ES2281277B1

ES2281277B1 - Procedimiento para la preparacion de xantofilas de origen natural de elevada pureza.

Info

Publication number: ES2281277B1
Application number: ES200600013A
Authority: ES
Inventors: Joan Carles Ferrater Martorell; Juan Antonio Fernandez Martin; David Ribera Ruiz; Antonio Viso Acosta
Original assignee: INVEST QUIMICAS Y FARMACEUTICA; INVESTIGACIONES QUIMICAS Y FARMACEUTICAS SA
Current assignee: INVEST QUIMICAS Y FARMACEUTICA; INVESTIGACIONES QUIMICAS Y FARMACEUTICAS SA
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2008-06-16
Anticipated expiration: 2025-12-29
Also published as: ES2281277A1

Abstract

Procedimiento para la preparación de concentrados de luteína de fórmula I (esquema 1) a partir de productos extractivos de origen vegetal que consta de las siguientes fases: - lavado sucesivo con disoluciones acuosas de álcali y de ácido, - saponificación a elevada temperatura, entre 140ºC y 180ºC, - tratamiento térmico prolongado en un medio acuoso ligeramente ácido, - extracción de las xantofilas libres por acción de un disolvente orgánico, - lavado con una disolución acuosa ácida con un pH controlado, - secado a baja temperatura, por debajo de 0ºC y aplicando un alto vacío, - lavado sucesivo con un disolvente apolar y otro polar, - secado y, opcionalmente, formulado por adición de adyuvantes y agentes auxiliares. La luteína purificada tiene aplicación como aditivo en la alimentación humana, en particular, en el tratamiento precoz de la degeneración macular.

Description

Procedimiento para la preparación de xantofilas de origen natural de elevada pureza.

En la presente memoria se describe un procedimiento para la preparación de concentrados de Luteína (esquema 1) de alta pureza a partir de productos extractivos de origen vegetal.

Esquema 1

1

La luteína forma parte de un grupo muy amplio de productos de origen natural denominado Carotenoides. Se trata de compuestos químicos caracterizados, estructuralmente, por una elevada cantidad de dobles enlaces conjugados que contienen, lo que les confiere una de sus más representativas propiedades, el intenso color.

Dentro de la familia de los carotenoides se pueden distinguir dos grandes grupos. Aquellos cuya estructura está basada en carbono e hidrógeno, exclusivamente, que se denominan habitualmente Carotenos. Y, por otra parte, aquellos que contienen oxígeno, p.e. funciones hidroxilo, cetona o carboxilo, y que se denominan Xantofilas. La Luteína está incluida en este último grupo.

Las xantofilas tienen gran aplicación como aditivos colorantes en la alimentación animal. Es destacable su utilización en la pigmentación de yemas y piel de pollo, así como, en salmónidos y crustáceos.

También se ha descrito su utilidad como protector frente a la oxidación fotoinducida, lo que podría prevenir muchas enfermedades, incluyendo el cáncer. En la bibliografía son frecuentes las referencias a la prevención química en estados precancerosos ó la profilaxis de enfermedades cardiovasculares.

En el caso de la Luteína también se ha demostrado recientemente el positivo efecto que produce en la reducción del riesgo de degeneración macular en el ser humano. De ahí, que se haya incrementado considerablemente en los últimos años el interés por disponer de este carotenoide con un grado de pureza elevado.

La biosíntesis de los carotenoides es debida al metabolismo secundario de plantas verdes, algas, algunos microorganismos y zooplancton. Sin embargo, aunque los animales no tienen la capacidad de sintetizarlos, sí los absorben de los alimentos de su dieta.

Una de las xantofilas más ampliamente distribuidas en la naturaleza es la Luteína (Esquema 1). Este carotenoide es el principal constituyente de la resina de marigold (Tagetes erecta L.), producto extractivo que constituye una de las fuentes naturales más importantes de xantofilas. La resina de marigold contiene junto con la Luteína pequeñas cantidades de otras xantofilas, principalmente la Zeaxantina.

En esta resina las xantofilas se encuentran esterificadas, es decir, presentan enlaces químicos tipo éster entre grupos hidroxílicos propios de las xantofilas y ácidos grasos.

Es sabido que la absorción intestinal de las xantofilas es menor cuando éstas se encuentran esterificadas. Es por ello que el procesado industrial de los concentrados naturales de carotenoides incluye una reacción química de saponificación, que libera las xantofilas de los enlaces ésteres mejorando así su biodisponibilidad.

El objeto de la presente invención es la descripción de un procedimiento para la preparación de concentrados de Luteína de muy alta pureza a partir de fuentes extractivas de origen vegetal mediante técnicas instrumentales de fácil utilización industrial.

Estado de la técnica

Aunque se han realizado intentos para la preparación de la Luteína por vía sintética, los rendimientos obtenidos, así como el elevado número de fases que caracteriza a todos ellos, han hecho económicamente inviable su producción según estos esquemas.

Quizás el aspecto más determinante a la hora de optar por la preparación de luteína a partir de extractos vegetales ha sido la elevada concentración de esta xantofila presente en algunas variedades vegetales, en particular, las flores de marigold.

Se han descrito multitud de aproximaciones para la preparación de concentrados de luteína a partir de las fuentes vegetales.

Uno de los primeros ensayos de preparación de xantofilas libres a partir de marigold es el descrito y reivindicado en el año 1970, en US 3,523,138. En él se somete el extracto de marigold a una saponificación con KOH o NaOH en medio alcohólico. La neutralización con ácido fosfórico y el posterior lavado con un disolvente inerte permite recuperar un concentrado con elevada pureza en xantofilas totales.

Un ejemplo posterior es el descrito por Tyczkowski y Hamilton en Poultry Sci., 70 (3), 651-4 (1991). Según su procedimiento se preparan concentrados de luteína con purezas elevadas. El método consiste en la saponificación del extracto de marigold por acción de la KOH alcohólica y su extracción con una mezcla de disolventes (HEAT). Según los autores, tras la separación de fase orgánica y su evaporación parcial se obtiene una luteína cristal, cuya recristalización en hexano:acetona permite aislar cristales con más del 99% de pureza de luteína.

Especial interés presenta el procedimiento general reivindicado por IQF en el año 1995 en ES 2,099,683. Según este método se obtienen concentrados de alta pureza mediante la saponificación de los extractos grasos marigold ó de páprika por acción de una disolución alcohólica de NaOH o KOH, en presencia, opcionalmente de propilenglicol. La acidulación, separación de la grasa y lavado con disolventes no polares, tales como éter de petróleo, hexano, o bien polares, como glicoles, y posterior extracción permite aislar concentrados en forma de polvo amarillo con más de 60% de concentración en carotenoides totales.

Similar procedimiento es el descrito y reivindicado en US 5,382,714. En este antecedente, tras una saponificación con KOH, se utiliza un sistema agua- alcohol para precipitar y lavar los cristales obtenidos. La recristalización a temperaturas de -10ºC a -20ºC con un disolvente binario del tipo cloruro de metileno:hexano permite, tras un secado a vacío durante 3 días, aislar unos cristales con más del 99% de luteína.

Una variante sobre este esquema general es el descrito en US 5,648,564, según el cual, se obtienen cristales de gran tamaño por adición durante la saponificación de una importante cantidad de propilenglicol. La dilución con agua permite obtener cristales con un 93% de pureza en trans-luteína.

Se han ensayado variantes en el proceso de saponificación. Merece especial mención el descrito en US 6,262,284. Según este procedimiento la saponificación se lleva a cabo fácilmente por acción de KOH a pH 12 en un medio THF: alcohol. La recristalización en THF y agua y, opcionalmente, la cromatografía en columna, permite separar la mezcla de luteína y zeaxantina con una concentración del 70% y 93% de luteína.

En la bibliografía se encuentran algunos otros ejemplos de preparación de concentrados con ligeras diferencias respecto de lo descrito. Así, en US 6,504,067 se describe un procedimiento para preparar xantofilas purificadas a partir de extractos de marigold, de páprika, de Bixa orellana, de Crocus sativa o de Hematococcus pluviales. El proceso de refinado, la saponificación con KOH y agua, el acidulado a pH 5 y posterior lavado con hexano, permite preparar concentrados con purezas del orden de luteína + zeaxantina 96.5%.

A similares concentrados se llega a partir de extractos ricos en clorofila, tal como se describe en US 6,329,557, en el que se parte de extractos procedentes, simultáneamente de las hojas y de la flor de marigold. Los productos así obtenidos alcanzan valores de luteína + zeaxantina superiores a 95% con concentraciones hasta del 90%.

En los últimos años han aparecido en la bibliografía antecedentes que implican modificaciones mínimas respecto al estado de la técnica. Así en US 6,380,442, se incluye una saponificación con KOH en isopropanol, dilución con agua y centrifugación. La pureza de luteína obtenida puede alcanzar hasta el 93% con una concentración del producto de hasta el 95%.

En US 6,743,953 se describe un procedimiento según el cual, tras una saponificación en KOH y alcohol y posterior extracción con acetato de etilo, se lava el residuo obtenido con una mezcla de disolventes polar y no polar, tal como hidrocarburo:cetona. El secado a vacío permite aislar cristales que tienen hasta el 92% de luteína con un 85% de concentración.

La acción de los haluros metálicos para inducir la separación de los ácidos grasos obtenidos en la saponificación se describe en US 2005/0153002. Según este método se obtienen concentrados de pureza en luteína hasta el 95% y concentraciones del orden del 90%.

En CN1,436,774 se ha utilizado una mezcla de tres disolventes en la recristalización del crudo de saponificación. Así, con una mezcla de THF, agua y hexano o éter de petróleo se obtienen cristales con un 95% de pureza.

Ventajas frente a lo descrito

El procedimiento que aquí se describe, tal como se ha indicado anteriormente, consiste en la preparación de un concentrado de luteína a partir de un producto extractivo de origen vegetal.

El proceso consta de las siguientes fases:

- Tratamiento del extracto vegetal a partir de flores de marigold o similar.

- Saponificación de los ésteres de las xantofilas a elevada temperatura y en tiempos extraordinariamente cortos.

- Tratamiento térmico prolongado en medio ligeramente ácido.

- Extracción con disolvente orgánico.

- Lavado con disolución acuosa ácida.

- Evaporación completa de disolvente a baja temperatura (liofilización).

- Liberación de Luteína purificada en forma de polvo amorfo fino.

- Lavado secuenciado con disolvente apolar y polar.

- Secado y, opcionalmente, formulado.

El procedimiento que se describe presenta un número muy importante de ventajas frente a lo descrito y reivindicado en la bibliografía.

En la mayoría de los procedimientos recogidos en la bibliografía se parte, tal como hemos descrito anteriormente, de una resina procedente directamente de extracción con disolventes de las flores de marigold. La resina así obtenida, se somete directamente a una saponificación y, posteriormente, a un proceso de purificación. De acuerdo con este esquema, el producto saponificado contiene gran cantidad de gomas y ceras que dificultan considerablemente el proceso de purificación.

En el procedimiento que se describe en la presente memoria, la primera fase implica el tratamiento previo de la resina de marigold, con objeto de obtener un producto purificado, libre de ceras y gomas vegetales, cuya saponificación conduzca a un concentrado de xantofilas libres de elevada pureza.

El tratamiento previo, tal como se describe en detalle más adelante, se realiza por lavados sucesivos con una disolución alcalina de carbonato, bicarbonato o similar, con objeto de eliminar la acidez libre, y con una disolución de un ácido, preferentemente fosfórico que contribuye a la eliminación de gomas por formación de los fosfatos de residuos vegetales.

En la bibliografía tanto patente como no patente, existen, como se ha puesto de manifiesto anteriormente, gran cantidad de ejemplos de saponificación de la resina de marigold. Las diferencias entre unos y otros ejemplos se basan en la naturaleza, fundamentalmente, del medio de reacción, agua, propilenglicol, disolventes alcohólicos, entre otros.

En prácticamente todos los casos, la temperatura de saponificación es una constante, con valores que rondan los 80-90ºC como valores máximos. Esto lleva a tiempos de saponificación relativamente largos del orden de una a varias horas. La razón de limitar la temperatura de reacción, aspecto que condiciona lógicamente el tiempo de ésta, reside en la baja estabilidad térmica que presentan las xantofilas.

Pues bien, nosotros hemos observado que es factible elevar considerablemente la temperatura de saponificación consiguiendo que se complete la reacción sin provocar degradación de las xantofilas. La clave reside en mantener la calefacción durante tiempos muy breves, tal como se describe más adelante. De esta forma se consiguen saponificaciones en pocos minutos con el ahorro de tiempo que esto implica. Además, se ha podido comprobar que el producto saponificado en estas condiciones presenta un porcentaje de degradación extraordinariamente pequeño, lo que supone una mejora importante frente a lo descrito.

Las condiciones de extracción o del secado de las flores de marigold provoca la formación de productos de evolución de las xantofilas, principalmente, sus epóxidos. Lógicamente, su presencia dificulta la purificación de la Luteína. En la mayor parte de los procedimientos descritos en la bibliografía, se eliminan estos compuestos por lavado, lo que conlleva una cierta pérdida de rendimiento por arrastre de xantofilas.

En el proceso que aquí se describe se ha comprobado que, un tratamiento térmico prolongado en medio ligeramente ácido permite la eliminación prácticamente completa de los epóxidos y, además, un incremento del contenido en xantofilas totales. Este hecho supone también una ventaja importante frente a lo descrito, no sólo por recuperar, al menos, parcialmente los epóxidos presentes, sino también, porque su eliminación favorece considerablemente el proceso posterior de purificación.

En una fase posterior, una alternativa que ha dado buenos resultados en el proceso de purificación de las xantofilas libres obtenidas en la saponificación, es la extracción por disolución en un disolvente. La razón está en que, es posible que si las partículas formadas como consecuencia de la saponificación son excesivamente grandes puedan ocluir impurezas que son difícilmente eliminables por un lavado del producto sólido. De esta manera, la disolución en un disolvente adecuado, libera estas impurezas que se pueden entonces eliminar más fácilmente. Tal como se describe más adelante, se han ensayado diferentes disolventes para llevar a cabo una extracción eficaz, siendo el diclorometano y disolventes similares los que han dado mejores resultados.

Si bien en la bibliografía se recogen algunos ejemplos de extracción con diferentes disolventes, no se encuentran casos que completen el proceso de purificación tal como se describe en la presente memoria. Nosotros hemos observado que, una vez liberadas las impurezas mediante un proceso de extracción con disolventes orgánicos, el lavado con disoluciones acuosas de ácidos inorgánicos, preferentemente, y también orgánicos con valores de pH próximos a 3-5 permite eliminar gran cantidad de impurezas, preferentemente ácidos grasos, y permiten elevar la pureza de las xantofilas considerablemente. Este tratamiento supone un avance importante frente a todo lo descrito con anterioridad.

El procedimiento se completa, tal como se ha señalado anteriormente, con la eliminación completa del disolvente de extracción. Se ha comprobado que si dicho proceso de evaporación se lleva a cabo a baja temperatura y aplicando alto vacío, siguiendo las condiciones habituales de un proceso de liofilización, tal como se describe en detalle más adelante, se obtiene un concentrado de alta pureza de luteína con partículas relativamente pequeñas y una estructura predominantemente amorfa. La ventaja de este proceso radica en disponer de partículas que pueden ser opcionalmente purificadas más a fondo mediante un lavado con disolventes. Así, se pueden obtener niveles de pureza muy elevados. Esta fase de la purificación de xantofilas, en general, y de Luteína en particular supone una mejora importante frente a todo lo descrito con anterioridad.

La purificación final se puede realizar por un lavado secuencial con disolventes orgánicos, tal como se describe en detalle más adelante. Una secuencia que ha dado muy buenos resultados es la utilización de un disolvente apolar, en primer lugar, seguido por otro polar. Se consigue, de esta manera, extractos con un contenido en luteína + zeaxantina superiores al 99%, valores que no son habituales en la bibliografía.

Descripción detallada

El producto de partida consiste en un extracto de origen vegetal. Es particularmente útil para el objeto de la presente invención, la flor de marigold ya que contiene una elevada proporción de xantofilas, principalmente, luteína y, en menor proporción, zeaxantina. Sin embargo, en el objeto de la presente invención no se excluye la utilización de otras fuentes vegetales alternativas que presenten, a su vez, elevado contenido en dichas xantofilas.

Para poder alcanzar niveles de pureza elevados en luteína libre es recomendable el tratamiento previo de la oleoresina con una base acuosa, tal como hidróxidos o carbonatos alcalinos o alcalino-térreos a temperatura ambiente y decantación de la capa acuosa, seguido de un tratamiento con ácidos inorgánicos de concentración moderada, como el ácido fosfórico, que permite la eliminación de ceras y gomas. Este doble tratamiento permite disponer de una oleoresina muy depurada y más apta para la extracción de luteína.

Como es bien sabido, en la naturaleza las referidas xantofilas se encuentran en forma de ésteres de ácidos grasos. También es sabido que la luteína se deposita más eficazmente cuando se encuentra en forma libre. Por tanto, la siguiente fase del procedimiento que se describe aquí, es el proceso de saponificación.

El proceso de saponificación se lleva a cabo en presencia de un reactivo alcalino. Se han obtenido buenos resultados por la acción de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de metales alcalinos y alcalinotérreos. También se ha llevado a cabo la saponificación con resultados aceptables en presencia de bases orgánicas, principalmente alcóxidos alcalinos, tales como metóxido sódico, o aminas de peso molecular elevado.

En cuanto a las condiciones de la saponificación, el proceso se lleva a cabo, preferentemente, a elevadas temperaturas, del orden de 140-180ºC y en tiempos extraordinariamente cortos. En relación con este apartado hay que hacer una serie de consideraciones.

Las xantofilas, en general, presentan una relativamente baja estabilidad frente a la temperatura. Por esta razón, los tratamientos térmicos prolongados provocan procesos degradativos.

Sin embargo, se ha podido comprobar que si los tratamientos a elevada temperatura se llevan a cabo durante tiempos muy cortos, del orden de algunos minutos, se puede completar la saponificación y además se evita procesos de degradación.

Tal como se ha señalado anteriormente, el producto de partida que se utiliza, la oleoresina de marigold, es de naturaleza vegetal y procede de las flores de marigold. Previo a la extracción de la oleoresina, se somete la flor a un proceso de secado que, conduce a la formación cantidades variables de epóxidos de las xantofilas. Pues bien, el tratamiento del producto saponificado en presencia de un medio acuoso ligeramente ácido durante tiempos prolongados permite reducir considerablemente la proporción de epóxidos.

Para llevar a cabo este proceso se ha utilizado una gran variedad de ácidos, bien, inorgánicos como fosfórico, clorhídrico y sulfúrico, o bien, orgánicos como acético, tricloroacético, entre otros. La temperatura durante este tratamiento se mantiene entre los 40ºC y los 70ºC. Los mejores resultados se han obtenido con ácidos inorgánicos con valores de pH próximos a 6.5 y temperaturas del orden de 50ºC-60ºC, durante 3-5 horas.

Para la extracción de las xantofilas libres obtenidas de acuerdo con lo descrito se han utilizado una gran variedad de disolventes orgánicos inmiscibles con agua, tales como ésteres, p.e. acetato de etilo o de metilo, éteres, tales como ditercbutiléter o similares, o hidrocarburos halogenados tales como diclorometano. Los mejores resultados se han obtenido con este último.

La disolución de las xantofilas en el disolvente orgánico se somete, en la siguiente fase del procedimiento, a un lavado a fondo con una disolución acuosa ácida con valores de pH entre 3-5. Se pueden emplear ácidos inorgánicos u orgánicos, aunque los mejores resultados se han obtenido cuando los lavados se han hecho con disoluciones acuosas de ácidos inorgánicos tipo clorhídrico o sulfúrico muy diluidos.

El extracto en el disolvente orgánico lavado, se somete opcionalmente a una filtración, utilizando tierra de diatomeas o similar para una mejor purificación y, posteriormente se procede a la eliminación del disolvente.

La eliminación del disolvente se hace de forma extraordinariamente cuidadosa. Los mejores resultados se obtienen rebajando considerablemente la temperatura a valores inferiores a 0ºC y aplicando alto vacío. Las condiciones son similares a las utilizadas en un proceso de liofilización. Con este paso lo que se consigue es obtener un residuo sólido en forma de polvo fino amorfo cuyas características son óptimas para una posterior purificación por lavado.

Efectivamente, el procedimiento de purificación se puede completar por un lavado secuencial utilizando en primer lugar un disolvente apolar, tipo hidrocarburo tal como ciclohexano, heptano, o similar, y posteriormente un disolvente polar tipo alcohol alifático, éster o similar. Los mejores resultados se obtienen utilizando en primer lugar, el ciclohexano y posteriormente el metanol.

Las características del producto obtenido han mostrado un comportamiento óptimo en el proceso de secado. Así, se puede alcanzar niveles de disolventes indetectables con tiempos y temperaturas de secado muy suaves. Con ello se evita la degradación que habitualmente acompaña a los tratamientos térmicos prolongados.

El concentrado de luteína se puede formular opcionalmente, de diferentes maneras, adecuadas para su aplicación posterior. Se describen a continuación algunos ejemplos que muestran las mejores formas de llevar a cabo la invención, pero que no tienen carácter limitativo alguno.

Ejemplo 1 Tratamiento previo de la oleoresina

En un reactor provisto de agitador se introducen 500 g de oleoresina procedente de la extracción a partir de las flores de marigold. Se adiciona manteniendo una fuerte agitación 1000 ml de una disolución al 3% de bicarbonato de sodio en agua. La mezcla así obtenida se agita durante 1 hora a temperatura ambiente y se descarga la capa acuosa.

Sobre el residuo contenido en el mismo reactor se adicionan 500 ml de disolución acuosa al 5% de ácido fosfórico, manteniendo la agitación a temperatura ambiente durante 1 hora. De nuevo, la capa acuosa se decanta y desprecia, dejando un residuo oleoso que contiene las xantofilas en forma de ésteres de ácidos grasos.

Ejemplo 2 Tratamiento previo

Los tratamientos de purificación de la oleoresina se pueden llevar a cabo según el procedimiento descrito en el ejemplo 1, utilizando una disolución al 2% de hidróxido sódico, en lugar del bicarbonato sódico y, posteriormente, una disolución al 10% de fosfato monosódico, en lugar del ácido fosfórico.

Ejemplo 3 Saponificación de la oleoresina

Se toman 100 g de oleoresina preparada según el ejemplo 1 con un contenido aproximado en carotenoides totales de 120 mg/g y se mezclan con 4 g de etoxiquín y 38 g de una disolución acuosa de hidróxido potásico a una temperatura de 50ºC.

Esta mezcla se bombea a un reactor tubular termostatizado a 170ºC. Se fija el tiempo medio de residencia de las xantofilas en el interior del reactor en 15 segundos. La salida del reactor se conecta a un atomizador de laboratorio sometido a una corriente de aire atmosférico. El jabón solidifica en forma de pequeñas partículas esféricas de un tamaño situado entre 20 y 70 \mu de diámetro.

Ejemplo 4 Saponificación

La preparación de las xantofilas en forma libre a partir de sus ésteres se lleva a cabo según el procedimiento descrito en el ejemplo 3, utilizando como reactivo alcalino una disolución acuosa de hidróxido sódico y elevando la temperatura hasta los 160ºC. En estas condiciones se mantiene la saponificación hasta que se completa, usualmente entre 45 y 60 segundos.

Ejemplo 5 Purificación del jabón

El jabón obtenido según el ejemplo 4 se recoge en un reactor provisto de agitador y camisa calefactora. Se adiciona ácido acético diluido hasta alcanzar un pH comprendido entre 5,9-6,0.

Se eleva la temperatura hasta alcanzar un valor entorno a los 50ºC y se mantiene la agitación a esa temperatura durante 4 horas. Se enfría la masa de reacción hasta alcanzar la temperatura ambiente y las partículas de jabón semisólido se separan por filtración.

El sólido filtrado se disuelve en 30 partes de diclorometano y se trata con 30 partes de una disolución acuosa diluida de ácido acético. Se decanta la capa orgánica y seca sobre un agente desecante tipo sulfato sódico anhidro.

Ejemplo 6 Secado a baja temperatura y purificación

La disolución obtenida en el ejemplo 5 se filtra y somete a un proceso de evaporación a baja temperatura, por debajo de 0ºC, y aplicando un alto vacío, manteniendo una suave agitación.

Una vez eliminado todo el disolvente se recoge el residuo en forma de partículas en su mayoría amorfas y de muy pequeño tamaño. Se suspenden en 30 partes de ciclohexano y con agitación se permite que alcance la temperatura ambiente.

Se separa por filtración el sólido que se trata de nuevo, con agitación y temperatura ambiente, con 30 partes de metanol. Se mantiene la agitación durante 15 minutos y se filtra.

El producto se seca a vacío manteniendo la temperatura entre 10 y 15ºC preferentemente, con lo que se obtiene un sólido con un contenido en carotenoides totales expresado en luteína del 95.5%. El análisis por HPLC de la mezcla obtenida indica un % de Luteina y sus isómeros del 93.5% y un % de Zeaxantina del 5,7%.

Ejemplo 7 Purificación y secado

Se puede preparar el concentrado de luteína de alta pureza siguiendo el procedimiento de evaporación a baja temperatura descrito en el ejemplo 6, y utilizando como disolventes de lavado, hexano en lugar de ciclohexano, y metil etil cetona, en lugar de metanol. De esta manera, y tras un secado a vacío se prepara un producto sólido pulvurulento con un contenido en carotenoides totales expresado en luteína superior al 96.5%. El análisis por HPLC muestra un contenido en Luteína del 93.5% y un contenido en Zeaxantina del 6%.

Claims

1. Un procedimiento para la preparación de concentrados de Luteína de alta pureza (Esquema 1)

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Esquema 1

2

a partir de productos extractivos de origen vegetal que consta de las siguientes fases:

-: lavado sucesivo del extracto vegetal obtenido a partir de flores de marigold ó de otra fuente vegetal con elevado contenido en xantofilas, con una disolución acuosa de un álcali, seleccionado entre un hidróxido, carbonato o bicarbonato alcalino o alcalinotérreo y, posteriormente, con una disolución acuosa de un ácido inorgánico seleccionado entre ácido fosfórico, ácido sulfúrico ó ácido clorhídrico,

-: saponificación de los ésteres de las xantofilas por tratamiento de la resina purificada en un medio acuoso en presencia de una base seleccionada entre hidróxido ó metóxido de potasio o de sodio, a una temperatura comprendida entre 140ºC y 180ºC, durante un intervalo de tiempo comprendido entre 30 segundos y varios minutos hasta completar la saponificación,

-: tratamiento del producto saponificado en un medio acuoso a temperaturas entre 40ºC y 60ºC durante un periodo de tiempo del orden de 4 a 10 horas, en presencia de un ácido seleccionado entre los ácidos clorhídrico, sulfúrico ó acético, y manteniendo el pH en valores entre 4 y 6,

-: extracción de las xantofilas libres por acción de un disolvente orgánico inmiscible con agua seleccionado entre éteres, tales como éter dietílico, éter diisopropílico o similares, ésteres, como acetato de etilo, acetato de isopropilo, o similares, o disolventes halogenados, como diclorometano o similares,

-: lavado de la disolución en el disolvente orgánico con una disolución acuosa ácida con un pH entre 4 y 6,

-: secado del concentrado por evaporación completa de disolvente manteniendo la temperatura por debajo de los 0ºC y aplicando un alto vacío,

-: lavado del residuo sólido así obtenido con disolvente apolar, seleccionado entre los hidrocarburos pentano, hexano, heptano, ciclohexano o similares y, posteriormente, uno polar, seleccionado entre alcoholes de bajo peso molecular, tales como metanol, etanol, isopropanol, o bien, ésteres, tales como acetato de etilo o acetato de metilo, o bien, cetonas, tales como acetona, metil etil cetona o metil isobutil cetona,

-: secado y, opcionalmente, formulado por adición de adyuvantes y agentes auxiliares.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el extracto vegetal se obtiene a partir de flores de marigold.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el lavado acuoso alcalino del extracto vegetal se realiza utilizando una disolución acuosa de un hidróxido ó un carbonato sódico ó potásico, preferentemente, hidróxido sódico.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el lavado acuoso ácido del extracto vegetal se realiza utilizando una disolución acuosa de un ácido inorgánico, preferentemente, ácido fosfórico.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que la saponificación se lleva a cabo en medio acuoso en presencia de un hidróxido sódico o potásico, preferentemente, hidróxido potásico.

6. Procedimiento según la reivindicación 1 y 5 en el que la saponificación se lleva a cabo a una temperatura entre 140ºC y 180ºC, preferentemente entre 160ºC y 170ºC.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 5 y 6 en el que el proceso de saponificación se realiza en un periodo de tiempo aproximado entre 30 segundos y 30 minutos, preferentemente entre 4 y 15 minutos, dependiendo de la temperatura de reacción.

8. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que el tratamiento térmico posterior a la saponificación se realiza a una temperatura entre 40ºC y 60ºC, preferentemente, entre 45ºC y 55ºC.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y 8 en el que el tratamiento térmico posterior a la saponificación se realiza en presencia de una disolución acuosa de un ácido inorgánico, preferentemente, ácido clorhídrico.

10. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y 8 en el que el tratamiento térmico posterior a la saponificación se realiza en presencia de una disolución acuosa de un ácido orgánico, preferentemente, ácido acético.

11. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 9 y 10 en el que en el tratamiento térmico posterior a la saponificación se mantiene el pH en un intervalo entre 4 y 6, preferentemente entre 4,5 y 5,5.

12. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que se utiliza para la extracción de las xantofilas libres un disolvente orgánico del tipo éster, éter, halogenado o hidrocarburo, preferentemente clorado y, más preferentemente, diclorometano.

13. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que la disolución de las xantofilas se somete a un lavado a fondo con una disolución acuosa ácida con valores de pH entre 4 y 6, preferentemente entre 5 y 5,5.

14. Procedimiento según la reivindicación 13 en el que el pH se ajusta por adición de ácidos inorgánicos u orgánicos, preferentemente, ácidos inorgánicos y, más preferentemente, ácido sulfúrico o fosfórico.

15. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que la eliminación del disolvente orgánico que contiene el concentrado de xantofilas que ha sido sometido a un lavado con la disolución acuosa ácida se realiza por evaporación manteniendo la temperatura por debajo de 0ºC.

16. Procedimiento según la reivindicación 15 en el que la eliminación se completa por aplicación de alto vacío.

17. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que el residuo de eliminación del disolvente orgánico a baja temperatura se somete a un lavado con otro disolvente orgánico apolar, seleccionado entre pentano, hexano, ciclohexano, heptano y similares, preferentemente, ciclohexano.

18. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que tras el lavado con un disolvente apolar, el residuo se somete a un lavado con otro disolvente orgánico polar, seleccionado entre seleccionado entre alcoholes de bajo peso molecular, tales como metanol, etanol, isopropanol, o bien, ésteres, tales como acetato de etilo o acetato de metilo, o bien, cetonas, tales como acetona, metil etil cetona o metil isobutil cetona, preferentemente metanol.

19. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que el concentrado obtenido se somete a un proceso de secado a vacío manteniendo la temperatura entre 10ºC y 25ºC, preferentemente entre 15ºC y 20ºC.

20. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que al concentrado rico en luteína se adicionan adyuvantes y agentes auxiliares, tales como, emulgentes, antioxidantes y estabilizantes adecuados para la preparación de aditivos para la alimentación humana.

21. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que el concentrado final presenta un contenido en carotenoides totales expresado en luteína superior al 90% y una proporción superior al 98% de Luteína+Zeaxantina, apto para su utilización como aditivo en la alimentación humana.