композицию для крупного рогатого скота) содержит менее 60% или менее 70% по весу основного корма.
Следует отметить, что описанные здесь кормовые композиции для жвачных животных (включая, например, кормовые композиции для крупного рогатого скота) могут содержать дополнительные кормовые добавки, известные в данной области, включающие, например, антибиотики и другие ветеринарные средства, гормоны роста, витамины, минеральные вещества или биологически активные добавки, усилители вкуса, технологические добавки и тому подобное.
В еще одном аспекте настоящее раскрытие обеспечивает способы кормления жвачных животных, таких как корова, включающие предоставление композиций понгамии или кормовых композиций для жвачных животных, как описано здесь, жвачным животным. В некоторых вариантах осуществления настоящее раскрытие обеспечивает способ кормления жвачных животных, включающий предоставление жвачным животным композиции понгамии, имеющей концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, как определено аналитическим методом микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем. В других вариантах осуществления здесь предусмотрен способ кормления жвачных животных, включающий предоставление жвачным животным кормовой композиции для крупного рогатого скота, при этом кормовая композиция для жвачных животных содержит композицию понгамии, имеющую концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, и при этом концентрация определяется обработкой композиции понгамии любым из описанных здесь алкилалканоатных растворителей под воздействием микроволнового излучения.
В некоторых вариантах осуществления жвачное животное представляет собой корову. В некоторых вариантах осуществления корова является коровой мясной породы. В некоторых вариантах настоящее раскрытие обеспечивает способы кормления коровы, включающие предоставление корове композиций понгамии или кормовых композиций для жвачных животных, как описано здесь. В некоторых вариантах осуществления настоящее раскрытие обеспечивает способ кормления коровы, включающий предоставление корове композиции понгамии, имеющей концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, как определено аналитическим методом микроволновой экстракции алкилалканоатным растворителем. В других вариантах осуществления здесь предусмотрен способ кормления коровы, включающий предоставление корове кормовой композиции для крупного рогатого скота, при этом кормовая композиция для крупного рогатого скота включает композицию понгамии, имеющую концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, и при этом концентрация каранджина определяется обработкой композиции понгамии любым из описанных здесь алкилалканоатных растворителей под воздействием микроволнового излучения.
Для описанных здесь способов кормления жвачных животных или крупного рогатого скота кормовые композиции для жвачных животных (включая, например, кормовые композиции для крупного рогатого скота) могут быть предоставлены в различных формах, подходящих для жвачных животных или крупного рогатого скота. В некоторых вариантах осуществления кормовая композиция для жвачных животных предоставляется в виде измельченного шрота, гранулированного корма, жидкого корма или мешанки. Например, в некоторых вариантах осуществления кормовая композиция для жвачных животных может предоставляется в виде измельченного шрота или гранулированного корма.
Примечательно, что описанные здесь методы неразрушающей обработки обеспечивают композиции понгамии, имеющие не только низкие концентрации антипитательных веществ, таких как каранджин и понгамол, но также могут сохранять или поддерживать сопоставимые концентрации питательных веществ и ближайших соединений, присутствующих в исходных композициях понгамии, из которых получают композиции понгамии, имеющие пониженные концентрации каранджина. Таким образом, следует также отметить, что композиции понгамии, полученные описанными здесь способами, могут также обладать определенными концентрациями питательных веществ или ближайших соединений (золы, влаги, белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов), которые особенно подходят для удовлетворения потребностей в питательных веществах жвачных животных (таких как крупный рогатый скот), подлежащих кормлению, в частности относительно эффективности использования кормов.
В других аспектах предусмотрено промышленное изделие, такое как контейнер, содержащий композиции понгамии, как описано здесь, или корм, содержащий композиции понгамии, как описано здесь; и этикетка, содержащая инструкции по применению таких композиций понгамии или корма.
В еще других аспектах предусмотрен набор, включающий композиции понгамии, как описано здесь, или корм, содержащий композиции понгамии, как описано здесь; и листок-вкладыш в упаковку, содержащий инструкции по применению таких композиций понгамии или корма.
ПЕРЕЧИСЛЕННЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Следующие нижеперечисленные варианты осуществления представляют некоторые аспекты изобретения.
1. Способ, включающий:
смешивание композиции понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси;
облучение экстракционной смеси микроволновым излучением для получения облученной смеси;
разделение облученной смеси на экстрагированную композицию понгамии и алкилалканоатный экстракт; и
измерение концентрации каранджина в алкилалканоатном экстракте.
2. Способ по варианту осуществления 1, где алкилалканоатный растворитель включает алкилалканоат, выбранный из группы, состоящей из метилметаноата, метилэтаноата, метилпропаноата, метилбутаноата, метилпентаноата, этилметаноата, этилэтаноата, этилпропаноата, этилбутаноата, этилпентаноата, пропилметаноата, пропилэтаноата, пропилпропаноата, пропилбутаноата, пропилпентаноата, бутилметаноата, бутилэтаноата, бутилпропаноата, бутилбутаноата и бутилпентаноата и любых их комбинаций.
3. Способ по варианту осуществления 1 или 2, где алкилалканоатный растворитель включает этилацетат.
4. Способ по одному из вариантов осуществления 1-3, где композиция понгамии представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии.
5. Способ по одному из вариантов осуществления 1-4, где композицию понгамии получают механической экстракцией, экстракцией растворителем или их комбинацией.
6. Способ по одному из вариантов осуществления 1-5, где измерение концентрации каранджина в алкилалканоатном экстракте включает определение концентрации каранджина методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).
7. Способ, включающий:
предоставление первой композиции понгамии,
смешивание первой композиции понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси; и
разделение экстракционной смеси на мисцеллу и вторую композицию понгамии, при этом вторая композиция понгамии имеет (i) концентрацию каранджина, которая составляет менее 20% от концентрации каранджина в первой композиции понгамии, или (ii) концентрацию каранджина, которая менее или равна 100 ppm.
8. Способ по варианту осуществления 7, где вторая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, как определено способом по одному из вариантов осуществления 1-5.
9. Способ по варианту осуществления 7 или 8, где первая композиция понгамии представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии.
10. Способ по варианту осуществления 9, где первая композиция понгамии представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии, полученный механической экстракцией.
11. Способ по варианту осуществления 9 или 10, где первая композиция понгамии не представляет собой обезжиренный жмых семян понгамии, полученный экстракцией растворителем.
12. Способ по одному из вариантов осуществления 7-11, где первая композиция понгамии имеет концентрацию каранджина, по меньшей мере, 200 ppm.
13. Способ по одному из вариантов осуществления 7-12, где первая композиция понгамии содержит 8-30% масла по весу.
14. Способ по одному из вариантов осуществления 7-13, где мисцелла имеет концентрацию каранджина более или равную примерно 4000 ppm.
15. Способ по одному из вариантов осуществления 7-14, где вторая композиция понгамии имеет концентрацию понгамола менее или равную 100 ppm.
16. Способ по одному из вариантов осуществления 7-15, где алкилалканоатный растворитель включает этилацетат.
17. Способ по одному из вариантов осуществления 7-16, где способ дополнительно включает облучение экстракционной смеси микроволновым излучением.
18. Композиция понгамии, содержащая:
каранджин; и
по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов,
при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm.
19. Композиция понгамии по варианту осуществления 18, где композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, как определено способом по одному из вариантов осуществления 1-6.
20. Композиция понгамии по варианту осуществления 18 или 19, где композиция понгамии дополнительно содержит понгамол.
21. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-20, где композиция понгамии имеет концентрацию понгамола менее или равную 100 ppm.
22. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-21, дополнительно содержащая алкилалканоатный растворитель.
23. Композиция понгамии по варианту осуществления 22, где композиция понгамии имеет концентрацию алкилалканоатного растворителя менее 100000 ppm.
24. Композиция понгамии по варианту осуществления 22 или 23, где шрот семян понгамии имеет концентрацию алкилалканоатного растворителя менее 5000 ppm.
25. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 22-24, где алкилалканоатный растворитель включает этилацетат.
26. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-25, где композиция понгамии содержит менее 5% масла по сухому весу.
27. Композиции понгамии по одному из вариантов осуществления 18-26, где композиция понгамии содержит от 1% до 5% масла по сухому весу.
28. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-27, где композиция понгамии содержит, по меньшей мере, 30% белка по сухому весу.
29. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-28, где композиция понгамии содержит 30-40% белка по сухому весу.
30. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-29, где композиция понгамии имеет общее содержание аминокислот, по меньшей мере, 20% по весу.
31. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-30, где композиция понгамии имеет общее содержание аминокислот 20-30% по весу.
32. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-31, где композиция понгамии содержит, по меньшей мере, 40% углеводов по весу.
33. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-32, где композиция понгамии содержит 50-70% углеводов по весу.
34. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-33, где композиция понгамии получена из исходной композиции понгамии, имеющей концентрацию каранджина, по меньшей мере, 200 ppm.
35. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-34, где композиция понгамии получена экстракцией растворителем обезжиренного жмыха семян понгамии с использованием алкилалканоатного растворителя.
36. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-35, где композиция понгамии получена экстракцией растворителем обезжиренного жмыха семян понгамии с использованием алкилалканоатного растворителя и микроволнового издучения.
37. Композиция понгамии, полученная или получаемая способом по одному из вариантов осуществления 1-17.
38. Композиция понгамии, содержащая:
по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов,
при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm.
39. Композиция понгамии, содержащая:
по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов,
где композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, и где композиция понгамии имеет концентрацию понгамола менее или равную 100 ppm.
40. Композиция понгамии, содержащая:
каранджин, или понгамол, или комбинацию каранджина и понгамола;
по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов,
при этом если присутствует каранджин, композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm,
при этом если присутствует понгамол, композиция понгамии имеет концентрацию понгамола менее или равную 100 ppm.
41. Композиция понгамии, содержащая:
каранджин; и
по меньшей мере, один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов,
при этом композиция понгамии имеет концентрацию каранджина менее или равную 100 ppm, и при этом концентрация каранджина определяется обработкой композиции понгамии алкилалканоатным растворителем под воздействием микроволнового излучения.
42. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-41, где композиция понгамии получена из растительного материала, происходящего от дерева или растения понгамии.
43. Композиция понгамии по одному из вариантов осуществления 18-42, где композиция понгамии представляет собой шрот.
44. Кормовая композиция, включающая:
композицию понгамии по одному из вариантов осуществления 18-43; и
основной корм для крупного рогатого скота.
45. Кормовая композиция, включающая:
композицию понгамии по одному из вариантов осуществления 18-43; и
основной корм.
46. Кормовая композиция по варианту осуществления 44 или 45, где кормовая композиция включает, по меньшей мере, 30% по весу или, по меньшей мере, 40% по весу композиции понгамии.
47. Кормовая композиция по одному из вариантов осуществления 44-46, где кормовая композиция включает менее 60% по весу или менее 70% по весу основного корма.
48. Кормовая композиция по одному из вариантов осуществления 44-47, где кормовая композиция представляет собой гранулированный корм.
49. Способ кормления жвачных животных, включающий предоставление жвачным животным композиций понгамии по одному из вариантов осуществления 18-43 или кормовой композиции по одному из вариантов осуществления 44-48.
50. Способ по п. 49, где жвачное животное выбирают из группы, состоящей из коровы, яка, буйвола, козы, овцы, оленя, газели и антилопы.
51. Способ по варианту осуществления 50, где жвачное животное является коровой.
ПРИМЕРЫ
Настоящий раскрываемый предмет изобретения будет лучше понятен со ссылкой на следующие примеры, которые приведены в качестве примера изобретения, а не в качестве ограничения.
ПРИМЕР А: АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ПРИМЕР A1: СРАВНИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЭКСТРАКЦИИ НА ОСНОВЕ МЕТАНОЛА
В нижеследующем примере описаны эксперименты, сравнивающие экстракцию каранджина и понгамола из жмыха семян понгамии с использованием метанола в качестве растворителя.
Гомогенизация экстракции каранджина и понгамола. 0,5 г жмыха семян понгамии помещали в полипропиленовую центрифужную пробирку объемом 50 мл с 5 мл метанола в конечном соотношении 10:1 (растворитель:твердые частицы). Затем образцы помещали в гомогенизатор растений/тканей для встряхивания в течение 2 минут при 1500 об/мин. Затем образцы центрифугировали в течение 5 минут при 3000 об/мин для отделения растворителя от твердых частиц, и супернатант декантировали в чистую полипропиленовую пробирку объемом 50 мл. Процесс экстракции повторяли 5 раз с целью улучшения экстракции каранджина и понгамола.
Гомогенизация экстракции с вымачиванием в NaOH. До гомогенизации экстракции 0,5 г жмыха семян понгамии помещали в полипропиленовую центрифужную пробирку объемом 50 мл с 1 мл 2% NaOH. Затем смесь инкубировали в течение 24 часов. После инкубации добавляли 10 мл воды, и пробирки помещали на механический шейкер для встряхивания при высокой скорости в течение 10 минут. Затем пробирки центрифугировали при 3000 об/мин для осаждения твердого материала. Воду сохранили для анализа, и процесс промывки повторяли еще раз для обеспечения удаления NaOH. После инкубации с NaOH образцы экстрагировали метанолом, как описано выше.
Гомогенизация экстракции с вымачиванием в метаноле. До гомогенизации экстракции 0,5 г жмыха семян понгамии помещали в полипропиленовую центрифужную пробирку объемом 50 мл с 25 мл метанола в конечном соотношении 50:1 (растворитель:твердые частицы). Затем смесь инкубировали в течение 24, 48, 72 или 96 часов при комнатной температуре. После инкубации образцы помещали в гомогенизатор растений/тканей для встряхивания в течение 2 минут при 1500 об/мин. После гомогенизации образцы центрифугировали в течение 5 минут при 3000 об/мин для отделения растворителя от твердых частиц, и супернатант декантировали в чистую полипропиленовую пробирку объемом 50 мл. Гомогенизацию повторяли 5 раз с целью улучшения экстракции каранджина и понгамола.
Гомогенизация экстракции с фильтрацией. 0,5 г жмыха семян понгамии помещали в полипропиленовую центрифужную пробирку объемом 50 мл с 25 мл метанола в конечном соотношении 50:1 (растворитель:твердые частицы). Затем образцы помещали в гомогенизатор растений/тканей для встряхивания в течение 2 минут при 1500 об/мин. Затем образцы фильтровали для отделения твердых частиц от метанола. Процесс экстракции повторяли 5 раз с целью улучшения экстракции каранджина и понгамола.
Экстракция по Сокслету караджина и понгамола. 0,5 г жмыха семян понгамии помещали в экстракционную гильзу с 125 мл метанола. Экстракции проводили в течение 24 или 48 часов, после чего экстракт по Сокслету переносили в чистую полипропиленовую пробирку.
Стандартные растворы для ВЭЖХ. Доступные на рынке каранджин и понгамол смешивали с метанолом для получения следующих стандартных растворов ВЭЖХ: 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 5,0 и 20,0 мкг/мл.
Приборы для ВЭЖХ. Анализ ВЭЖХ проводили с подвижной фазой, состоящей из: растворителя А (0,1% муравьиной кислоты в воде ВЭЖХ) и растворителя В (0,1% муравьиной кислоты в ацетонитриле). Объем вводимой пробы составлял 2 мкл, а скорость потока составляла 0,75 мл/мин. Колонка представляла собой колонку ВЭЖХ С18 5 мкм, 50×2 мм. Все анализы ВЭЖХ проводили в режиме отрицательных ионов. Параметры МС были следующими:: газовая завеса 30 фунтов на квадратный дюйм; газ для соударений 4 фунта на квадратный дюйм; сушильный газ (GS1) 50 фунтов на квадратный дюйм; сушильный газ (GS2) 50 фунтов на квадратный дюйм; напряжение ионораспыления 5000; температура 500°С; потенциал декластеризации (DP) 51 В; входной потенциал 10 В; энергия соударений (CE) 60 эВ для каранджина и 30 эВ для понгамола.
МС/МС количественное определение каранджина и понгамола в экстракте. Мониторинг множественных реакций (ММР) ионных переходов отслеживали как для каранджина, так и для понгамола. Концентрации каранджина и понгамола, присутствующих в экстрагированных образцах, рассчитывали с использованием программного обеспечения Analyst версии 1.6.3. Вкратце, площадь пика каранджина и понгамола в экстрагированных образцах сравнивали с площадью пика калибровочных стандартов для определения миллионных долей каранджина и понгамола.
Экстракция метанолом каранджина и экстракция понгамола из жмыха семян понгамии. В таблице 1 приведены концентрации каранджина и понгамола, которые можно экстрагировать из жмыха семян понгамии (фиг. 3A и 3B) методом гомогенизации экстракции с использованием метанола в качестве экстракционного растворителя (в соотношение растворитель:твердые частицы 10:1). Количества каранджина и понгамола, полученные в каждой из пяти последовательных экстракций, суммировали для обеспечения определения общего количества экстрагированного каранджина и общего количества экстрагированного понгамола, соответственно, как показано в таблице 1.
Таблица 1.
Оценка влияния 24-часового вымачивания в NaOH на экстракцию каранджина и понгамола. Количества каранджина и понгамола, полученные от каждой из пяти последовательных экстракций, складывали вместе для получения результата измерения общего количества экстрагированного каранджина и общего количества экстрагированного понгамола, соответственно, как показано в таблице 2. Таблица демонстрирует, что обработка жмыха семян понгамии NaOH перед гомогенизацией экстракции метанолом (при соотношении растворитель:твердые частицы 10:1) снизила общую концентрацию экстрагированного и остаточного каранджина и понгамола по сравнению с экстракцией без обработки (фиг.3A и 3B).
Таблица 2.
Определение концентрации каранджина и понгамола в промывной NaOH воде. Таблица 3 демонстрирует, что каранджин и понгамол выщелачиваются в промывную воду после вымачивания в NaOH. Однако концентрации каранджина и понгамола в промывной воде недостаточно для объяснения снижения концентрации каранджина и понгамола, выделенных после обработки NaOH.
Таблица 3.
Оценка влияния вымачивания в метаноле на экстракцию каранджина. Количества каранджина и понгамола, полученные от каждой из пяти последовательных экстракций, складывали вместе для получения результата измерения общего количества экстрагированного каранджина и общего количества экстрагированного понгамола, соответственно, как показано в таблице 4. Таблица 4 демонстрирует, что вымачивание жмыха семян понгамии в метаноле до экстракции в течение любого периода времени снижала извлечение каранджина по сравнению с экстракцией без вымачивания в метаноле (при соотношении растворитель:твердые частицы 50:1) (фиг.3A и 3B).
Таблица 4.
Оценка извлечения каранджина и понгамола с использованием фильтрации, а не центрифугирования после гомогенизации экстракции метанолом. Количества каранджина и понгамола, полученные от каждой из пяти последовательных экстракций (при соотношении растворитель:твердые частицы 50:1), складывали вместе для получения результата измерения общего количества экстрагированного каранджина и общего количества экстрагированного понгамола, соответственно, как показано в Таблице 5. Таблица 5 демонстрирует, что гомогенизация экстракции метанолом с фильтрацией позволяет извлекать аналогичные концентрации каранджина и понгамола из жмыха семян понгамии по сравнению с гомогенизацией экстракции метанолом с центрифугированием (фиг.3A и 3B).
Таблица 5.
Экстракция по Сокслету караджина и понгамола. В таблице 6 показано сравнение гомогенизации экстракции метанолом (соотношение растворитель:твердые частицы 50:1) и экстракции метанолом по Сокслету. Общее количество экстрагированного каранджина и экстрагированного понгамола для гомогенизации обработки метанолом представляет собой сумму каранджина и понгамола, полученных от каждой из пяти последовательных экстракций; общее количество каранджина и понгамола, экстрагированных в результате обработки по Сокслету, представляет собой количества каранджина и понгамола, полученные за один цикл по Сокслету в течение указанного периода времени. Значения, определенные для 24-часовой и 48-часовой экстракции метанолом по Сокслету, были приняты как среднее значение двух отдельных опытов, соответственно. Таблица 6 демонстрирует, что за 24- и 48-часовую экстракцию метанолом по Сокслету выделилось больше каранджина и понгамола, чем методом гомогенизации экстракции метанолом (фиг.3A и 3B).
Таблица 6.
ПРИМЕР A2: ЗАВИСИМОСТЬ МЕТОДОВ ЭКСТРАКЦИИ ОТ РАСТВОРИТЕЛЯ
В следующем примере описываются экспериментальные попытки оценить способность различных растворителей экстрагировать каранджин и понгамол из жмыха семян понгамии.
Гомогенизация экстракции каранджина и понгамола. В данном примере гомогенизацию экстракции проводили так же, как в примере A1. Однако испытанные растворители включали этанол, гексан, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), толуол, диэтиловый эфир, этилацетат и ацетон, все в соотношении растворитель:твердые частицы 50:1. Наконец, были проведены эксперименты для оценки влияния времени гомогенизации на экстракцию этилацетатным растворителем, в которых сравнивали 10-минутную (2 мин/цикл, 5 циклов) и 50-минутную (10 мин/цикл, 5 циклов) гомогенизацию.
Экстракция по Сокслету караджина и понгамола. В данном примере экстракцию по Сокслету проводили так же, как в примере A1. Однако испытанными растворителями были метанол, МТБЭ и этилацетат. Кроме того, время реакции, исследованное для этилацетата, составляло 6, 24, 48, 72 и 96 часов.
Оценка эффективности экстракции каранджина и понгамола различными растворителями с использованием гомогенизации экстракции. Количества каранджина и понгамола, полученные от каждой из пяти последовательных экстракций, складывали вместе для получения результата измерения общего количества экстрагированного каранджина и общего количества экстрагированного понгамола, соответственно, как показано в таблице 7. Таблица 7 демонстрирует, что этилацетат экстрагировал больше каранджина и понгамола, чем любой другой растворитель, испытанный с использованием метода гомогенизации (фиг.3A, 3B, 4A и 4B).
Таблица 7.
Оценка влияния увеличения времени гомогенизации на экстракцию каранджина и понгамола этилацетатом. В таблице 8 представлено сравнение гомогенизации экстракции с использованием этилацетата в качестве растворителя с общим 10-минутным периодом экстракции и общим 50-минутным периодом экстракции. Таблица 8 демонстрирует, что увеличение общего времени гомогенизации с 10 до 50 минут снижает эффективность экстракции каранджина и понгамола этилацетатом (фиг.4A и 4B).
Таблица 8.
Оценка эффективности экстракции каранджина и понгамола различными растворителями с использованием экстракции по Сокслету. В таблице 9 представлено общее количество каранджина и общее количество понгамола, экстрагированных за единичные циклы по Сокслету с использованием различных растворителей в течение разной продолжительности времени. Таблица 9 демонстрирует, что этилацетат экстрагировал больше каранджина и понгамола, чем любой другой растворитель, испытанный с использованием метода экстракции по Сокслету (фиг.3A, 3B, 4A и 4B). Кроме того, таблица 9 демонстрирует, что более короткое время экстракции по Сокслету было более эффективным, чем более длительное время для выделения каранджина. Однако более длительное время экстракции по Сокслету обычно было более эффективным, чем более короткое время для выделения понгамола.
Таблица 9.
ПРИМЕР A3: МЕТОД МИКРОВОЛНОВОЙ ЭКСТРАКЦИИ (МЭ)
В следующем примере описываются экспериментальные попытки по разработке метода МЭ этилацетатом для каранджина и понгамола.
Приготовление ионной жидкости. Ионную жидкость получали добавлением 40,1 г 1-бутил-3-метилимидазолия бромида и 75 мл 0,8 н HCl в стеклянную бутыль. Затем смесь встряхивали для растворения твердых частиц.
Микроволновая экстракции каранджина и понгамола. 0,5 г жмыха семян понгамии добавляли в пробирку для микроволновой экстракции. Затем в пробирки с образцом добавляли 15 мл этилацетата или ионной жидкости и встряхивали для перемешивания. Далее образцы экстрагировали с использованием микроволнового экстрактора при следующих условиях: 1) скорость изменения температуры в течение 15 минут до 70°C, 2) выдержка при 70°C в течение 10 минут. После охлаждения супернатант фильтровали с использованием фильтровальной бумаги на воронке Бюхнера под вакуумом.
Оценка эффективности микроволновой экстракции этилацетатом каранджина и понгамола. Таблица 10 демонстрирует, что МЭ этилацетатом экстрагировалось более 9600 ppm каранджина и 790 ppm понгамола из жмыха семян (также фиг.5A и 5B).
Таблица 10.
Сводная информация по экстракции жмыха семян. В таблице 11 представлены сводные данные по экстракции караджина и понгамола, подробно описанные в примерах A1-A3. На фиг.6A и 6B приведены гистограммы относительной эффективности каждой экстракционной обработки, оцененной по общему количеству экстрагированных каранджина и понгамола в ppm.
Таблица 11.
ПРИМЕР A4: МЕТОД МИКРОВОЛНОВОЙ ЭКСТРАКЦИИ (МЭ) АЛКИЛАЛКАНОАТАМИ
В следующих примерах описываются экспериментальные попытки оценить способность различных алкилалканоатных растворителей экстрагировать каранджин и понгамол из жмыха семян в условиях микроволновой экстракции.
Образцы жмыха семян понгамии, использованные в частях I-V ниже, имели то же происхождение и дату приготовления, что и жмых семян понгамии, использованный в примерах A1-A3 выше. Жмых семян понгамии хранился в течение 18 месяцев (при -20 градусов Цельсия) в начале примера A4.
Различные алкилалканоатные растворители оценивали на их способность экстрагировать каранджин и понгамол в условиях микроволновой экстракции.
Частично обезжиренный шрот понгамии гомогенизировали с использованием сухого льда. Образцы хранили замороженными, а сухой лед позволял сублимировать. 0,5 г +/-0,02 г шрота понгамии помещали в отдельные пробирки для микроволновой экстракции, и 15,0 мл каждого растворителя (соотношение растворитель:твердые частицы (об./вес.) 30:1) добавляли в соответствующую пробирку для микроволновой печи, которую затем закрывали крышкой и встряхивали. Экстракцию проводили с использованием микроволнового экстрактора MARS6 при следующих условиях: 1) скорость изменения температуры в течение 15 мин до 70°C; 2) выдержка при 70°C в течение 10 минут. После охлаждения супернатанта до комнатной температуры экстракт фильтровали через фильтровальную бумагу Whatman GF/F на воронке Бюхнера под вакуумом, и экстракт наливали в предварительно промаркированные центрифужные пробирки объемом 50 мл.
Анализ. Все экстракты образцов разбавляли в 10 и 100 раз для анализа ЖХ-МС/МС или непосредственно с использованием флаконов для ЖХ-МС/МС или мерной колбы. (10-кратное разбавление: 100 мкл экстракта образца добавляли в 900 мкл соответствующего растворителя и встряхивали; 100-кратное разбавление: 10 мкл экстракта образца добавляли в 990 мкл соответствующего растворителя и встряхивали.) Параметры анализа ЖХ-МС/МС были идентичны параметрам, описанным в примере A1 выше.
Оценка эффективности микроволновой экстракции каранджина и понгамола с использованием различных алкилалканоатных растворителей. В таблице 12 приведены общие количества каранджина и понгамола, экстрагированные из образцов жмыха семян с использованием перечисленных растворителей в условиях микроволновой экстракции (смотри также фиг.7A и 7B).
Таблица 12.
Пример В. Методы крупномасштабной экстракции
В данном примере подробно описаны экспериментальные попытки увеличить экстракцию каранджина и понгамола до коммерчески рентабельного уровня.
Часть I - Механическая обработка
Метод тепловой экструзии и метод винтового пресса. Образцы жмыха семян понгамии отдельно подвергали методу тепловой экструзии («Кондиционирование семян») и методу винтового пресса («Винтовой пресса», первый (1-й) или второй (2-й) цикл прессования) для удаления масла, каранджина и понгамола из жмыха семян понгамии.
Оценка эффективности экстракции караджина и понгамола механической обработкой. Образцы жмыха семян понгамии анализировали методом микроволновой экстракции этилацетатным растворителем (в соответствии с протоколом примера А3 выше) для определения количеств каранджина и понгамола, оставшихся в обработанном жмыхе семян понгамии после обработки методами обработки кондиционированием семян и на винтовом прессе. Таблицы 13 и 14 демонстрируют, что методы механической обработки как кондиционированием семян, так и на винтовом прессе можно использовать для экстракции каранджина и понгамола из жмыха семян понгамии в промышленных масштабах (фиг.8A и 8B).
Таблица 13.
Таблица 14.
Часть II - Экстракция растворителем
Экстракция каранджина и понгамола одним растворителем. Жмых семян понгамии вводили в иммерсионный экстрактор с использованием объемного дозатора. Скорость подачи регулировали таким образом, что каждая лопастная секция экстрактора заполнялась примерно на 50%. В таблице 15 приведены конкретные параметры экстракции для каждого растворителя.
Таблица 15.
(дюйм/мин)
Двойная экстракция растворителем каранджина и понгамола. После первичной экстракции гексаном, подробно описанной выше, жмых семян понгамии собирали и вводили в иммерсионный экстрактор с использованием объемного дозатора. Скорость подачи регулировали таким образом, что каждая секция лопастей экстрактора заполнялась примерно на 50%. В таблице 16 приведены конкретные параметры экстракции для каждого растворителя.
Таблица 16.
(дюйм/мин)
2°: Метанол (холодное прессование)
2°: Этилацетат (холодное прессование)
Оценка крупномасштабной экстракции растворителем каранджина и понгамола. Каждый из образцов, полученных в результате комбинации методов механической экстракции и экстракции растворителем, описанных в таблицах 15 и 16, анализировали методом микроволновой экстракции этилацетатом (в соответствии с протоколом, приведенным в примере А3 выше) для определения количеств остаточного каранджина и остаточного понгамола, оставшихся в жмыхе семян понгамии после экстракционной обработки. Таблица 17A демонстрирует, что этилацетат при использовании в однократной экстракции, независимо от предшествующего метода механической экстракции, был наиболее эффективным растворителем для удаления каранджина и понгамола из жмыха семян понгамии (фиг.9A и 9B).
Таблица 17А.
Обработанный на винтовом прессе (2-е прессование), экстрагированный этилацетатом жмых семян анализировали впоследствии второй раз относительно концентрации каранджина и понгамола в соответствии с теми же использовавшимися ранее протоколом и условиями примера A3 для подтверждения первоначального измерения в таблице.17А. Результаты второго цикла оказались немного выше, чем при первоначальном измерении. Первое измерение (цикл №1, такое как в таблице 17A выше), второе измерение (цикл №2) и среднее двух измерений («Среднее значение») представлены в таблице 17B ниже.
Таблица 17В.
Часть III - Композиционный профиль экстрагированного жмыха семян
После экстракции жмыха семян понгамии в Части II выше, исходные образцы жмыха семян понгамии в Части I и образцы жмыхов понгамии, экстрагированных растворителем в Части II анализировали с целью определения влияние, если таковое имеется, механического прессования и экстракции растворителем на композиционный профиль жмыха семян. Определяли общий белковый, общий углеводный и аминокислотный профили механически прессованного жмыха семян и механически прессованного, экстрагированного этилацетатом жмыха семян.
Содержание аминокислот в жмыхе семян понгамии определяли различными методами в зависимости от наименования аминокислоты, подлежащей количественному определению. Например, измерение аланина, аргинина, аспарагиновой кислоты, глутаминовой кислоты, глицина, гистидина, изолейцина, лейцина, лизина, пролина, серина, треонина, тирозина и валина проводили, подвергая образцы жмыха семян понгамии кислотному гидролизу в 6 н HCl при 110°C в течение 24 часов с последующим количественным определением посредством ионообменной хроматографии с постколоночной нингидриновой реакцией и детектированием в УФ/видимой области (модифицированный эталонный метод AOAC 982.30). Измерение триптофана в образцах жмыха семян проводили посредством щелочной варки жмыха семян с использованием гидроксида лития при 110°C в течение 22 часов с последующим количественным определением обращенно-фазовой хроматографией с флуоресцентной детекцией (эталонный метод AOAC 998.15). Количества цистеина и метионина измеряли обработкой образцов жмыха семян окислением надмуравьиной кислотой для превращения цистеина в цистеиновую кислоту и метионина в метионинсульфон. Затем окисленный образец гидролизовали для высвобождения цистеиновой кислоты и метионинсульфона из белка с последующим количественным определением высвобожденных цистеиновой кислоты и метионинсульфона методом ионообменной хроматографии (модифицированный эталонный метод AOAC 994.12).
Средний аминокислотный профиль шрота понгамии из двух отдельных циклов представлен ниже в виде содержания аминокислот после механического прессования, но до экстракции растворителем (винтовой пресс, 2 прессование, «до обработки») и после как механического прессования, так и экстракции этилацетатным растворителем (экстрагированный этилацетатом после винтового пресса, 2 прессование, «после обработки»), приведенного в таблице 18 ниже. Аминокислотный профиль выражается в виде процентов по весу (% вес./вес.) абсолютного содержания аминокислот в шроте и в виде процента от общего содержания аминокислот.
Таблица 18.
Как показано в Таблице 18 выше, относительное содержание аминокислот и профили образцов жмыха семян преимущественно сохранялись после экстракции этилацетатным растворителем для удаления каранджина и понгамола. Экстрагированный растворителем жмых семян в целом демонстрировал незначительно более высокую концентрацию аминокислот, чем в исходном жмыхе семян, за исключением содержания лизина, которое было снижено. Более высокую концентрацию аминокислот в шроте, экстрагированном растворителем, может частично объяснить удалением масла понгамии во время экстракции растворителем и, следовательно, снижением общего веса жмыха семян.
Общее количество белков и углеводов также измеряли в образцах жмыха семян до и после экстракции этилацетатным растворителем. Общее содержание белка определяли помещением образцов жмыха семян понгамии в камеру сгорания анализатора белков, измерением общего содержания азота в газе, образующемся при сгорании, и расчетом белка по наблюдаемому содержанию азота (содержание белка=6,25×содержание азота).
Общее содержание углеводов рассчитывали как оставшийся процент в жмыхе семян понгамии (100%) за вычетом суммы общего содержания золы (%), общего содержания белка (%), общего содержания влаги (%) и общего жира (%). Общее содержание золы определяли помещением образцов жмыха семян (2 г) в тигель, окрашиванием образцов в сушильном шкафу, озолением образцов в муфельной печи при 600°C и измерением веса золы (эталонный метод AOAC 942.05). Общее содержание влаги определяли нагреванием навески образца при 130°C в течение 2 часов в сушильном шкафу с принудительной вентиляцией и определением разницы в весе образца, причем разница в % рассчитывалась как содержание влаги (эталонный метод AOCS BA 2A-38). Общее содержание жира определяли экстракцией растворителем при нагревании в колбе с обратным холодильником с петролейным эфиром (модифицированный эталонный метод AOCS BA3-38).
В Таблице 19 представлено среднее общее содержание белка и среднее общее содержание углеводов (в весовых процентах от общего веса образца) для двух циклов после механического прессования (винтовой пресс, 2 прессование, «до обработки»), но до экстракции растворителем, и после как механического прессования, так и экстракции этилацетатным растворителем (экстрагированный этилацетатом после винтового пресса, 2 прессование, «после обработки»).
Таблица 19.
Процесс экстракции растворителем не привел к потере содержания белка или углеводов в жмыхе семян понгамии. Аналогично представленным выше аминокислотным профилям образцы жмыха семян, экстрагированного растворителем, демонстрировали незначительно более высокие концентрации общего белка и общих углеводов, чем исходный жмых семян, обработанный на винтовом прессе.
ПРИМЕР C: КОМПОЗИЦИИ КОРМА ДЛЯ ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ
Приведенные ниже примеры подробно описывают экспериментальные попытки оценить эффективность включения экстрагированного этилацетатом шрота понгамии в рацион крупного рогатого скота.
ПРИМЕР C1: ИССЛЕДОВАНИЕ ДОБАВОК ИЗ ПОНГАМИИ
В приведенном ниже примере описывается исследование, в котором сравнивается использование экстрагированного этилацетатом жмыха семян понгамии и соевого шрота в качестве отдельных дополнительных источников белка с низкокачественными кормовыми рационами крупного рогатого скота.
Тринадцать бычков использовались в полностью рандомизированном исследовании, и скармливался одним из трех рационов, включающих низкокачественное сено (5,0% сырого белка) в качестве контроля (CON (n=4), рацион на основе кукурузы и сухих зерен дистиллятора с добавкой из соевого шрота (SBM) (n=4) и рацион на основе сухих зерен дистиллятора с добавлением экстрагированного этилацетатом жмыха семян понгамии (PSC) (n=5). Жмых семян понгамии, использованный в этом исследовании, представлял собой обработанный на винтовом прессе, 2 прессование, экстрагированный этилацетатом шрот понгамии, приготовленный в примере В, часть II.
В таблице 20 приведен состав трех исследуемых групп рациона - сена (контроль), соевого шрота (SBM) и экстрагированный растворителем жмых семян понгамии (PSC), использованных в исследовании.
Таблица 20.
В таблице 21 приведен химический состав сена, соевого шрота и жмыха семян понгамии.
Сено, SBM и PSC высушивали в сушильном шкафу с принудительной вентиляцией в течение 96 ч при 55°C и оставляли для выдерживания на воздухе с целью определения частичного содержания сухого вещества (DM). Сено и добавки смешивали в течение дня на равной весовой основе, затем измельчали посредством 1 мм сита с использованием мельницы Wiley и высушили при 105°C для определения DM. Органическое вещество (ОМ) определяли как потерю сухого веса при сжигании в муфельной печи в течение 8 ч при 450°C. Азот измеряли с использованием анализатора для быстрого определения азота Elementar (Elementar, Hanua, Германия), а сырой белок (CP) рассчитывали как N×6,25. Анализ нейтрального детергентного волокна (NDF) и кислотного детергентного волокна (ADF) проводили последовательно с использованием анализатора волокон Ankom с амилазой.
Содержание каранджина и понгамола в жмыхе семян понгамии определяли методом микроволновой экстракции растворителем с использованием этилацетата, описанным в примере A3 и примере A4.
Таблица 21.
Подопытных бычков кормили специально определенным рационом в общей сложности в течение 21 дня, включая 13 дней для адаптации и 8 дней для отбора проб. Определение потребления сухого вещества и перевариваемости облегчалось общим сбором кала с помощью фекальных мешков в течение шести дней.
Статистический анализ. Потребление сухого вещества и перевариваемость анализировали с использованием процедуры MIXED в SAS 9.2 (SAS Inst. Inc., Cary, Северная Каролина). Параметры модели включали обработку и период с использованием бычка в качестве случайного эффекта. Параметры модели представляли собой: обработку, период, час и час×обработка, при этом бычок и обработка×период×бычок включались в качестве случайных параметров. Повторяющийся параметр представлял собой час с обработкой×бычок в качестве субъекта. Средние значения обработки рассчитывали с использованием опции LSMEANS. В таблице 22 приведены результаты статистического анализа по трем группам обработок.
Таблица 22.
CON=контроль; SBM=соевый шрот; PSC=жмых семян понгамии
Как показано в Таблице 22, потребление сухого вещества корма как для соевого шрота, так и для рационов с включением жмыха семян понгамии, было больше, чем для контрольного рациона сена. Потребление перевариваемого сухого вещества для рационов с включением соевого шрота и жмыха семян понгамии, также было больше, чем для контрольного рациона сена. Никаких различий в перевариваемости рационов не наблюдалось. Никаких статистически достоверных различий между испытуемой группой с соевым шротом и испытуемой группой со жмыхом семян понгамии не наблюдалось.
ПРИМЕР C2: СРАВНИТЕЛЬНЫЙ РАЦИОН ДЛЯ СКАРМЛИВАНИЯ КРУПНОМУ РОГАТОМУ СКОТУ НА ОСНОВЕ ФУРАЖА С БЕЛКОВОЙ ДОБАВКОЙ НА ОСНОВЕ ПОНГАМИИ ИЛИ ИМЕЮЩЕЙСЯ НА РЫНКЕ БЕЛКОВОЙ ДОБАВКОЙ
В настоящем примере подробно описано сравнительное исследование, в котором подопытному крупному рогатому скоту скармливали один из трех рационов, как показано в Таблице 23, включающих фураж с белковой добавкой понгамии (группа A), только фураж (группа B) и фураж с имеющейся на рынке белковой добавкой (группа C).
Жмых семян понгамии, используемый в данном исследовании, представлял собой обработанный на винтовом прессе, 2 прессование, экстрагированный этилацетатом шрот понгамии, приготовленный в примере В, часть II выше. Жмых семян понгамии смешивали с сухими зернами дистиллятора (DDGS) в соотношении 30:70 по весу с получением белковой добавки понгамии. В таблице 24 приведены концентрации каранджина и понгамола в композиции понгамии, использованной в данном исследовании, как определено аналитическим методом микроволновой экстракции этилацетатным растворителем, описанным в примере A4 выше. Белковая добавка Sweet Pro CattleKandi использовалась в качестве имеющейся на рынке добавки для крупного рогатого скота в группе C в течение первых 30 дней исследования и заменялась добавкой SweetPro 16 в течение оставшейся части исследования.
Таблица 23.
Таблица 24.
Три коровы мясной породы Блэк Ангус × Вагю (кастрированные самцы, возраст 22-24 месяца) использовались для каждой подопытной группы (всего девять бычков) и содержались в загонах площадью 3-5 акров, предназначенных для каждой подопытной группы. В каждом загоне питьевая вода и доступ к корму в загоне предоставлялись ad libitum на протяжении всего исследования. Группа испытуемой обработки (группа А) получала по 1 кг на каждого белковой добавки на основе понгамии в общей кормушке, доступной для всех трех животных в загоне для испытуемой обработки. Крупный рогатый скот в группе положительного контроля (группа С) получал стандартный рацион белковой добавки на основе SweetPro tub. Никаких белковых добавок крупному рогатому скоту в группе B не давали.
Подопытный крупный рогатый скот ежедневно контролировался и подвергался качественной оценке для подтверждения потребления, по меньшей мере, всего суточного рациона белковой добавки на основе понгамии и подтверждения отсутствие негативного воздействия на здоровье на протяжении всего исследования. Подопытный крупный рогатый скот из всех трех групп взвешивали примерно каждые тридцать дней для контроля прироста веса. Зарегистрированный прирост веса для каждого из подопытного крупного рогатого скота и для групп обработки приведено в таблице 25.
Таблица 25.
Как показано в Таблице 25, рацион крупного рогатого скота, включающий белковую добавку, полученную из шрота понгамии, привел к повышению прироста веса по сравнению с рационом только из фуража и продемонстрировал сопоставимый средний прирост веса у подопытных бычков по сравнению с рационом, включающим имеющуюся на рынке белковую добавку.
Изобретение относится к масложировой и кормовой промышленности. Композиция понгамии, представляющая собой шрот, содержащая: каранджин в концентрации менее или равной 100 ppm (ч./млн.); и по меньшей мере один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов. Кормовая композиция, содержащая:по меньшей мере 30% по весу композиции понгамии и основной корм. Способ получения композиции понгамии, включающий: механическую экстракцию масличных семян понгамии для получения обезжиренного жмыха семян понгамии, при этом обезжиренный жмых семян понгамии содержат 8-30% масла по весу; смешивание обезжиренного жмыха семян понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси, в которой алкилалканоатный растворитель необязательно включает этилацетат; измерение концентрации каранджина в экстракте алкилалканоата; и разделение экстракционной смеси на мисцеллу и композицию понгамии. При этом композиция понгамии представляет собой шрот, имеющий (i) концентрацию каранджина, которая составляет менее 20% от концентрации каранджина в обезжиренном жмыхе семян понгамии, или (ii) концентрацию каранджина, которая менее или равна 100 ppm. Способ кормления жвачного животного, включающий предоставление жвачному животному композиции понгамии или кормовой композиции с понгамией. Изобретение позволяет более полно и тщательно экстрагировать каранджина и понгамола из необработанного жмыха семян понгамии, без снижения количества других компонентов, включая макроэлементы (такие как белок и углеводы), которые очень важны для достижения приемлемой эффективности использования кормов. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 16 ил., 25 табл., 7 пр.
1. Композиция понгамии, представляющая собой шрот, содержащая:
каранджин в концентрации менее или равной 100 ppm (ч./млн.); и
по меньшей мере один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из углеводов, белков, волокон, золы, дубильных веществ, ингибиторов трипсина, других фуранофлавоноидов и халконов.
2. Композиция понгамии по п. 1, где композиция понгамии дополнительно содержит понгамол.
3. Композиция понгамии по п. 2, где композиция понгамии имеет концентрацию понгамила менее или равную 100 ppm.
4. Композиция понгамии по п. 2 или 3, дополнительно содержащая алкилалканоатный растворитель с концентрацией менее 5000 ppm, при этом алкилалканоатный растворитель необязательно включает этилацетат.
5. Композиция понгамии по любому из пп. 1-4, где композиция содержит менее 5% масла по сухому весу, и/или по меньшей мере 30% белка по сухому весу, и/или 50-70% углеводов по весу, и/или композиция имеет общее содержание аминокислот 20-30% по весу.
6. Композиция понгамии по любому из пп. 1-5, где композицию понгамии получают из обезжиренного жмыха семян понгамии, имеющей концентрацию каранджина по меньшей мере 200 ppm.
7. Кормовая композиция, содержащая:
по меньшей мере 30% по весу композиции понгамии по любому из пп. 1-6; и
основной корм.
8. Способ получения композиции понгамии по любому из пп. 1-6, включающий:
механическую экстракцию масличных семян понгамии для получения обезжиренного жмыха семян понгамии, при этом обезжиренный жмых семян понгамии содержат 8-30% масла по весу;
смешивание обезжиренного жмыха семян понгамии с алкилалканоатным растворителем для получения экстракционной смеси, в которой алкилалканоатный растворитель необязательно включает этилацетат;
измерение концентрации каранджина в экстракте алкилалканоата; и
разделение экстракционной смеси на мисцеллу и композицию понгамии,
при этом композиция понгамии представляет собой шрот, имеющий (i) концентрацию каранджина, которая составляет менее 20% от концентрации каранджина в обезжиренном жмыхе семян понгамии, или (ii) концентрацию каранджина, которая менее или равна 100 ppm.
9. Способ по п. 8, где композиция понгамии имеет концентрацию каранджина, менее или равную 100 ppm.
10. Способ по п. 8 или 9, в котором обезжиренный жмых семян понгамии имеет концентрацию каранджина по меньшей мере 200 ppm, и/или
мисцелла имеет концентрацию каранджина более или равную примерно 4000 ppm, и/или композиция понгамии имеет концентрацию понгамола менее 100 ppm.
11. Способ кормления жвачного животного, включающий предоставление жвачному животному композиции по любому из пп. 1-6 или кормовой композиции по п. 7, где жвачное животное необязательно представляет собой корову.
| ANINDITA GHOSH, GOPAL J TIWARI "Role of nitric oxide-scavenging activity of Karanjin and Pongapin in the treatment of Psoriasis", 3 Biotech 2018 Aug;8(8):338 | |||
| Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами | 1921 |
|
SU10A1 |
| Способ получения цианистых соединений | 1924 |
|
SU2018A1 |
| VISMAYA et al | |||
| "Gastroprotective Properties of Karanjin from Karanja (Pongamia pinnata) Seeds; Role as Antioxidant and H+, K+-ATPase | |||
