Спосіб одержання кристалів каротиноїдів

1. Спосіб одержання кристалів каротиноїдів з рослинної екстракційної ефірної олії, що містить каротиноїди, який включає: (а) введення екстракційної ефірної олії в органічний розчинник, спирт і основу при температурі кипіння органічного розчинника з утворенням здатної омилюватися реакційної суміші; (b) витримування цієї здатної омилюватися реакційної суміші протягом часу, достатнього для завершення реакції омилення, одержуючи в результаті цього омилений продукт; (с) мимовільний поділ омиленого продукту на дві фази: органічну фазу і водну фазу; (d) розділення фаз і екстракцію водної фази; C2 2 77308 1 3 77308 4 цього способу в промисловому масштабі одержуходом включають ксантофіли, наприклад, лютеїн, вані кількості кристалів ксантофілів невеликі: звизеаксантин, капсорубін, капсантин, астаксантин і чайно вихід і чистота складають 59% і 79% відпокатаксантин, а також каротини, такі як бетавідно. Схожий спосіб, [розкритий у WO 01/94279], каротин і лікопен. Рослинами, що містять каротипропонує вихід 80% і чистоту 70-51%. Аналогічні ноїди є переважно ті, які відомі високим вмістом проблеми існують у способах, [розкритих у WO бажаного складного ефіру каротиноїду, і серед 01/28966, ES 2099683, WO 99/20587 і ЕР 0732378]. них, квіти і ягоди чорнобривців. Ефірну олію екстПоряд з цим, згадані способи попереднього рірагують за допомогою способів, відомих з рівня вня техніки, зважаючи на все, засновані на викотехніки. ристанні великих об'ємів стоків, що значно забруУ першій стадії цього винаходу екстракційну днені лугом, як правило, гідроксидом калію, і ефірну олію змішують з органічним розчинником, водорозчинним органічним розчинником, як праспиртом і основою з утворенням здатної омилювавило, 1,3-пропандіолом. У результаті цей продукт тися реакційної суміші. Придатним органічним ронеобхідно обробляти, що передбачає введення у зчинником є органічний розчинник, що не змішупромисловий спосіб додаткової дорогої стадії. ється з водою, наприклад вуглеводень, такий як Крім того, виділення кристалів каротиноїдів у таких пентан, гексан, гептан і толуол; прості ефіри, такі процесах здійснюють шляхом центрифугування, як діізопропіловий ефір, метил-трет-бутиловий ймовірно через високу в'язкість сирої реакційної ефір (МТБЕ) , диетиловий ефір; хлоровані розчинсуміші, що вимагає дорогого устаткування і велиники, такі як дихлорметан, дихлоретан, монохлорких капіталовкладень. бензол (МХБ). Кількість розчинника може складати Цей винахід передбачає спосіб, у якому усунувід 0,5 до 10л на 1кг ефірної олії, переважно від 1 ті згадані вище недоліки попереднього рівня технідо 4л на 1кг ефірної олії. ки, і, відповідно, цей винахід пропонує спосіб одеЩо стосується спирту, ним може бути спирт, ржання кристалів каротиноїдів з рослинної обраний з метанолу, етанолу, пропанолу, ізопроекстракційної ефірної олії, що містить каротиноїди, панолу, трет-бутанолу і бутанолу. Кращим спирякий включає: (а) введення на першій стадії ексттом є ізопропанол чи пропанол. Спирт використоракційної ефірної олії в органічний розчинник, вують у кількості від 0,5 до 10л на 1кг ефірної олії, спирт і основу при температурі кипіння органічного краще від 1 до 4л на 1кг ефірної олії. розчинника з утворенням здатної омилюватися Що стосується основи, у число придатних осреакційної суміші; (b) витримування цієї здатної нов входять гідроксиди лужних металів, наприомилюватися реакційної суміші протягом часу, клад, гідроксид літію, натрію і калію; карбонати достатнього для завершення реакції омилення, лужних металів, наприклад, карбонат літію, натрію одержуючи в результаті цього омилений продукт; і калію. Кращою основою є гідроксид натрію чи (с) самовільний поділ омиленого продукту на дві калію. фази - органічну фазу і водну фазу; (d) розділення Першу стадію способу здійснюють за темпефаз і екстракцію водної фази; (e) перегонку згадаратури кипіння розчинника. Реагуючі речовини ної органічної фази з метою одержання кристалів витримують за температури кипіння протягом чакаротиноїдів. су, достатнього для завершення реакції омилення. Спосіб даного винаходу, в порівнянні з відоУтворений омилений продукт складається з двох мими способами попереднього рівня техніки, має фаз, а саме, органічної фази і водної фази. Обидві ту перевагу, що вихід продукту є більш високим, і фази самовільно розділяються, після чого водну цей продукт має більш високу чистоту. Одержані фазу видаляють з реакційної системи. Органічну кристали не вимагають очищення. фазу, що залишилася, переганяють, видаляючи Поряд з цим, винахід пропонує спосіб одерсліди розчинників, і одержують у результаті цього жання чистих каротиноїдів, таких як каротени і кристали каротиноїдів. Цю стадію способу зручно ксантофіли, які знаходяться цілком у транспроводити за температури від 50 до 100°С, краще конформаціі. У процесі перегонки відбувається від 80 до 85°С. Під час стадії перегонки для підтізомеризація цис-ізомерів. У результаті продукт, римки об'єму рідини доцільно безупинно вводити в безпосередньо одержаний у результаті застосусистему воду. вання способу запропонованого даним винаходом, Кристали, що утворилися, можуть бути віддіпридатний для споживання людиною чи як харчолені фільтрацією. Фільтрацію можна проводити за ва добавка. Іншою перевагою цього винаходу є те, температури від 50 до 100°С. Виділені кристали що об'єм стоків, що утворюються в процесі, у 2-32 після цього можуть бути промиті. Промивання морази менше об'ємів стоків у відомих способах. Вижна здійснювати водою чи яким-небудь придатним користовувані розчинники відганяються наприкінці розчинником, таким як ацетонітрил, чи якимпроцесу і можуть бути використані повторно, занебудь спиртом (метанолом, етанолом, пропанобезпечуючи тим самим екологічно чистий спосіб лом, ізопропанолом і т.і.). Якщо використовують одержання каротиноїдів. Крім того, використовуводу, цю стадію можна проводити за температури ване у способі устаткування є простим, необхідвід 50 до 100°С, краще від 80 до 85°С. Якщо виконість у центрифузі чи пристрої для сублімаційного ристовують розчинник, такий як ацетонітрил чи сушіння відсутня, і це є привабливим з точки зору який-небудь спирт, цю стадію можна проводити за виробництва у промислових масштабах. температури від -5 до 40°С, краще від 20 до 25°С. Спосіб запропонований даним винаходом відКількість води переважно складає від 1 до носиться до екстракції кристалів каротиноїдів з 20кг/л, бажано від 5 до 10кг/л. рослин, що містять каротиноїди. Каротиноїди, Одержані кристали мають високу чистоту, звиодержані способом запропонованим даним виначайно від 85 до 99%, як правило, вище 95%. Вихід 5 77308 6 продукту звичайно складає від 40 до 90%, як пране перевищував 600мл. Наприкінці перегонки сиру вило від 70 до 80%. суміш, яка містить водну рідку фазу і закристалізоДаний винахід описується далі в деталях з пований каротиноїд, фільтрують з метою виділення силаннями на наступні приклади: кристалічних каротиноїдів. Осад на фільтрі промиПриклад 1 вають трьома 150-мл порціями теплої води, потім 72,8г екстракційної ефірної олії чорнобривців трьома 150-мл порціями етанолу кімнатної темпе(отриманої від фірми Naturex, Франція, зі вмістом ратури. Сліди розчинника, що залишилися, вида128г каротиноїдів на 1кг ефірної олії) розчиняють в ляють при зниженому тиску і кімнатній температуумовах кипіння в 150мл гексану і 150мл ізопропарі. Одержують 6,45г оранжево-червоних кристалів нолу. Потім вводять 150мл водного розчину гідрочистого ксантофілу (вихід 78,2% на загальну кільксиду натрію (30%-ного) і витримують сиру реаккість каротиноїдів). Ці кристали аналізують за доційну суміш при кипінні і сильному перемішуванні в помогою РХВР: 91,2% лише транс-лютеіну, 8,8% атмосфері азоту до завершення омилення (2,5 лише транс-зеаксантину, цис-ізомерів та інших години, конверсія більш 97% на підставі даних каротиноїдів не виявлено, загальний вихід каротирідинної хроматографії високого розрізнення ноїдів більш 95%. (РХВР). У цей момент перемішування припиняють Приклад 3 і суміш швидко розділяють на дві фази (верхню 56,1г екстракційної ефірної олії чорнобривців органічну фазу і нижню водну фазу) . Нижню водну (отриманої від фірми Naturex, Франція, зі вмістом фазу видаляють. Органічні розчинники (гексан і 128г каротиноїдів на 1кг ефірної олії) розчиняють в ізопропанол) відганяють, одночасно вводячи умовах кипіння в 150мл гексану і 150мл ізопропа500мл нагрітої (90°С) води, підтримуючи вхідний нолу. Потім уводять 150мл водного розчину гідропотік приблизно рівним вихідному потоку, так щоб ксиду натрію (30%-ного) і витримують сиру реакзагальний об'єм рідкої фази не перевищував ційну суміш при кипінні і сильному перемішуванні в 600мл. Наприкінці перегонки сиру суміш, яка місатмосфері азоту до завершення омилення (2,5 тить водну рідку фазу і кристалічний каротиноїд, години, конверсія більш 97% на підставі даних фільтрують з метою виділення закристалізованого РХВР) . У цей момент перемішування припиняють каротиноїда. Осад на фільтрі промивають трьома і суміш швидко розділяють на дві фази: верхню 150-мл порціями теплої води, потім трьома 150-мл органічну фазу і нижню водну фазу. Нижню водну порціями ацетонітрилу кімнатної температури і фазу видаляють. Органічну фазу повільно вливапотім трьома 150-мл порціями гексану кімнатної ють у 500мл нагрітої (95°С) води і відразу відганятемператури. Сліди розчинника, що залишилися, ють органічні розчинники, регулюючи вхідний потік видаляють при зниженому тиску і кімнатній темпетак, щоб об'єм усередині був менш 600мл. Наприратурі. Одержують 6,76г оранжево-червоних крискінці додавання нагрівання продовжують до заветалів чистого ксантофілу (вихід 72,3% на загальну ршення відгону органічних розчинників, після чого кількість каротиноїдів). Кристали аналізують за кристали каротиноїдів збирають за допомогою допомогою РХВР: 91,2% лише транс-лютеіну, фільтрації. Осад на фільтрі промивають трьома 8,8% лише транс-зеаксантину, цис-ізомерів та ін150-мл порціями теплої води, потім трьома 150-мл ших каротиноїдів не виявлено, загальний вихід порціями гексану кімнатної температури. Сліди каротиноїдів більш 95%. розчинника, що залишилися, видаляють при зниПриклад 2 женому тиску і кімнатній температурі. Одержують 82,5г екстракційної ефірної олії чорнобривців 3,5г оранжево-червоних кристалів чистого ксанто(отриманої від фірми Plants Lipids Limited, Індія, зі філу (вихід 51% на загальну кількість каротиноїдів вмістом 100г каротиноїдів на 1кг ефірної олії) розі 92% на вміст каротиноїдів). Ці кристали аналізучиняють в умовах кипіння в 150мл гексану і 150мл ють за допомогою РХВР: 93% лише транс-лютеіну, ізопропанолу. Потім вводять 150мл водного роз7% лише транс-зеаксантину, цис-ізомерів та інших чину гідроксиду натрію (30%-ного) і витримують каротиноїдів не виявлено, загальний вихід каротисиру реакційну суміш при кипінні і сильному переноїдів більш 95%. мішуванні в атмосфері азоту до завершення омиПриклади 4-17 лення (2,5 години, конверсія більш 97% на підставі Комерційно доступну екстракційну ефірну олію даних РХВР). У цей момент перемішування причорнобривців розчиняють у 10мл гептану при пиняють і суміш швидко розділяють на дві фази 45°С, 2,5мл бутанолу і 2мл водного розчину гідро(верхню органічну фазу і нижню водну фазу). Нижксиду натрію (30%-ного). Суміш перемішують в ню фазу (водну фазу) видаляють. Органічні розінертній атмосфері протягом 5 годин. Перемішучинники (гексан і ізопропанол) відганяють, одночавання припиняють і суміш швидко розділяють на сно вводячи 500мл нагрітої (90°С) води, дві фази. Розділення двох фаз і наступну обробку підтримуючи вхідний потік приблизно рівним вихіпроводять як у прикладі 1. Вихід продукту показадному потоку, так щоб загальний об'єм рідкої фази ний у приведеній нижче таблиці 1. 7 77308 8 Таблиця 1 Приклад Маса (мг) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 97,3 111,6 120,8 108,8 112,1 132,4 131,9 >97 >97 >97 >97 >97 >97 >97 >97 >97 >97 >97 >97 >97 >97 110,5 113,3 119,2 118,4 126,2 124,7 137,2 138,4 114,9 113,4 146,6 146,0 139,4 139,0 Приклади 18-23 1г екстракційної ефірної олії (отриманої від фірми Plant Lipids Limited, 100г каротиноїдів у 1кг) розчиняють у різних розчинниках, як зазначено в приведеній нижче таблиці 2, додають спирт і потім Вихід, % (на загальний вміст каротиноїдів) 88,2% 11,4% 92,2% 10,6% 87,5% 12,4% 93,6% 10,2% 86,5% 11,1% 84, 9% 10,6% 87/13 87/13 90/10 90/10 83/17 84/16 94/6 94/6 82/18 82/18 91/9 92/8 89/11 90/10 Вихід, % (на ефірну олію) 11,4% Конверсія, % Визначено каро- Відношення (5год.) тиноїда (мг) транс/цис 86,92% 3мл гідроксидів лужних металів. Реакційну суміш перемішують в інертній атмосфері до завершення реакції. Таблиця 2 Приклад 18 19 20 21 22 23 Розчинник МТБЕ Толуол С2Н4СІ2 МХБ Спирт Бутанол Бутанол Ізопропанол Трет-ВuОН Пропанол 2-Бутанол Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Основа (30%-на) КОН NaOH NaOH КОН КОН NaOH Т°С 50 60 60 60 60 60 Підписне Час (годин) 3 5 3 3 3 3 Конверсія (%) >95% >95% >95% >95% >95% >95% Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601