花青素苷的酶处理制造技术

本文提供了将存在于水果或蔬菜的汁或提取物中的花青素苷混合物转化为具有所需着色剂特性的特定花青素苷分子的方法。本公开内容的方法可用于增加特定花青素苷分子的量，同时降低天然汁液和/或提取物中存在的花青素苷分子的总数。本公开内容还涉及通过本公开内容的方法制备的花青素苷分子和能够催化提供这种效果的反应的酶。效果的反应的酶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】花青素苷的酶处理
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年10月1日提交的美国专利申请公开号62/909,106的优先权，该美国专利申请以其全文通过引用并入本文。


[0003]本公开内容的主题涉及使用天然的酶和修饰的酶将存在于水果或蔬菜的汁或提取物中的花青素苷混合物转化为具有所需着色剂特性的花青素苷分子。本公开内容的主题进一步涉及具有所需着色剂性质的花青素苷分子的分离及其在包括可食用产品在内的各种应用中的用途。

技术介绍

[0004]由于可能的健康问题和消费者需求，合成食品着色剂的替代品的使用和需求正在增加。然而，天然食品着色剂不能达到与其合成对应物例如美国联邦食品、药品和化妆品法案蓝1号(FD&C Blue No.1)相同的颜色特性。缺乏合适的天然蓝色着色剂也使得从天然的蓝色和黄色着色剂的组合开发出理想的天然绿色色调变得很难。
[0005]花青素苷被认为是天然食品着色剂，产生水果和蔬菜的红色和蓝色。本领域已知含花青素苷的汁液和提取物通常在低pH下显示红色色调，并且随着pH增加色调向紫色移动。例如，通常观察到当氢被羟基取代时，色调会从粉红色变为紫色。国际专利公开号WO2014/152417公开了在选择的pH下从包括红甘蓝的蔬菜和水果提取物中分离花青素苷分子的级分，以提供与源蔬菜或水果所提供的不同的颜色特性。
[0006]花青素苷的取代模式也会影响颜色。例如，观察到糖基(glycosyl)(糖)单元的数量和酰基单元的数量和类型会影响颜色。然而，这些现象并不能很好地得到理解或预测。
[0007]分子间和分子内的相互作用也会影响花青素苷的颜色。取决于存在什么其他分子，相同的花青素苷可能会产生不同的色调。例如，据信花青素苷糖上的酰基基团可以折叠并保护黄鎓阳离子C
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2位置免受亲核攻击。因此，这种分子内相互作用阻止了无色甲醇假碱结构(carbinol pseudo
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base structure)的形成。类似地，人们认为花青素苷分子是自结合的(self
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associate)，这得到事实证明，花青素苷浓度增加两倍能导致色度增加300倍，并且还可以改变色调和值。猜测这种自结合类似于分子内堆积并防止亲核攻击和甲醇假碱结构的形成。
[0008]从复杂的化合物混合物中分离单一化合物通常在技术上具有挑战性，并且通常需要大量的起始材料。迄今为止，由天然来源生产的目前可用的蓝色着色剂组合物对于食品中的商业用途而言还不能令人满意，要么是因为它们的颜色特性，要么是因为它们的生产成本高。此外，已证明分离单一感兴趣的花青素苷所需的水果或蔬菜的汁或提取物的量是不切实际的。因此，仍然需要提供与可大量生产的合成对应物相似的颜色特性的天然蓝色花青素苷着色剂。
[0009]专利技术简述
[0010]本公开内容的主题涉及天然酶和修饰酶的组合物及其用于催化花青素苷(anthocyanin)化合物中的酯水解的相关用途。花青素苷可以存在于溶液中，例如水果或蔬菜的汁或提取物，并且催化可以产生具有所需着色剂性质的化合物(例如化合物I)。
[0011]在一个方面，本公开内容提供一种将一种或多种双酰化花青素苷选择性转化为单酰化花青素苷产物的方法，所述方法包括：a)提供包含双酰化花青素苷或花青素苷混合物的水果或蔬菜的汁或提取物，其中所述花青素苷混合物包含一种或多种双酰化花青素苷和任选地一种或多种单酰化花青素苷；和b)用一种或多种酶对所述水果或蔬菜的汁或提取物进行酶处理，其中所述一种或多种酶将一种或多种双酰化花青素苷选择性水解成单酰化花青素苷产物。
[0012]在一些实施方案中，所述水果或蔬菜的汁或提取物是红甘蓝(red cabbage)的汁或提取物。在一些实施方案中，所述单酰化花青苷产物为具有以下结构的化合物I：
[0013][0014]在一些实施方案中，所述花青素苷混合物包含所述一种或多种单酰化花青素苷，并且所述酶处理另外将所述一种或多种单酰化花青素苷转化为非酰化花青素苷产物。在一些实施方案中，所述非酰化花青素苷产物为具有以下结构的化合物II：
[0015][0016]在进一步的实施方案中，所述一种或多种酶包括一种或多种酯酶。所述一种或多种酯酶是天然存在的酯酶或修饰的酯酶。
[0017]在一些实施方案中，所述天然存在的酯酶包含SEQ ID NO：1
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15中任一项的氨基酸序列。在一些实施方案中，所述修饰的酯酶是修饰的来自荧光假单胞菌(Pseudomonas Fluorescens)的羧酸酯酶。在一些实施方案中，相对于天然存在的来自荧光假单胞菌(P.Fluorescens)的羧酸酯酶(例如，SEQ ID NO：2的天然存在的来自荧光假单胞菌(P.Fluorescens)的羧酸酯酶)，所述修饰的来自荧光假单胞菌(P.Fluorescens)的羧酸酯
酶在25、28、29、30、31、38、39、63、65、70、73、200或201的位置编号处包含一个或多个氨基酸取代。
[0018]在进一步的实施方案中，所述一种或多种修饰的酯酶是修饰的来自需盐色盐杆菌(Chromohalobacter salexigens)的羧酸酯酶。在一些实施方案中，相对于天然存在的来自需盐色盐杆菌(C.salexigens)的羧酸酯酶(例如，SEQ ID NO：1的天然存在的来自需盐色盐杆菌(C.salexigens)的羧酸酯酶)，修饰的来自需盐色盐杆菌(C.salexigens)的羧酸酯酶在23、28、75、115、117、119、121、122、125、129、168、171、173、202、209或212的氨基酸位置编号处包含一个或多个氨基酸取代。
[0019]在一些实施方案中，所述修饰的酯酶包含SEQ ID NO：16
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43中任一项的氨基酸序列。
[0020]在一些实施方案中，所述单酰化花青素苷产物为化合物I，并且化合物I在所述酶处理后从所述溶液中分离。在一些实施方案中，化合物I通过纯化过程分离，所述纯化过程包括酶沉淀、固相萃取和制备型高效液相色谱(HPLC)中的一种或多种。在一些实施方案中，化合物I通过纯化过程分离，所述纯化过程包括依次进行以下步骤：(i)酶沉淀；(ii)固相萃取；以及，可选地，(iii)制备型HPLC，其中如果所述溶液包含两种或更多种花青素苷，则进行步骤(iii)的制备型HPLC。
[0021]在另一个方面，本公开内容的特征在于一种制备化合物I的方法：
[0022][0023]所述方法包括使包含花青素苷的溶液与酶接触，其中所述酶选择性地水解所述花青素苷以产生化合物I。
[0024]在一些实施方案中，所述酶包含SEQ ID NO：1
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43中任一项的氨基酸序列。在一些实施方案中，溶液与包括SEQ ID NO：1
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43中任一个的氨基酸序列的两种或更多种酶接触。在一些实施方案中，所述溶液与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种将一种或多种双酰化花青素苷选择性转化为单酰化花青素苷产物的方法，所述方法包括：a)提供包含双酰化花青素苷或花青素苷混合物的水果或蔬菜的汁或提取物，其中所述花青素苷混合物包含一种或多种双酰化花青素苷和任选地一种或多种单酰化花青素苷；和b)用一种或多种酶对所述水果或蔬菜的汁或提取物进行酶处理，其中所述一种或多种酶将一种或多种双酰化花青素苷选择性水解成单酰化花青素苷产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水果或蔬菜的汁或提取物是红甘蓝的汁或提取物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述单酰化花青苷产物为具有以下结构的化合物I：4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中所述花青素苷混合物包含所述一种或多种单酰化花青素苷，并且所述酶处理另外将所述一种或多种单酰化花青素苷转化为非酰化花青素苷产物。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述非酰化花青素苷产物为具有以下结构的化合物II：6.根据权利要求1
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5中任一项所述的方法，其中所述一种或多种酶包括一种或多种酯酶。7.根据权利要求6的方法，其中所述一种或多种酯酶是天然存在的酯酶。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述天然存在的酯酶包含SEQ ID NO：1
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15中任一项的氨基酸序列。9.根据权利要求6所述的方法，其中所述一种或多种酯酶是修饰的酯酶。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述修饰的酯酶是修饰的来自荧光假单胞菌(Pseudomonas Fluorescens)的羧酸酯酶。11.根据权利要求10所述的方法，其中相对于天然存在的来自荧光假单胞菌(P.Fluorescens)的羧酸酯酶，所述修饰的来自荧光假单胞菌(P.Fluorescens)的羧酸酯酶在25、28、29、30、31、38、39、63、65、70、73、200或201的位置编号处包含一个或多个氨基酸取代。12.根据权利要求9所述的方法，其中所述修饰的酯酶是修饰的来自需盐色盐杆菌(Chromohalobacter salexigens)的羧酸酯酶。13.根据权利要求12所述的方法，其中相对于天然存在的来自需盐色盐杆菌(C.salexigens)的羧酸酯酶，修饰的来自需盐色盐杆菌(C.salexigens)的羧酸酯酶在23、28、75、115、117、119、121、122、125、129、168、171、173、202、209或212的氨基酸位置编号处包含一个或多个氨基酸取代。14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述修饰的酯酶包含SEQ ID NO：16
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43中任一项的氨基酸序列。15.根据权利要求1
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14中任一项所述的方法，其特征在于，所述单酰化花青素苷产物为化合物I，并且化合物I在所述酶处理后从所述溶液中分离。16.根据权利要求15所述的方法，其中化合物I通过纯化过程分离，所述纯化过程包括酶沉淀、固相萃取和制备型高效液相色谱(HPLC)中的一种或多种。17.根据权利要求15所述的方法，其中化合物I通过纯化过程分离，所述纯化过程包括依次进行以下步骤：(i)酶沉淀；(ii)固相萃取；以及，可选地，(iii)制备型HPLC，其中如果所述溶液包含两种或更多种花青素苷，则进行步骤(iii)的制备型HPLC。18.一种化合物I的制备方法：所述方法包括使包含花青素苷的溶液与酶接触，其中所述酶选择性地水解所述花青素苷以产生化合物I。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述酶包含SEQ ID NO：1
‑
43中任一项的氨基酸序列。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述溶液与包含SEQ ID NO：1
‑
43中任一项的氨基酸序列的两种或更多种酶接触。21.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述溶液与包含SEQ ID NO：1
‑
43中任一项的氨基酸序列的三种或更多种酶接触。22.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述溶液与四种或更多种包含SEQ ID NO：1
‑
43中任一项的氨基酸序列的酶接触。23.根据权利要求18
‑
22中任一项所述的方法，其中所述花青素苷具有式1的结构：其中R1是H或酰基，和R2是与R1的酰基相同或不同的酰基。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述酶选择性水解花青素苷以除去R2的酰基。25.根据权利要求23或24所述的方法，其中所述R1和/或R2的酰基具有结构其中X是C1‑4烷氧基，和n是0
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2的整数。26.根据权利要求18
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25中任一项所述的方法，其中，所述溶液是水果或蔬菜的汁或提取物。27.根据权利要求18
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26中任一项所述的方法，其中，所述溶液是红甘蓝的汁或提取物。28.根据权利要求18
‑
27中任一项所述的方法，其中在所述溶液与所述酶接触至少约24小时后，化合物I以所述溶液的总花青素苷含量的约40重量％至约100重量％的量存在。29.一种选择性水解式1的花青素苷的方法：其中R1是H或酰基，并且R2是与R1的酰基相同或不同的酰基；
所述方法包括使包含式1的花青素苷的溶液与酶接触，其中所述酶选择性水解花青素苷以除去R2的酰基并且不除去R1。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述R1和/或R2的酰基具有结构其中X是C1‑4烷氧基，和n是0
‑
2的整数。31.根据权利要求29或30所述的方法，其中所述酶包含SEQ ID NO：1
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43中任一项的氨基酸序列。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述溶液与包含SEQ ID NO：1
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43中任一项的氨基酸序列的两种或更多种酶接触。33.根据权利要求31所述的方法，其中所述溶液与包含SEQ ID NO：1
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43中任一项的氨基酸序列的三种或更多种酶接触。34.根据权利要求31所述的方法，其中所述溶液与包含SEQ ID NO：1
‑
43中任一项的氨基酸序列的四种或更多种酶接触。35.根据权利要求29
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34中任一项所述的方法，其中，所述溶液是水果或蔬菜的汁或提取物。36.根据权利要求29
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35中任一项所述的方法，其中，所述溶液是红甘蓝的汁或提取物。37.根据权利要求29
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36中任一项所述的方法，其中所述选择性水解产生化合物I和/或化合物II：38.根据权利要求37所述的方法，其中在所述溶液与所述酶接触至少约24小时后，化合物I以所述溶液的总花青素苷含量的约40重量％至约100重量％的量存在。39.根据权利要求29
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38中任一项所述的方法，其中化合物I在所述选择性水解之后从所述溶液中分离。40.根据权利要求39所述的方法，其中化合物I通过纯化过程分离，所述纯化过程包括酶沉淀、固相萃取和制备型HPLC中的一种或多种。41.根据权利要求39所述的方法，其中化合物I通过纯化过程分离，所述纯化过程包括依次进行以下步骤：(i)酶沉淀；(ii)固相萃取；以及，可选地，
(iii)制备型HPLC，其中如果所述溶液包含两种或更多种花青素苷，则进行步骤(iii)的制备型HPL...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：