ES2335280T3

ES2335280T3 - Metodo para la obtencion de esteroles y lipidos polares a partir de lecitina mediante ultrafiltracion y pretratamiento con amilasas y glucosidasas.

Info

Publication number: ES2335280T3
Application number: ES04026275T
Authority: ES
Inventors: Sabine Dr. Both; Teresa Alexandre; Bernhard Gutsche; Jurgen Kray; Carsten Beverungen; Rainer Eickenberg
Original assignee: Cognis IP Management GmbH
Current assignee: Cognis IP Management GmbH
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: ATE446375T1; US7091012B2; EP1531182A2; EP1531182A3; DE10353150A1; EP1531182B1; DE502004010258D1; US20050130281A1

Abstract

Método para la producción simultánea de esteroles y lípidos polares, en el cual preparaciones de lecitinas vegetales son sometidas a una ultrafiltración y por un lado se concentran los esteroles en el permeado y por otro lado se concentran los lípidos polares en el retentado, y a continuación en una forma de por si conocida son tratados, caracterizado porque antes las preparaciones acuosas de lecitina se tratan con enzimas, las cuales exhiben una actividad de amilasa y glucosidasa.

Description

Método para la obtención de esteroles y lípidos polares a partir de lecitina mediante ultrafiltración y pretratamiento con amilasas y glucosidasas.

Campo de la invención

La invención se encuentra en el campo de las materias primas oleoquímicas y se refiere a la obtención acoplada de diferentes materiales valiosos a partir de remanentes de la refinación de aceites vegetales.

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Estado de la técnica

A las sustancias acompañantes de los aceites vegetales, como por ejemplo aceite de soya, colza, girasol o lino pertenecen los fosfátidos, proteínas, hidratos de carbono, sustancias mucosas así como compuestos coloidales, que reducen fuertemente la durabilidad del aceite y promueven la división oxidativa e hidrolítica de la grasa. Ellas estorban la refinación puesto que aumentan fuertemente las pérdidas de refinación. Así mismo, en otras operaciones ellas ejercen influencia negativa. De este modo, ellas impiden por ejemplo la cristalización en el fraccionamiento y ceras o ser entonces pues es en bien se es obstruyen los poros del catalizador en el endurecimiento. Con el tiempo, en el aceite listo ellos decantarían como lodos de fondo y de este modo aparecería el deterioro. Por todas estas razones, a determinados aceites que tienen contenidos considerables de estas sustancias, se les desmucilagina. En esta relación se entiende por desmucilaginar a la eliminación de la totalidad del grupo de estas sustancias independientemente de si se trata efectivamente de sustancias mucilaginosas o no. La eliminación de sustancias mucilaginosas puede ocurrir por diferentes vías. Por ejemplo, una parte de los fosfátidos se deja separar, cuando ellos son hidratados. Por ello pierden su carácter lipofílico, precipitan del aceite y pueden ser separados. Los fosfolípidos no hidratados son destruidos con ácidos y a continuación se eliminan del aceite mediante separación. En ello, el ácido debe tener la fuerza justa para dividir los fosfolípidos pero sin atacar al aceite. Con este propósito se emplean predominantemente ácidos fosfórico y cítrico. A algunos aceites, como por ejemplo aceite de lino, se les pueden eliminar las sustancias mucilaginosas mediante calor. En este proceso, que también se describe como "ruptura del aceite", se calienta el material de partida a 240 a 280ºC, donde las sustancias mucilaginosas precipitan y pueden ser separadas. Sin embargo, contienen materias primas valiosas de las fracciones de lecitina que precipitan durante la eliminación de las sustancias mucilaginosas, las cuales pueden encontrar uso en otras aplicaciones en el campo los cosméticos, farmacéuticos y alimentos. De este modo, el contenido de diferentes fosfolípidos en fracciones técnicas de lecitina está por regla general en aproximadamente 50 a 55% en peso, en 1 a 10% en peso de esteroles y derivados de esteroles, en 30 - 40% en peso de lípidos neutrales y en 0,1 a 0,5% en peso de ceramidas y cerebrósidos.

Sin embargo, es un problema que las cantidades de productos valiosos, en particular de esteroles y ceramidas libres, son muy bajas y variables y a raíz de ello se requieren costosos métodos de purificación y concentración, lo cual por regla general no permite un trabajo económico.

\bullet A partir del estado de la técnica, en esta relación se conocen diferentes métodos de disolución para el enriquecimiento del fosfolípidos a partir de lecitinas hidratables, en los cuales se emplea acetona como agente de extracción o bien de precipitación. Los expertos denominan este procedimiento: desengrasado de la lecitina. En ello, se extrae la lecitina cruda por medio de acetona, para eliminar aproximadamente el 30-40% de lípidos neutros. Se obtienen productos tanto en forma de polvo como también granulados con un contenido residual de triglicéridos de aproximadamente 1-2%. Es desventajoso que el empleo de acetona es costoso y que los productos exhiben sólo una pureza limitada. Puesto que la acetona es un solvente muy atípico en la industria de tratamiento de aceites, ya en los años 80 los fabricantes de productos de lecitina se hicieron la pregunta, sobre si la autorización de este solvente también estaría asegurada en el futuro.

\bullet También por principio se conocen métodos para el tratamiento por filtración de residuos del desmucilaginado. En la US 4,093,540 (Lever Brothers) y en la US0116747 (The Texas A&M University System) se propone someter el aceite vegetal a una ultrafiltración por una membrana para la concentración de sustancias valiosas. No obstante, aquí se envía la totalidad del aceite y no sólo la lecitina a través de la membrana. Es objeto de la EP 0049914 A1 (Unilever) la purificación de lecitina por medio de ultrafiltración. La purificación de lecitinas por medio de filtración a través de una membrana semipermeable es también objetivo del escrito japonés JP 62-039594 (Rinoru). También, a partir de la US 6,140,519 (Archer Daniels) se conoce un método de ultrafiltración, con cuya ayuda pueden producirse fosfátidos purificados. Sin embargo, ninguno de los métodos ofrece una teoría coherente de acuerdo con las diferentes materias primas valiosas, para producir de una manera técnicamente fácil bajo condiciones económicas con suficiente rendimiento y pureza.

\bullet Así mismo, se conocen métodos para el fraccionamiento de lecitinas desengrasadas. En ello, se diferencia entre tres variantes del método:

(a): En el método de solvente, se disuelve las mezclas que contienen fosfátidos en hexano o en acetona y se reemplaza con etanol 50% en volumen. En ello se forman dos fases: en la fase más pesada se encuentran principalmente fosfatidilinositol/fosfatidiletanolamina y en la fase más liviana esencialmente fosfatidilcolina/fosfatidiletanolamina, [ver Bailey's Industrial Oil & Fat Products, Volume 1, Edible Oil & Fat Products: General applications]. En este método es desventajosa la poca concentración en un componente de fosfolípidos.

(b): Por medio de un método cromatográfico de separación, como por ejemplo HPLC preparativa, se obtienen fracciones muy puras, sin embargo los costos de producción son tan altos que no es posible una ejecución económica.

(c): En los escritos impresos DD 27546 (Humboldt-Universität, Berlin), WO 83/003620 (Unilever) y EP 0049914 A1 (Unilever) se describen métodos en los cuales se separan los fosfolípidos en fracciones por medio de membranas, es decir ultrafiltración, y adición disolventes polares. Sin embargo, el contenido del principio activo en las fracciones es comparativamente bajo, además no se tiene en cuenta la obtención de esteroles o derivados de esteroles.

\bullet Así mismo, los métodos de extracción para la obtención de esteroles pertenecen en esta relación al estado de la técnica. Es un objetivo del escrito impreso US 2,415,313 (Refining Unincorporated Housten) un método para la concentración de esteroles y glicósidos de esterol, en el cual el correspondiente aceite vegetal es sometido a una extracción con solvente. No se da ninguna indicación sobre pureza y rendimiento. Según la teoría de la US 2,445,931 (US Secretary of Agriculture) se propone añadir alcoholes a los aceites vegetales y precipitar por esta vía una materia sólida, de la cual no obstante sólo se supone que contiene esteroles y lecitina. Finalmente, en la Rev. Franc. Corps. Gras. 5, p307-315, (1958) se informa sobre una extracción con acetona de fosfátidos no hidratables. Las cantidades de esteroles así obtenidos estuvo sin embargo en tan sólo 0,3%. Así pues, este método tampoco ofrece ninguna teoría sobre cómo puede obtenerse simultáneamente y de una manera económica, diferentes principios activos a partir de lecitinas o bien de desmucilaginado de aceite de una manera económica.

\bullet Así mismo, es estado de la técnica la elaboración de esteroles a partir de mezclas que contienen triglicéridos. En la primera alternativa de método, se saponifica la mezcla completa por medio de una adición de álcali y se extrae con solvente como por ejemplo EDCL y/o heptano. Después de una concentración, se obtienen los esteroles por medio de una cristalización en refrigeración. En la segunda alternativa del método, se transesterifica la mezcla con metanol en una etapa de alta presión. A continuación se separa por destilación el metiléster obtenido, hasta que se obtienen aproximadamente 30% de esteroles libres en el residuo. Este es obtenido por medio de cristalización en refrigeración a partir de la mezcla de metiléster.

La US-A 4399224 describe un método para transformar en líquidos, lecitinas vegetales mediante tratamiento enzimático.

Por consiguiente, el objetivo de la presente invención fue obtener de manera simultánea esteroles y lípidos polares de alta pureza, partiendo de mezclas técnicas de lecitina o bien residuos que contienen lecitina que provienen del desmucilaginado de aceites vegetales, con costos técnicos tan bajos como sea posible y bajo condiciones económicamente aceptables.

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Descripción de la invención

Es objetivo de la invención un método para la producción simultánea de esteroles y lípidos polares, en el cual una preparación de lecitina vegetal es sometida a una ultrafiltración, y se concentran por un lado los esteroles en el permeado y por otro lado los lípidos polares en el retentado y se acondicionan a continuación de una manera conocida, caracterizado porque antes se tratan preparaciones acuosas de lecitina con enzimas, las cuales exhiben una actividad de amilasa y glucosidasa.

En ello, la ultrafiltración prueba ser un método adecuado para poner a disposición también sustancias valiosas a partir de tales fracciones de lecitina en altos rendimientos y purezas, las que de por sí exhiben un bajo contenido de esteroles y lípidos polares, especialmente ceramidas y fosfolípidos.

Sustancias de partida

Como sustancias de partida para la producción acoplada entran en consideración los productos de desmucilaginado o bien residuos de refinación de aceites vegetales, como por ejemplo aceite de soya, aceite de colza, aceite de girasol, aceite de lino, aceite de linola, aceite de cardo, aceite de oliva y sus mezclas. De la misma forma, naturalmente pueden ser también procesadas fracciones de lecitina que provienen de otras fuentes.

Solventes apolares

Los lípidos polares y los lípidos apolares se diferencian esencialmente sólo en su masa molecular, lo cual hace más difícil la separación. En una forma preferida de operar de la presente invención, antes de la ultrafiltración se añaden a las soluciones de lecitina solventes orgánicos apolares, preferiblemente n-hexano. Los lípidos polares, al contrario que los lípidos apolares, forman micelas en solventes como hexano o acetona, lo cual esencialmente mejora la nitidez de separación del método. La concentración de la lecitina en el solvente orgánico puede ser de aproximadamente 1 a 30% en peso.

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Enzimas

A las preparaciones acuosas de lecitina se añaden enzimas del tipo de las glucosidasas y amilasas o bien que tienen actividad de glucosidasas y amilasas, de manera que todos los acetales presentes en la mezcla se dividen entre esteroles y unidades de glucosa. Por esta vía se asegura que los glucosidoesteroles se transforman en esteroles libres y unidades de azúcar y se eleva de manera significativa el rendimiento en esteroles. Como enzimas pueden por ejemplo entrar en consideración: Depol® 40 L (glucosidasa de Biocatalysts), Depol® 220 L (amilasa, Biocatalysts), Cellubrix® (glucosidasa de Novozymes) y Novozym® 188 (glucosidasa de Novozymes), beta-glucosidasa (Sigma) y alfa-amilasa (Sigma). En ello, la concentración de uso puede ser de 0,01 a 2, preferiblemente 0,05 a 0,5% en peso de enzima referido a la lecitina. Las enzimas son añadidas en lecitina acuosa con 10 a 60% en peso de agua. Comúnmente la reacción tiene lugar a presión normal entre 20 y 60ºC. Típicamente la duración de la reacción está en 10 a 84 h. Después de terminada la reacción se separa el agua de la mezcla de reacción, por ejemplo por medio de la fuerza de gravedad. Por medio de ello se separan de la lecitina las unidades del glucosa que se dividieron de los glucósidos. El contenido de esteroles libres en la lecitina remanente es concentrado mediante este tratamiento en un factor de 2 a 6. La lecitina así tratada y secada es a continuación separada nuevamente en una ultrafiltración.

Ejecución del método

Primero que todo se trata la suspensión acuosa de lecitina vegetal con enzimas y se elimina la fase acuosa después de que ha ocurrido la reacción enzimática. En conexión con ello, las lecitinas así tratadas son secadas y a continuación disueltas en un solvente apolar, preferiblemente hexano, y son sometidas a una ultrafiltración con diafiltración colocada aguas abajo. Con esto se concentran por un lado los esteroles libres y ésteres de esteroles en el permeado y por otro lado los lípidos polares como por ejemplo ceramidas y fosfolípidos en el retentado. A continuación se liberan del solvente ambos flujos de producto. Los líquidos que permanecen en el permeado son saponificados según el estado pertinente de la técnica y los esteroles son extraídos y cristalizados. Así mismo, es posible una trasesterificacion de los lípidos remanentes en el permeado por medio de metanol. Además, mediante destilación sistemática puede aumentarse nuevamente el contenido de esteroles en el residuo; a ello puede seguir una cristalización de los esteroles. Los lípidos polares pueden ser transformados en fosfolípidos concentrados, como fracción de fosfolípidos o por medio de fraccionamiento por ultrafiltración. A continuación se obtienen como fracciones concentradas las ceramidas presentes en el retentado, por medio de extracción con solvente o mediante adición de solventes polares y subsiguiente ultrafiltración. En ello, se rompen las micelas mediante adición de solventes poco polares. En ello, las micelas de las ceramidas se muestran menos estables que las de los fosfolípidos. A continuación, las fracciones obtenidas son liberadas del solvente y secadas. En caso de desearse, pueden separarse a continuación aún más los fosfolípidos en las fracciones fosfatidilinositol, fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina.

Ultra o bien diafiltración

Bajo el concepto de ultrafiltración, entiende el experto en general al método de separación por medio de membranas porosas para la separación de sustancias macromoleculares con pesos moleculares en el rango de 1x10^{3} a 10^{6} dalton o bien un diámetro en un rango de 0,1 a 0,001 \mum. En el sentido del método acorde con la invención debe entenderse el concepto de ultrafiltración como microfiltración por membrana, en lo que las sustancias valiosas se separan unas de otras y se concentran en el permeado y en el retentado.

Para la rentabilidad de uno de aquellos procesos de membrana son de central importancia dos propiedades: la selectividad de la membrana, es decir su capacidad para distinguir entre los componentes de una mezcla, y la eficiencia de la membrana, es decir el flujo de permeado que debe obtenerse bajo determinadas condiciones de operación. Las condiciones de operación para la ultrafiltración se orientan por las dimensiones del equipo y en particular del material de la membrana. Típicamente, la filtración se ejecuta a temperaturas en el rango de 20 a 50, preferiblemente 30 a 40ºC y presiones en el rango de 1 a 10, preferiblemente 3 a 8 bar.

En la elección del material de la membrana son importantes, entre otros, la distribución de tamaño de poro, la porosidad, la tolerancia al pH, la estabilidad química y mecánica, los cuales pueden ser determinados por el experto mediante la optimización rutinaria, sin tener que ser para ello especialmente ingenioso. Una sustancia activa frecuentemente empleada para las membranas UF son la polisulfona (PS), polietersulfona (PES), acetato de celulosa (CA), poliamida (PA) y fluoruro de polivinilideno (PVDF). Son de resaltar PVDF, los cuales se distinguen en particular por buena estabilidad a los solventes así como la polietersulfona (PES), porque permite esencialmente distribuciones más reducidas de tamaño de poro que la polisulfona (PS).

La ultrafiltración es ejecutada en bloques, los cuales son descritos como "módulos" y en ello pueden tener diferentes tamaños y formas. En la elección de un módulo tiene que hallarse un compromiso entre alta densidad de empaque con bajos costos de módulo por un lado, y por el otro lado buena capacidad del módulo para ser lavado o bien baja tendencia al bloqueo. El módulo de cojín (membranas de superficie) tiene las siguientes ventajas: alistamiento fácil y favorable en costos, relativamente alta densidad de empaque y buen intercambio de material.

La diafiltración es una variante de la ultrafiltración, la cual se emplea frecuentemente para alcanzar una completa separación. En la diafiltración se trata la dilución del concentrado por medio de la adición del solvente y subsiguiente ultrafiltración hasta que se alcanza la separación deseada de la de las sustancias que permean. El solvente puede ser suministrado de manera continua para compensar la pérdida de volumen por la ultrafiltración, o de forma discontinua después de una ultrafiltración ejecutada en lotes en la dilución de la concentración alcanzada.

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En el transcurso de la ultrafiltración o bien de la combinación de ultra y diafiltración, pasan en el permeado todos los lípidos neutrales incluyendo los ésteres esteáricos y los esteroles libres que habían sido liberados antes o bien que todavía estaban en el material de partida, mientras que los lípidos polares permanecen en el retentado. Los permeados ricos en esteroles son recogidos, liberados del hexano, y reacondicionados con dos alternativas de método según el estado de la técnica. En la primera alternativa del método se saponifica la mezcla completa con adición de álcali y se extrae con solvente como por ejemplo EDCL y/o heptano. Después de una concentración, se obtienen los esteroles por medio de una cristalización bajo refrigeración, en purezas superiores a 90%.

En la segunda alternativa de método, la mezcla es transesterificada con metanol en una etapa de alta presión. A continuación se separan por destilación el metiléster obtenido hasta que se tiene aproximadamente 30% de esteroles libres en el residuo. Estos son obtenidos entonces por medio de cristalización bajo refrigeración en purezas superiores a 90% a partir de la mezcla de metiléster.

A continuación se obtienen como fracciones concentradas, los lípidos polares que están presentes en el retentado por medio de extracción con solvente o por adición de solventes polares y ultrafiltración conectada aguas abajo. En ello se rompen las micelas por medio de adición de solventes poco polares, donde la cantidad de solventes referido al retentado puede ser de 0,1 a 50, preferiblemente 1 a 15 y en particular 2 a 10% en peso. La adición del solvente polar o bien de un alcohol alifático C_{1}-C_{6}, preferiblemente etanol o isopropilalcohol, ocurre preferiblemente en pasos, con lo que se liberan uno después de otro los fosfolípidos y las ceramidas. En el paso 1 se añaden entre 0,1 a 3% en peso de solvente polar. En ello se prueba que las micelas de las ceramidas son menos estables que las de los fosfolípidos. Estos son recuperados en la ultrafiltración ejecutada de primeros en el permeado. En el paso 2 se añaden en total de 3 a 6% en peso de solvente polar (en ello la información de cantidades incluye el paso 1). En una ultrafiltración ejecutada de manera subsiguiente se encuentra fosfatidilcolina en el permeado. En el paso 3 se completa finalmente a 6 a 10% en peso de solvente polar. Con esto, en una ultrafiltración se encuentra en el permeado fosfatidiletanolamina. Por último, en el retentado permanece el fosfatidilinositol. Mediante la eliminación colocada aguas arriba de los glucósidos de esterol pueden obtenerse ahora fracciones puras de ceramidas y fosfatidilinositol, fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina, como era común hasta ahora con los métodos según el estado de la técnica.

A continuación las fracciones obtenidas son liberadas del solvente y secadas. En ello se encuentran las siguientes purezas:

1

Ejemplos Ejemplo 1 Modificación de mezclas de lecitina por medio de enzimas

Para la concentración de los esteroles libres en mezclas de lecitina se procede como sigue: a 5 g de lecitina de soya se adicionan en cada caso 5 g de agua desmineralizada y enzimas según el cuadro 1:

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CUADRO 1

Enzimas con actividad de amilasa o bien glucosidasa

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Para cada uso se añadieron 100 mg de enzima a la mezcla acuosa de lecitina. Sobre placas Mikrotiter se agitaron las mezclas según la temperatura óptima (entre 20 - 45ºC) de la correspondiente enzima por 72 h. Se ejecutó un análisis específico de glucosa por medio de cromatografía en capa delgada en cada caso a la fase acuosa inferior y a la fase orgánica superior. En ello se empleó como reactivo específico de glucosa oricnol en ácido sulfúrico. En ello se detectó la composición según la tabla 1:

TABLA 1

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Se reconoce que mediante una mezcla de enzima alfa amilasa/beta-glucosidasa se logra la mejor escisión del glucósido del glucósido de esterol.

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Ejemplo 2 Ultrafiltración con diafiltración conectada aguas abajo, de lecitina pretratada

El siguiente ensayo fue realizado en una instalación de ultrafiltración con superficie de membrana de 0,2 m^{2} (tipo de membrana UFM 2242 (MC = 2 x 10^{5}). El máximo volumen de alimentación fue 40 L, la temperatura máxima de operación 20 a 50ºC, la presión de operación 2 a 10 bar y el flujo máximo de volumen de 40 bar, 1200 1/h. Como materia prima se empleó lecitina del ejemplo 1, la cual fue adicionada con alfa amilasa/beta-glucosidasa. La concentración de la solución de alimentación fue 5% en peso de lecitina en n-hexano. La ejecución del ensayo ocurrió en operación por lotes, es decir el concentrado fue recirculado en el recipiente de trabajo. Los parámetros de operación fueron ajustados de acuerdo con la tabla 2. En cada caso bajo condiciones de ensayo fijas (presión, flujo de volumen, temperatura) se atravesaron diferentes etapas de concentración sobre "puntos de mira".

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TABLA 2

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El permeado fue conducido de vuelta al recipiente por el tiempo necesario para que el flujo de volumen específico de permeado NP (l/m^{2}h) - definido como el cociente entre el volumen del permeado retirado (1) y el producto del tiempo de permeación (h) y la superficie de membrana (m^{2}) - fuera constante. Para ello, se midió el flujo de volumen de permeado en intervalos de 15 min. A continuación se disminuyó el permeado hasta que se hubiera alcanzado el siguiente punto de mira (ver tabla 3).

TABLA 3

6

Los puntos de mira se caracterizan por el rendimiento de permeado en cada caso o bien el factor de concentración volumétrica - definido como el cociente entre el volumen presentado que debe ser filtrado (1) y el volumen de concentrado (1). Se llega desde un punto de mira hasta el siguiente a través de una reducción definida de permeado. A continuación se ejecutó la diafiltración. Se añadió al concentrado n-hexano en relación de volumen 1:1 y se separó sobre la membrana. El procedimiento fue repetido tres o seis veces.

Los resultados de la ultra y diafiltración fueron examinados por medio de cromatografía en capa delgada. En ello se vio que en el permeado se llegó a más de 97% de lípidos apolares como ácidos grasos, triglicéridos y esteroles. En el retentado permanecieron las estructuras polares de lípidos, como fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilinositol y estructuras de ceramida.

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Ejemplo 3 Obtención de esteroles a partir del permeado

En primer lugar se separó el n-hexano por medio de un evaporador rotativo y se liberó así de solvente la mezcla. Un análisis de la mezcla mostró que en la mezcla se encontraba 5 a 7% en peso de esteroles libres. Estos fueron tratados por dos vías:

Variante 1: A 100 g de la mezcla seca se añadieron 100 g de soda cáustica 5 molar calentada a a 90ºC, se agitó por 3 horas y con ello se saponificó por completo. Después de enfriar a temperatura ambiente se extrajo la mezcla tres veces con 80 g de n-heptano. En ello, se pasaron los esteroles libres a la fase orgánica. Después de terminar la extracción se eliminó el 70% en peso del n-heptano por medio de vacío a 50ºC. A continuación se separaron los esteroles por cristalización a 10ºC, se filtró y se lavó con n-heptano fresco. El rendimiento fue de 85% de la teoría, donde la pureza de los esteroles fue superior a 95%.

Variante 2: A 400 g de la mezcla seca se añadieron 80 g de metanol y 0,5% en peso de jabón de zinc (referido al peso total de la mezcla) y se calentó en el autoclave a 220ºC. Después de 3 horas la reacción había terminado. Después de enfriar a temperatura ambiente, se eliminaron las trazas de agua y metanol de la mezcla en un evaporador rotativo por medio de vacío a 80ºC. A continuación se fraccionó la mezcla en una columna. En ello se eliminó a 160ºC y 5 mbar el 50% en peso del metiléster. La cola, que contenía el metiléster y los esteroles, fue enfriada continuación a 10ºC y se separaron por cristalización los esteroles a 10ºC, se filtró y se lavó con n-heptano fresco. El rendimiento fue del 80% respecto a la teoría, donde la pureza de los esteroles fue superior a 90%.

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Ejemplo 4 Obtención de fosfolípidos a partir del retentado

Primero que todo, el retentado del ejemplo 2 fue liberado del n-hexano por medio de un evaporador rotativo a 10 mbar y 50ºC. Un análisis de espacio de cabeza por GC mostró que aún existía n-hexano en una cantidad inferior a 1 ppm en la mezcla, mientras que la fracción de fosfolípidos era de aproximadamente 97% en peso.

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Ejemplo 5 Fraccionamiento de los fosfolípidos a partir del retentado

Al retentado del ejemplo 2 se añadió 0,5% en peso de etanol. A continuación se ejecutó una ultrafiltración análoga a la del ejemplo 2. En el permeado I se encontró después de la eliminación del solvente, 62% en peso de sustancias con estructura de ceramida, lo cual fue demostrado por medio de cromatografía en capa delgada (DC). El retentado I obtenido fue añadido nuevamente con etanol 3,5% en peso. A continuación se ejecutó una ultrafiltración análoga a la del ejemplo 2. En el permeado II se encontró después de la eliminación de la mezcla de solventes, 83% en peso de fosfatidilcolina, lo cual así mismo se demostró por medio de DC. El retentado II así obtenido fue nuevamente añadido con etanol al 5% en peso. A continuación se ejecutó una ultrafiltración análoga a la del ejemplo 2. En el permeado III se encontró después de la eliminación del solvente, 83% en peso de fosfatidiletanolamina, lo cual nuevamente se demostró por medio de DC. Así mismo, el solvente fue eliminado del retentado III obtenido de este modo. Se encontró 86% en peso de una fracción de fosfatidilinositol, donde nuevamente la demostración ocurrió por medio de DC.

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Ejemplo de comparación V1

Acondicionamiento de una lecitina no tratada por medio de ultra y dia filtración

La subsiguiente prueba fue ejecutada de manera análoga al ejemplo 2. La concentración de la solución de alimentación fue de 5% en peso de lecitina en n-hexano. La ejecución de la prueba ocurrió en operación por lotes, es decir el concentrado fue recirculado en el recipiente de trabajo. Se ajustaron los parámetros de operación de acuerdo con la tabla 2, ejemplo 2. Se redujo el permeado hasta que se había alcanzado el siguiente punto de mira (ver Tabla 3, ejemplo 2). A continuación se ejecutó la diafiltración. Se adicionó al concentrado n-hexano en la relación de volumen 1:1 y se separó sobre la membrana. Se repitió el procedimiento tres o seis veces. Se examinaron los resultados de la ultra y diafiltración por medio de cromatografía en capa delgada. En ello se vio que en el permeado se alcanzaba más de 97% de lípidos apolares como ácidos grasos, triglicéridos y esteroles. En el retentado permanecieron las estructuras polares de lípidos, como fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilinositol y estructuras de ceramida así como glucósidos de esteroles, lo cual fue demostrado por un análisis DC específico para glucosa.

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Ejemplo de comparación V2

Obtención de esteroles a partir del permeado de una lecitina no tratada de V1

En el primer paso, se liberó al permeado del solvente por medio de un evaporador rotativo; el análisis de la mezcla mostró que sólo se encontraba 1 a 2% en peso de esteroles libres en la mezcla. Estos fueron tratados según dos vías:

Variante 1: A 100 g de la mezcla seca se añadieron 100 g de soda cáustica 5 molar calentada a 90ºC, se agitó por 3 horas y con ello se saponificó por completo. Después de enfriar a temperatura ambiente se extrajo la mezcla tres veces con 80 g de n-heptano. En ello se pasaron los esteroles libres a la fase orgánica. Después de terminada la extracción, se eliminó el 70% en peso del n-heptano por medio de vacío a 50ºC. A continuación se separaron por cristalización los esteroles a 10ºC, se filtró y se lavó con n-heptano fresco. El rendimiento fue de 81% de la teoría, la pureza de los esteroles fue de 95%. En este ejemplo se redujo el rendimiento en esteroles en un factor superior a 5.

Variante 2: A 400 g de la mezcla seca se añadieron 80 g de metanol con 0,5% en peso de jabón de zinc (referido al peso total) y se calentó en el autoclave a 220ºC. Después de 3 horas la reacción había terminado. Después de enfriar a temperatura ambiente se liberó la mezcla de trazas de agua y metanol en un evaporador rotativo por medio de vacío a 80ºC. A continuación se fraccionó el producto en una columna. En ello se eliminó a 160ºC y 5 mbar el 50% en peso del metiléster. La cola, que contenía el metiléster y esteroles, fue enfriada a continuación a 10ºC y se separaron por cristalización los esteroles a 10ºC, se filtró y se lavó con n-heptano fresco. El rendimiento fue del 75% de la teoría, la pureza
de los esteroles estuvo en 90%. En este ejemplo, el rendimiento en esteroles se redujo en un factor superior a 5.

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Ejemplo de comparación V3

Fraccionamientos de los fosfolípidos del retentado de una lecitina no tratada del V1

Se añadió al retentado del ejemplo 2, 0,5% en peso de etanol. A continuación se realizó una ultrafiltración análoga a la del ejemplo 2. En el permeado I se encontró después de la eliminación del solvente, 30% en peso de sustancias con estructura de ceramida, lo cual fue demostrado por medio de DC. Al retentado I se añadió nuevamente 3,5% en peso de etanol. A continuación se ejecutó una ultrafiltración análoga a la del ejemplo 2. Después de la eliminación del solvente, en el permeado II se encontró 30% en peso de fosfatidilcolina, lo cual se demostró por medio de DC. Al retentado II se añadió nuevamente 5% en peso de etanol. A continuación se ejecutó una ultrafiltración análoga a la del ejemplo 2. Después de eliminar la mezcla de solventes, en el permeado III se encontró 30% en peso de fosfatidiletanolamina, lo cual se demostró por medio de DC. El retentado III resultante fue así mismo liberado del solvente. Se encuentran 40% en peso de un fosfatidilinositol, lo cual nuevamente fue demostrado por medio de DC.

Claims

1. Método para la producción simultánea de esteroles y lípidos polares, en el cual preparaciones de lecitinas vegetales son sometidas a una ultrafiltración y por un lado se concentran los esteroles en el permeado y por otro lado se concentran los lípidos polares en el retentado, y a continuación en una forma de por si conocida son tratados, caracterizado porque antes las preparaciones acuosas de lecitina se tratan con enzimas, las cuales exhiben una actividad de amilasa y glucosidasa.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque como lípidos polares se producen ceramidas y fosfolípidos.

3. Método según las reivindicaciones 1 y/o 2, caracterizado porque se emplean soluciones de lecitina, las cuales son obtenidas mediante desmucilaginado de aceites vegetales.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque se desmucilaginan aceites vegetales, los cuales son elegidos de entre el grupo formado por aceite de soya, aceite de colza, aceite de girasol, aceite de lino, aceite de linola, aceite de cardo, aceite de oliva y sus mezclas.

5. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se añaden solventes orgánicos apolares a la lecitina.

6. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque como solvente orgánico se emplea n-hexano.

7. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se emplean soluciones 1 a 10% en peso de lecitina en un solvente orgánico apolar.

8. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque aguas abajo de la ultrafiltración se conecta una diafiltración.

9. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se ejecuta la ultrafiltración o bien la combinación de ultra y diafiltración a temperaturas en el rango de 20 a 50ºC.