DD208171A1 - Verfahren zur gewinnung von ubichinonen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Ubichinonen aus Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakten, die bei der mikrobiellen Gewinnung von Futterhefen auf der Basis von Kohlenwasserstoffen anfallen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Ubichinone aus Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakten unter Nutzung von Unterschieden in Molekuelgroesse und -struktur anzureichern und gleichzeitig von den Kohlenwasserstoffen abzutrennen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass aus der acetonloeslichen, die Ubichinone enthaltenden Fraktion des Lipid-Kohlenwasserstoff-Extraktes chromatographisch unter Verwendung von Sephadex LH-20 Ubichinone als definierte Fraktion abgetrennt werden. Die abgetrennte Fraktion weist gegenueber dem Acetonloeslichen des Lipid-Kohlenwasserstoff-Extraktesden mindestens 10fachen Gehalt an Ubichinonen auf und enthaelt keine Kohlenwasserstoffe.
Description
240615
Titel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Ubichinonen aus Lipid-Kohlenwesserstoff-Extrakten» die bei der mikropiellen Gewinnung von Eiweiß auf der Basis von Kohlenwasserstoffen anfallen«) Sie ist in die IPK C 12 D - 13/00 einzuordnen.
Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakte fallen bei der mikrobiellen Gewinnung von Eiweiß durch Extraktion der Biomasse mit niedrigsiedenden Lösungsmitteln oder Lösungsmittel-Gemischen an. Sie sind durch einen Gehalt von 10 bis 80 % Phosphatide^ 10 bis 60 % Fettsäuren, dievorwiegend in gebundener Form vorliegen» sowie weiteren biogenen Inhaltsstoffen - Sterolen« fettlöslichen Coenzymen und Vitaminen - gekennzeichnet« die im mikrobiell nicht verwerteten Anteil der Kohlenwasserstoff-Fraktion gelöst sind.
(Coenzym Q) von besonderem Interesse· Für Ubichinone,
die coenzymatische Aktivität im Elektronentransportsystem der Atmungskette aufweisen, wurden zahlreiche pharmakologische Wirkungen gefunden» So wurden beispielsweise bemerkenswerte Effekte auf das Kongestions-Herzversagen«
240615 1
di© Coronafrirsauffizisnz® die dureh Fehlernährung verursacht© Muekeldyetrophie und Anämien nachgewiesen«
Verfahren zur Gewinnung von Ubichinonen aus Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakten sind bekannt® So iet in der SU-PS 401„180 ©in Verfahren beschrieben® ds© di® gleichzeitige Gewinnung von Biomasse und Ubichlnonen zum Ziel hat« Der durch Extraktion isoliert® Lipid-Kohlenwaeserstof.f-Extrekt-wird in Gegenwart von Pyrogallol verseift und aus der unverseifbaren Fraktion di® Übichinone säulenchromato» graphisch unter Verwandung vors Al„0„ abgetrennt« In der DD»PS 115«899 wird über ein Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Ergosterol und Ubiehinon-45 aus Lipidfraktionen roikrobieller Herkunft berichtet«, Aus der Lipidfrektion werden nach einer alkalisch-etharsolischen Verseifung in Gegenwart ©ines Reduktionsmittels die unverssifbaren Bestandteil© isoliert und daraus durch Kühlung Ergosterol sowie chromatographiech en Al2O3 übichinon-45 abgetrennt» Werden dabei Lipid-Kohlenwaseerstoff-Fraktionen eingesetzt, bei denen die Kohlenwasserstoffs n-Alkane aarstellen „ so trennt man die n-Alkane vor der adsorptionschromato_praphischen Isolierung der Ubichinone durch Ausfrieren abe In dem beschriebenen Verfahren beträgt UBr Anteil d©r n-Alkane lediglich 7g2 %v wobai ©ich de© Spektrum der n-Alkane von G3. bis C23 erstreckt» Nachteilig erweist sich bei den in SU-PS 40ie180 und DD-PS 115*899 beschriebenen Verfahren* daß der überwiegende Teil der Lipide eine»! StoffwandlungeproseS unterworfen wird«,
Die angeführten Verfahren weisen weitere wesentliche Nachteile aufβ wenn der Gehalt an Kohlenwasserstoffen IO % beträgt und sich die Kohlenwasserstoffe gleichzeitig au© ggf« sehr unterschiedlichen Kohlenwasssrstoff-Typens z* B6 der Sied©lage 240 bis 3800C8 susamraenseizen*
„3- &»Η·^-/'-/
Di© Kohlenwasserstoffe, die dann einen Hauptbestandteil der Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakte darstellen, werden erst im letzten Verfahrensschritt abgetrennt und mindern entscheidend die Effektivität der vorgestellten Verfahren. Verseifung, Extraktion der Seifenlösung eowie die Isolierung des Ubichinons aus dem Unverseifbaren erfordern durch die Anwesenheit der Kohlenwasserstoffe einen wesentlich höheren Aufwand an Chemikalien, Arbeitszeit und Energie als üblicherweise für eine Isolierung der Ubichinone aus Lipidfraktionen notwendig ist«
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das die Gewinnung von Ubichinonen aus Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakten, die durch Extraktion von mikrobiell erzeugter Biomasse auf Kohlenwasserstoff-Basis mit unpolaren oder Kombinationen aus polaren und unpolaren Lösungsmitteln erhalten wurden« kostengünstig bei minimalem Hilfestoffverbrauch und Arbeitsaufwand ermöglicht.
Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakten unter Nutzung von Unterschieden in Molekülgröße und -struktur anzureichern und gleichzeitig von den Kohlenwasserstoffen abzutrennen· Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ausder acetonlöslichen „ die Ubichinone enthaltenden Fraktion chromatographisch unter Verwendung von Sephadex LH-20 Ubichinone als definierte Fraktion abgetrennt werden. Im einzelnen wird dabei wie folgt verfahren: Die acetonlösliche lösungsmittelfreie Phase des Lipid-Kohlenwasserstoff-Extraktes wird im doppelten Volumen CHCl3 gelöst und auf eine Chromatographiesäule, die Sephadex LH-20 als Trennmaterial enthält, gegeben·
240615 \
6®i der ElMtion mit GHCl,/CHjOH erscheint als zweite Fraktion das gesagte im Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrekt enthaltene Ubichinon· Die Konzentration der Ubichinone in die» ser Fraktion weist gegenüber derjenigen der acetonlöelichen Fraktion den mindestens 10-fachen Wert auf« In der ubichinonhaltigen Fraktion waren dunnschichtchromatographisch keine Kohlenwasseretoff® mehr nachweisbar« Die Isolierung der Ubichinone kann in bekannter Weise aus dem Unverseifbaren chromatographisch bzw· durch Umkristallisation erfolgen. Alle weiteren in der acetonlöslichen Fraktion das Lipid-Köhierswesserstoff-Extraktes enthaltenen Inhaltsstoffe warden ohne weitere Auftrennung in der Fraktion 3 eluiert*
Die erfindungsgemäSe Verfahrensweise weist eine Reihe von Vorteilen auf» Kohlenwasserstoffe« die einen Hauptbestandteil d@r Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakte darstellen« werden vor der Aufarbeitung der Ubichinone vollständig abgetrennt« Gleichzeitig werden die Ubichinone weitgehend von den anderen lipophil©n Bestandteilen abgetrennt und auf mindestens das 10-fache angereichert« Dadurch wird der Aufwand en Chemikalienβ Lösungsmitteln« Energie und.Arbeitszeit für die Isolierung der Ubichinone entscheidend gesenkt.
Die als dritte Fraktion isolierte lipophile Fraktion weist im wesentlichen die gleichen Bestandteile wie vor der Abtrennung der Ubichinone auf und kenn in bekannter Weise, z· B« in Trennölen oder Flotationshilfsmitteln Verwendung finden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch folgendes Beispiel erläutert:
Eip Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakt wurde aus einem Kohlenwasserstoff verwertendem Stamm der Hefe Lodderomyces elongisporus H 128 gewonnen, die aus einer Fermentation stammte, bei der die Hefe in Gegenwart eines im Bereich von 240 bis 380°C siedenden« als Kohlenstoffquelle dienenden Erdöldestillats kultiviert wurde»
_ 5 . £U U U I U I
Die Gewinnung des Lipid-Kohlenwasserstoff-Extraktes erfolgte nach Extraktion des Hefetrockenproduktes mit einem BenzinZEthanolZWasser-Gemisch bei 40°C· Nach destillativer Entfernung des Lösungsmittels wurde ein Lipid-Kohlenwaeserstoff-Extrakt folgender Zusammensetzung erhalten:
Kohlenwasserstoffe u.a. unvereeifbare Bestandteile 44 Gew.-%
freie Fettsäuren und Glyceride 18 " Ubichinon-45 0,16
Lipid-Kohlenwasseretoff-Extrakt wird mit der doppelten Menge Aceton 5 Minuten intensiv gerührt. Nach Beruhigung bilden sich 2 Phasen, die obere ubichinonhaltige Phase wird abdekantiert und nach Entfernung des Lösungsmittels wird eine acetonlösliche Fraktion folgender Zusammensetzung erhalten:
Kohlenwasserstoffe u.a. unverseifbare Bestandteile 65 Gew.-%
freie Fettsäuren und Glyceride 29 " Ubichinon-45 0.25 "
Die acetonlösliche Fraktion wird mit CHCl3ZCH3OH (2 : 1) im Vol.-Verhältnis 1 : 1 verdünnt. 20 ml dieser Mischung werden auf eine Chromatographiesäule (Durchmesser 8 cm« Höhe 75 cm) mit Sephadex LH-20 gegeben. Die Elution erfolgt mit einem Gemisch CHCl3ZCH3OH (2 : 1) in folgenden Fraktionen:
| Vorlauf | 1 | 880 | ml |
| Fraktion | 2 | 200 | ml |
| Fraktion | 3 | 380 | ml |
| Fraktion | 1580 | ml | |
-«- 240615 I
In Fraktion 2 ist das gesamte Ubichinon-45 enthalten· Bümsehichtehroffiatogr&phiseh waren in dieser Fraktion keine Kohlenwasserstoffe mehr nachweisbar. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels von Fraktion 2 wird ein Bückstand von 1,08 g erhalten (Ubichinongehalt 2,6 %)» lach Verseifung des' Rückstandes mit methanolischer Kalilauge und Extraktion der Seifenlösung mit Benzin vd.rd aus dem Bnverseifbaren durch Kristallisation aus Aceton Ubiehinon-45 .isoliert» Ausbeute: 18 mg
Die Ctoomatographiesäule ist nach Elution von Fraktion ohne eine weitere Regenerierung wieder einsatzbereit·
Claims (1)
- 240615Erfindungsanspruch1« Verfahren zur Gewinnung von Ubichinonen aus Lipid-Kohlenwasserstoff-Extrakten, die durch Extraktionen von mikrobiell auf Kohlenwasserstoff-Basis erzeugter Biomasse erhalten und mit Aceton in eine acetonunlösliche sowie eine acetonlösliche, die Ubichinone enthaltende Fraktion getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus der acetonlöslichen Fraktion die Ubichinone chromatographisch unter Verwendung von Sephadex LH-20 angereichert und gleichzeitig von den Kohlenwasserstoffen abgetrennt werden.2e Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elutionsmittel Mischungen aus Methanol und Chloroform, vorzugsweise im VoI.-Verhältnis 1:2, verwendet werden«3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe der acetonlöslichen Fraktion und Isolierung der Ubichinonfraktion mehrfach erfolgen kann, bevor eine Regenerierung der Sephadex LH-20-Säule vorgenommen werden muße
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