JPS6345235A - 不飽和脂肪酸エステルの濃縮分離方法 - Google Patents

不飽和脂肪酸エステルの濃縮分離方法

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JPS6345235A
JPS6345235A JP19788486A JP19788486A JPS6345235A JP S6345235 A JPS6345235 A JP S6345235A JP 19788486 A JP19788486 A JP 19788486A JP 19788486 A JP19788486 A JP 19788486A JP S6345235 A JPS6345235 A JP S6345235A
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JP
Japan
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ester
fatty acid
zeolite
crystalline aluminosilicate
acid ester
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JP19788486A
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Makoto Arai
誠 荒井
Hideki Fukuda
秀樹 福田
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は高度不飽和脂肪酸エステルとゼオライトとの親
和力との差によって、T−リノレン酸エステルやアラキ
ドン酸エステルを濃縮分離する方法に関するものである
「従来技術と問題点」 γ−リノレン酸(CIIII3+以下、GLAと略記す
る。)やアラキドン酸(Czo+a、以下、AAと略記
する。)はプロスタグランジンの前駆物質として重要な
物質であり、その多様な生理活性ゆえに最近特に注目を
集めている。特にGLAやAAが各種微生物によって大
量生産が可能となりうろことが見出されるに至り、活発
な研究開発がなされている。
従来、脂肪酸エステル混合物からGLAやAAを濃縮分
離する一般的な方法としては、尿素複合体法や恨複合体
法(いずれも英国特許第1240513号)が知られて
いるが、前者は純度が低く、しかも尿素のコストが高く
、後者も眼に対するコストが極めて高く、いずれも工業
的スケールでの実施に適しているとは云い難い、その他
、酵素法、低温分別法、超臨界ガス抽出法、分子1溜法
などが挙げられるが、これらも純度、コスト面、運転面
における欠点や解決すべき技術的課題が多く残されてい
る為、工業的スケールでGLAやAAを高純度で得るこ
とは捲めて困難である。
「問題点を解決するための手段」 本発明者等はかかる実情に鑑み、高純度のGLAやAA
を工業的規模で得るべく鋭意研究を重ねた結果、結晶質
アルミノシリケートゼオライトを用いて吸脱着操作を行
えば、所望の高純度GLAエステルやAAエステルが容
易に得られることを見出し本発明を完成させた。
即ち、本発明はT−リノレン酸エステル及び/又はアラ
キドン酸エステルを含む脂肪酸エステル混合物を結晶質
アルミノシリケートゼオライトに接触させ吸脱着させる
ことを特徴とするT−リノレン酸エステル及び/又はア
ラキドン酸エステルを?1m分離する方法を内容とする
ものである。
本発明の濃縮分離法は、より詳細には、■G LAエス
テルあるいはAAエステルを含む脂肪酸エステル混合物
を無極性溶媒に溶解し、結晶質アルミノシリケートゼオ
ライトに接触させることにより、GLAエステルやAA
エステルを選択的に吸着させる工程、次いで、■捲性溶
媒と上記結晶質アルミノシリケートゼオライトを接触さ
せることにより、GLAエステルやAAエステルを脱着
させる工程、最後に、■GLAエステルやAAエステル
含有液から掻性溶媒を除去する工程より成る。
本発明で使用される脂肪酸エステルはGLAやAAある
いは両者を含む脂質とメタノール、エタノール、プロパ
ツール、ブタノールなどの低級アルコールとから得られ
るエステルであり、他にグリコール、グリセリンなどの
多価アルコールの、脂肪酸エステルも用いることができ
る。GLAやAAを含む脂質は、例えば具体例を示せば
アスペルギルス(Aspergillus )属、フザ
リウム(Fusar−ium )属、ペニシリウム(P
enicillium )属、ムコール(Mucor 
)属、リゾプス(Rhizopus)属、モルティエレ
ラ(Mortierella ) rX、カニンガメラ
(Cunninghamella)属、コアネフオラ属
(Cho−anephora)等のカビ類やスピルリナ
(Spirulina)属、ポリピリジウム(Porp
hyridium)属等の藻類、月見草の種子或いは魚
油等によって生産することができ、このような脂質は上
記アルコール類と触媒の存在下でエステル交換され脂肪
酸エステルとされる。
本発明に使用される結晶質アルミノシリケートゼオライ
トは、シリカとアルミナとを共に含んでいるものであれ
ば任意のものが使用できるが、特にSiO□/Alz(
hモル比が3以上のものが、GLAエステルやAAエス
テルの選択性、吸着量の点から好ましい、このような条
件を満たすゼオライトは、Y型ゼオライト、モルデナイ
ト、エリオナイト、フェリエライト、L型ゼオライト等
市版されているものも使用できるが、分離すべき脂肪酸
エステル混合物中の脂肪酸組成(或いは脂肪酸とエステ
ル結合しているアルコールの種類)によっては、イオン
交換などの処理を施した結晶質アルミノシリケートゼオ
ライトを用いると濃縮分離能が非常に向上する。イオン
交換により!細分離能が向上するカチオンとしては、例
えばに” 、Na”、AH’  、Cs”  、 Rb
”  、 Li”  、 Mn”、Cu”、Ca”、 
−&7・、 Ba”、 Be”・、 Sr”・、 Fe
3・、 La3・、 Ce3・、 Scコ・、Y3°、
NH4’ 、C)IJ)It” 、(CH3)zN)I
t ” 、CJsNH3゛などが挙げられる。これらの
カチオンは単独のみならず2種以上共存する状態でも勿
論効果的である。この場合、得られた結晶中のナトリウ
ムの重量%を5.0%以下となるまで前記カチオンで置
換した方が選択性や吸着量の点からより好ましい。特に
脂肪酸エチルエステルやメチルエステル混合物中からG
LAエステルを分離する場合には、市販のナトリウムY
型ゼオライトを、K ” 、Rb”、Cs” 、NH4
’ 、CH,N)!3” 、(C)Iz)zNH,’ 
、CJsNH,”のカチオンでイオン交換を施したY型
ゼオライトを用いるとGLAエステルの選択性の点で非
常に効果的である。市販のゼオライトをイオン交換する
方法としては、通常公知の方法、■pち所定のゼオライ
トを交換したいカチオン、例えばに’  、Rh”  
、Cs”  、Ag”  、Cu”°、M!1”°、シ
1゛、Ba”、Fe”、NHa ” 、Cl3NH3”
などを含む塩類水溶液に浸し、70〜100℃で約24
時間攪拌する操作を数回繰り返す処理を施し、次いで1
20℃〜700℃で大気中で乾燥させたり、または焼成
させることによって容易に得られる。ただし、NHa 
”、C)!zNHs” 、(CHs)zNHz ” 、
C2H4NH2” は高温で熱処理すると、アンモニア
が脱離したり、化学反応が起こったりする可能性がある
ため、これらのカチオンをゼオライトに含有させる場合
、乾燥温度範囲は120℃〜250℃程度が良い。
使用するゼオライトの形状としては、粉末状ペレット状
、ビーズ状、粒状等、どのような形状であっても良い、
S10□/Al2O3モル比が3未満のゼオライトとし
ては、例えば通常市販されているX型やA型が挙げられ
るが、GLAエステルやAAエステルの選択性や吸着量
が上記のゼオライトよりかなり劣り、適用するのには困
難である。
本発明に用いられる無極性溶媒としては、n−へブタン
、n−ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、P−キシ
レン、n−オクタンなど直鎖または環状の無極性溶媒が
利用でき、勿論これら2種以上の混合溶媒も使用できる
。脱着用の極性溶媒としては、アセトン、メタノール、
エタノール、クロロホルム、ジエチルエーテル、酢酸エ
チ/L/ すど広く極性溶媒が使用できる。また、これ
ら極性溶媒を2種以上混合したり、極性溶媒と無極性溶
媒を混合して極性溶媒の極性を変化させたものも使用で
きる。
また、後述のカラム操作法により、高純度のGLAエス
テルやAAエステルを得ようとする場合、脂肪酸エステ
ルを脱着させる際に使用する極性溶媒は、上記の極性溶
媒を単独で用いることも可能であるが、無極性溶媒に対
し、上記極性溶媒を容量比で0.01%〜10%の割合
で混合させた溶媒を用いた方が、CLAエステルやAA
エステルの選択性の点で好ましい0例えば脱着用の極性
溶媒としてn−ヘキサン−エタノール(20%)混合溶
液を用いた場合は得られたGLAエステルの純度は高々
70%であるが、n−ヘキサン−エタノール(0,1%
)混合?8液を用いた場合は純度90%以上のGLAエ
ステルが容易に得られる。
ゼオライトと、脂肪酸エステルや各種溶媒とを接触させ
る時の温度は、通常、溶液の吸着操作の際、用いられる
温度範囲(10℃〜90℃)程度でよい、温度が低すぎ
るとGLAエステルやAAエステル以外の不純物も多量
に吸着されるので好ましくなく、反対に温度が高すぎる
と、不飽和脂肪酸が変質しやすくなるということと、ま
た、使用溶媒の沸点より高くなると加圧条件下での操作
が必要となり不経済となる。特に好ましい操作温度範囲
としては20℃〜50℃程度が良い。
本発明における吸着工程は、GLAエステルやAAエス
テルを含む脂肪酸エステル混合物を重量比で30倍以下
の無極性溶媒に溶解させ、■撹拌槽内に入れ、結晶質ア
ルミノシリケートゼオライトを該脂肪酸エステル混合物
に対して重量比で0゜05〜5倍加えて0.5〜10時
間攪拌することによってGLAエステルやAAエステル
を選択的に吸着させる方法、■あらかじめカラムに充填
したゼオライトに該脂肪酸エステル混合物溶液を接触流
通させることによってGLAエステルやAAエステルを
選択的に吸着させる方法等が適用できる。
■のカラム操作における通液量は、通常シリカゲルやイ
オン交換樹脂の操作の場合と同じく空間速度が0.5〜
10(j!−液量/l−充填容積/hr)の範囲で操作
することができる。またカラム操作圧力を大気圧以上、
例えばlO〜100 Kg/ cdの中圧ないし高圧に
設定することにより、よりコンパクトな分離カラムとし
て利用することもできる。
特に高純度のGLAエステルやAAエステルを得たい場
合にはカラム操作の方が好ましい。
次いで脱着工程においては、上記■を通用した場合には
槽内の無極性溶媒を濾過分別した後、極性溶媒を結晶質
アルミノシリケートゼオライトに対する重量比で0.5
〜30倍加えて0.5〜5時間攪拌し、この処理を2〜
5回程繰り返すことによってGLAエステルやAAエス
テルを/;縮分能することができる。また、上記■を適
用した場合には、極性溶媒を結晶賞アルミノシリケート
ゼオライトカラムに空間速度0.05〜10 (1−液
N/2−充填容積/hr)の条件で流通させることによ
って、GLAエステルやAAエステルを脱着させること
ができる。この場合、結晶質アルミノンリケードゼオラ
イトに対する重量比で10〜100倍量の捲性溶媒を通
過させ、流出する溶液今2〜100のフラクションに分
けることによって、ゼオライトと親和力の弱い脂肪酸エ
ステルから順次脱着させ、同時に分離することができる
し、また掻性溶媒は単に1種類を用いるだけではなく、
多種のものを用い掻性を徐々に大きくさせて通過させれ
ば、各種脂肪酸エステルを効率良く分画できる。
最後に、分画した?8液の中のGLAエステルやAAエ
ステル濃度の高いフラクションを丙溜することによって
穫性7宿媒を除去し、純度の高いGLAエステルやAA
エステルを得ることができる。
他の脂肪酸エステルのフラクションも同様に回収するこ
とができる。また結晶質アルミノシリケートゼオライト
は分別終了後、!J!、i性溶媒で洗滌したり、窒素等
のガスを通気し、100〜500℃で乾燥すること等に
よって、くり返し使用することができる。
「作用・効果」 以上の操作によって得られるGLAやAAは極めて純度
が高く、しかも従来の方法に比ベコスト的にも大いに有
利であり、工業化を企画する上で多大な貢献を約束する
ものである。
「実施例] 次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明は実施例のみに限定されるものではない、なお、実施
例におけるパーセント(%)は特に断らない限り、WL
量%である。
実施例1 ユニオンカーバイド社製の5iO1/AlzOiモル比
が約5のナトリウムY型ゼオライト(商品名SK−40
)5g5二対しINの各種塩類水溶液を10Q m l
の割合でフラスコに入れ、温度90〜100℃で24時
間攪拌を続はナトリウムイオンを他のイオンと交換し、
次いで水洗し、160℃で1時間乾燥した。この場合、
ゼオライト中のナトリウム含有量は全て5.0重量%以
下とした。
一方、Mucor ambiguus IFO6472
をグルコースが4976= KLPLが0.3%、(!
i)1. ) lSO4が0.2%、 (N)lz)z
 Coが0.1 %、?IgSO,・7H20が0.0
5%、Fe5O−・7820が0.001%、CaC]
x 2)1tOが0.001%、CuS0m ・5Hi
Oが0.00002%、Zn5O−7HzOが0,00
01%+ MnC1z  4HzOが0.0001%、
NaC1が0.01%、酵母エキスが0.04%、麦芽
エキスが0.04%およびポリペプトンが0.02%の
培地で30℃、約70時間の好気t@養を行い、菌体中
に蓄積された脂質をホモジナイズなどの処理によって抽
出した。このようにして得られた脂質をQ、5N−Na
O)1メタノール溶液を用いてエステル交換して、表1
に示す脂肪酸組成のメチルエステル混合物を得た。
この脂肪酸エステル混合物5gにn−へブタン30gを
加えて溶解し、この溶・・夜に上記の通り調製した各種
Y型ゼオライト2.5gを加え、25℃で1時間漬け後
濾別した0次いで、このゼオライトにクロロホルム30
gを加え、25℃で2時間撹拌し、濾別後濾液を濃縮し
た。その結果、得られた全脂肪酸エステルのI (g)
とその脂肪酸組成とを表2に示す。
同時に、市販のナトリうムY型ゼオライト(商品名S 
K −40) 、5ift/ Altosモル比が約5
.5の水素Y型ゼオライト(東洋曹達社製、商品名TS
Z−303PSH2) 、5iOi/Ah(hモル比が
約10のナトリウムX型モルデナイト(ツートン社製、
商品名Zeolon 90ONa) 、5ift/AI
to1モル比が約2.5のナトリウムX型ゼオライト(
ユニオンカーバイド社製、商品名Mo1ecular 
5ieves 13X)および510m/AhOsモル
比が約2の5A型ゼオライト(ユニオンカーバイド社製
、商品名Mo1ec−ular 5ieves   5
 A)を用いて上記と同様の方法にて実験を実施した結
果も表2に併せて記す。
表2より、5iOz/Ah(hモル比が3以上のゼオラ
イトを使用するとGLAエステルの沌廣が大巾に向上す
ることがわかる。
実施例2 東洋雷達社製の5iOz/ Al2O3モル比が5.3
のナトリウムY型ゼオライト(商品名TSZ−32ON
AD)を用いて、実施例1と同様の方法で各種カチオン
でイオン交換した各種Y型ゼオライトを調整した。この
各4Y型ゼオライを用い、実施例1で用いたと同一の脂
肪酸エステル混合物を、実施例1と同一の方法で吸脱着
操作を用いン;縮した。
結果を表3に示す。尚、表中「イオン交換率」は、市販
のゼオライト中に含まれていたNa”がイオン交換操作
により、他のカチオンに交換された率を表す。
実施例3 実施例1と同じ原料脂肪酸メチルエステル混合物5 g
in−へブタン6gに溶解し、実施例1と同様に調製し
たカリウムY型ゼオライト50gを充填した内径2.1
4長さ501のガラスカラムに1!!i液した。i8出
溶剤はn−へブタン100%から順次クロロホルムを混
合してい(ことにより、少しずつ極性を上げていった。
カラムは常圧、温度40℃に保ち、溶出溶剤の空間速度
は1.0CI/hr)で溶出し、10mm!ずつ分画し
た。使用した溶出溶剤の種類と量を以下に示す。
■フラクシッン菫1〜30 n−へブタン         300mI2■フラク
ション覧31〜50 n−へブタン;クロロホルム−4:1200m1■フラ
クシヨン黛51〜70 n−へブタン:クロロホルム−5:5200m1■フラ
クシヨンTh71〜100 n−へブタン:クロロホルム−1:3300mlこのよ
うにして得られたフラクション160〜64の溶出溶媒
を蒸溜により除去することにより、脂肪酸メチルエステ
ル0.20gが得られた。この脂肪酸エステルの脂肪酸
組成を表4に示す、T−リノレン酸の純度が著しく向上
していることがわかる。
実施例4 実施例1と同じ脂肪酸組成のメチルエステル混合物5g
をn−ヘキサン6gに溶解し、実施例2と同様に調製し
たカリウムY型ゼオライト50gを充填した内径2.1
c+1.長さ50cmのガラスカラムに通液した。溶出
溶媒は、最初はn−ヘキサンのみを用い900mj+通
液し、次いで、n−ヘキサンに容量比で0.1%のエタ
ノールを混合した溶液を用い、2100mj!通液した
。尚、カラムは常圧、温度30℃に保ち、溶出溶媒の空
間速度は1.0 (1/hr)で溶出し、30m1ずつ
分画した。
このようにして得られたフラクションNo、71〜74
の溶出溶媒を蒸溜により除去することにより、脂肪酸メ
チルエステル0.18 gが得られた。
この脂肪酸エステルの脂肪酸組成を表5に示す。
GLAエステルの純度が著しく向上していることがわか
る。一方、n−ヘキサンに容量比で20%のエタノール
を混合させたi8液を溶出溶媒として用いた場合には、
GLAエステルの純度は70.5%であった。
実施例5 ポリピリジウム・クルエンタム(Porphyridi
umcruentum)をNaC1が2.7%、にNO
s  が0.1%KHXPo&  が0.007%、N
aHCOt  が0.004%、阿gsOa  ・7H
よ0 が0.66%、−gcl、  ・6HzOが0.
56%、CaC1t  4LOが0.15%、ZnC1
zが4 Xl0−”%、HlBogが6 Xl0−’%
、CoC1,・6H20が1.5 Xl0−’%、Cu
C1t  ’28tOが4 Xl0−’%、MnC1z
  ・4HzOが4×10−’%、Moが3.7 Xl
0−’%、FeCIz  ・4H,O(240mg /
 100 m l! 0.05M NazEDTA )
がl m 1 / 1および1Mトリス−HCl溶液(
p)17.6 )が2Qm1/1の培地に植菌し、温度
23℃、螢光燈による照度約8.000ルツクスにて約
10日間炭酸ガスを通気しつつ培養を行った。このよう
にして得られた脂質を脂肪酸メチルエステル化した場合
の組成を表6に示す。
表   に の脂肪酸メチルエステル混合物5gをn−ヘキサン6g
に溶解し、実施例4と同じ操作を行い、フラクションN
o、86〜90の溶出溶媒を蒸溜により除去することに
より、脂肪酸メチルエステル2.3gが得られた。この
脂肪酸エステルの脂肪酸組成を表7に示す、AAエステ
ルの純度が飛躍的に向上することがわかる。
表   7 実施例6 実施例1で用いた無極性溶媒n−ヘキサンおよび極性溶
媒クロロホルムの代わりに各種溶媒を用いて、実施例1
と同じ原料および操作によって実施した結果を表8に示
す、尚、ゼオライトは実施例1と同じ方法にて得たカリ
ウムY型ゼオライトを用いた。
表8の結果から明らかな如く、いずれの場合も顕著な純
度の向上が確認された。
実施例7 実施例1と全(同様に、Mucor ambiguus
 IFO6472を好気培養し、菌体中に蓄積された脂
質をホモジナイズなどの処理によって抽出した。このよ
うにして得られた脂質を0.28−NaOHエタノール
溶液を用いてエステル交換し、表9に示す脂肪酸組成の
エチルエステル混合物を得た。
この脂肪酸エチルエステル混合物5gをn−ヘキサン5
gに溶解し、実施例1と同様に調製した24〜32メツ
シュ粒状の各種Y型ゼオライト5gをそれぞれ充填した
内径1cm+、長さ15cg+のガラスカラムに通液し
た。
溶出溶媒は、最初はn−ヘキサンのみを用い2Q Q 
m 1通液した0次いでn−ヘキサンに容量比で0.5
%のエタノールを混合させた溶液を用い100 m l
 il液した。il液条件は実施例4と同じ条件とした
が20m1ずつ分画した。
このようにして得られたフラクシヨンNo、11〜13
゛の溶出溶媒を蒸溜により除去し脂肪酸エチルエステル
を得た。
この脂肪酸組成と量を表10に示す。
表9 表10 カラム操作の場合、K” 、Cs” 、Rb” 、N)
I4゜、CHsNH8“、(C)Is)JHz ” 、
CxHsNHs ”のいづれかのカチオンを含有するY
型ゼオライトを用いると、掻めて高純度のGLAエチル
エステルが得られることがわかる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、T−リノレン酸エステル及び/又はアラキドン酸エ
    ステルを含む脂肪酸エステル混合物を結晶質アルミノシ
    リケートゼオライトに接触させ吸脱着させることを特徴
    とするγ−リノレン酸エステル及び/又はアラキドン酸
    エステルを濃縮分離する方法。 2、前記結晶質アルミノシリケートゼオライトが3以上
    のSiO_2/Al_2O_3モル比を有するゼオライ
    トである特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、前記結晶質アルミノシリケートゼオライトがK^+
    、Na^+、Ag^+、Cs^+、Rb^+、Li^+
    、Mn^2^+、Cu^2^+、Ca^2^+、Mg^
    2^+、Ba^2^+、Be^2^+、Sr^2^+、
    Fe^3^+、La^3^+、Ce^3^+、Sc^3
    ^+、Y^3^+、NH_4^+、CH_3NH_3^
    +、(CH_3)_2NH_2^+、C_2H_5NH
    _3^+から選択された1種以上のカチオンを含有する
    ゼオライトである特許請求の範囲第2項記載の方法。
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