Спосіб виділення фосфоліпідів із фосфатидного концентрату

Спосіб виділення фосфоліпідів із фосфатидного концентрату, що включає обробку фосфа тидного концентрату ацетоном при температурі 2555°С, який відрізняється тим, що на першій стадії олію з фосфатидного концентрату екстрагують ацетоном у співвідношенні фосфатидний концентрат:ацетон 1:(3,7-4,0)мас.ч. з наступною фільтрацією, на другій стадії олію та вільні жирні кислоти з виділених фосфоліпідів екстрагують ацетоном у співвідношенні фосфоліпіди:ацетон 1:(5,66,6)мас.ч. з наступною фільтрацією, на третій стадії промивають фосфоліпіди ацетоном у співвідношенні фосфоліпіди:ацетон 1:(0,8-0,94)мас.ч. з наступною фільтрацією. Винахід відноситься до олійно-жирової промисловості, зокрема, до виділення лецитину із фосфатидного концентрату і може бути використаний в харчовій, медичній, біохімічній та комбікормовій промисловостях. Фосфатидний концентрат (фосфатиди) - залишок олійно-жирової промисловості, утворюється при гідратації олії, та вміщує (%): фосфоліпідів - 58, олії - 39, вологи - 0,65, нерозчинних - 2,35 (Пологівський ОЕЗ), фосфоліпідів - 67, олії - 31, вологи - 0,18, нерозчинних - 1,82 (Запорізький ОЖК). Відомий спосіб виділення натуральних фосфоліпідів (1), який дозволяє одержати лецитин із соєвих фосфатидів шля хом попередньої обробки нагрітим ацетоном з подальшою багаторазовою обробкою маси егтаї/офом при температурі 35°С, яка включає концентрування і декантування фаз. Недоліками способу є складність технології виділення лецитину із фосфатидного концентрату, яка передбачає багатократну (35-ти кратну) його обробку ацетоном з метою знежирення, багаторазову обробку етанолом, низький вихід цільового продукту та високі енерговитрати на регенерацію екстрагентів. Відомий також спосіб виділення фосфоліпідів із фосфатидного концентрату (2), який полягає в тому, що фосфатидний концентрат розчиняють у гексані (неполярному розчиннику) у співвідношенні вагових частин 1:1. Одержаний розчин обробляють, з метою відділення фосфоліпідів від жирів та інших супутніх речовин, водою у співвідношенні фосфа тидний концентрат до води 1-1,5:1 при інтенсивному перемішуванні. В цих умовах фосфоліпіди гідратуються, втрачають розчинність в гексані і переходять після відстоювання в дрібнодисперсний осад (емульсію), який відокремлюють від гексанового шару. У щільнення та зневоднення осаду проводять шляхом нагрівання до температури 6080°С протягом 20-30 хвилин. Недоліком способу є утворення тяжкозневоднюваного осадку і інактивування лецитину при термічній обробці осаду фосфоліпідів з метою його зневоднення, що робить неможливим застосування лецитину в медичній промисловості в якості біологічно активної добавки в раціоні харчування населення. (19) UA (11) 81822 (13) C2 (21) a200600888 (22) 01.02.2006 (24) 11.02.2008 (72) ГАМАНУХО ВАЛЕРІЙ ІГОРОВИЧ, UA, ГЛУХ АНДРІЙ ІГОРОВИЧ, U A, ГЛУХ ІГОР СЕМЕНОВИЧ, UA (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ДО ІРЕА", U A (56) UA 70870, A, 15.10.2004 UA 20359, A, 15.07.1997 DD 59555, 05.01.1968 DE 1047597, 09.07.1957 RU 2137387, C1, 20.09.1999 RU 2179816, C2, 27.02.2002 RU 2184459, C1, 10.07.2002 RU 221613, C1, 20.11.2003 US 4849137, A, 18.07.1989 3 81822 Відомий спосіб виділення фосфоліпідів (3), який включає обробку фосфа тидного концентрату ізопропіловим спиртом у співвідношенні фосфатидного концентрату до ізопропілового спирту як 1:2 на початковій стадії, а далі у співвідношенні 1:1 при температурі 50-60°С з наступним отриманням порошкоподібного лецитину. Недоліком способу являється низький .вміст фосфа тиділхоліну (основного компоненту фосфоліпідів) в кінцевому продукті, так як він добре розчиняється у всі х спиртах (4), що різко погіршує споживацькі якості лецитину. Відомий спосіб (5), який дозволяє одержати порошкоподібний лецитин із рослинних фосфа тидів шляхом обробки»нагрітим ацетоном, гідратацією нерозчинного осаду та висушування. Осад фосфоліпідів після фільтрації обробляють водою при співвідношенні рідкої та твердої фази 3,5:1 або 5:1 при температурі 15-25°С з подальшим висушуванням в суспензованому стані при температурі 90100°С. Вихід цільового продукту 55-65% у вигляді порошку. Недоліками способу є: - значні (30-35-ти кратні) витрати ацетону на знежирення фосфатидного концентрату; - проведення процесу сушки при 90-100°С приводить до повної інактивації лецитину внаслідок його окислення та термічного розкладу. Найбільш близьким за технічною суттю та досягаємим результатам є спосіб (6) виділення фосфоліпідів шляхом обробки фосфатидного концентрату ацетоном у співввідношенні фосфатидного концентрату і ацетону 1:2 на початковій стадії, а далі у співвідношенні 1:1, при температурі 50-55°С з наступним охолодженням суміші до кімнатної температури і декантуванням рідинної фази. Недоліком способу є неможливість одержання лецитину високої чистоти, використовуваного в якості біологічно активної добавки до раціону харчування для профілактики захворювань печінки та жовчного міхура (7), а також в якості емульгатора Ε 322 (8). Значна кількість домішків в лецитині, отриманого способом (6), пов'язана з неоптимальним співвідношенням фосфатидного концентрату і ацетону в процесі екстракції та нетехнологічністю проведення процесу в цілому. В наслідок цього в лецитині, отриманому способом (6), міститься до 4,1% домішків тригліцеридів та вільних жирних кислот. Задачею запропонованого винаходу є поліпшення фракційного складу лецитину шляхом оптимізації технологічного процесу його отримання. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виділення фосфоліпідів із фосфатидного концентрату, який полягає в обробці фосфатидного концентрату ацетоном при температурі 25-55°С, відповідно до винахіду на першій стадії олію из фосфа тидного концентрату екстрагують ацетоном у співвідношенні фосфатидний концентрат - ацетон 1:(3,7-4,0) масових часток з послідуючою фільтрацією, на другій стадії олію та вільні жирні кислоти із виділених фосфоліпідів екстрагують ацетоном у співвідношенні фосфоліпіди-ацетон 1:(5,6-6,6) масових часток с послідуючою фільтрацією, на третій стадії промивають фосфоліпіди 4 ацетоном у співвідношенні фосфоліпіди-ацетон 1: (0,8-0,94) масових часток з послідуючою фільтрацією. Відсутність домішків у лецитині утворюється за рахунок декількох факторів: екстракція олії (триглицеридів) із фосфатидного концентрату ацетоном в співвідношенні фосфатидний концентратацетон 1:(3,7-4,0) масових часток приводить до значного (~90%) розчинення масла в ацетоні на першій стадії екстракції. Послідуюча фільтрація дозволяє в повному об'ємі відділити ацетоновий розчин тригліцеридів від твердої фази фосфоліпідів, які після першої стадії містять залишки тригліцеридів та вільні жирні кислоти. Екстракція тригліцеридів та вільних жирних кислот із виділених на першій стадії фосфоліпідів ацетоном у співвідношенні фосфоліпіди-ацетон 1: (5,6-6,6) масових часток приводить до практично повному розчиненню залишків масла та вільних жирних кислот в ацетоні на другій стадії екстракції. Послідуюча фільтрація дозволяє в повному об'ємі відділити ацетоновий розчин залишків триглециридів та вільних жирних кислот від твердої фази фосфоліпідів. Промивка фосфоліпідів після другої екстракії ацетоном у співвідношенні фосфоліпіди - ацетон 1:(0,8-0,94) масових часток дозволяє повністю розчинити сліди тригліцеридів та вільних жирних кислот в ацетоні. Послідуюча фільтрація дозволяє повністю відділити ацетоновий розчин слідів тригліцеридів і вільних жирних кислот від твердої фази фосфоліпідів. Збільшення на першій стадії екстракції співвідношення фосфатидний концентрат-ацетон як 1: (3,7-4,0) веде до значних витрат ацетону та енерговитрат на його регенерацію, зниження цього відношення веде до збільшення вмісту тригліцеридів в твердій фазі, що в свою чергу призводить до різкого збільшення часу фільтрації та агломерації часток фосфоліпідів. Збільшення на другій стадії екстракції співвідношення фосфоліпіди - ацетон як 1:(5,6-6,6) веде до значних витрат ацетону та енергозатрат на його регенерацію, зниження цього відношення веде до збільшення вмісту тригліцеридів та вільних жирних кислот в твердій фазі, що в свою чергу приводить до різкого збільшення часу фільтрації та агломерації часток фосфоліпідів. Збільшення на третій стадії співвідношення фосфоліпіди-ацетон як 1:(0,8-0,94) веде до зайвих витрат ацетону та енерговитрат на його регенерацію, зниження цього відношення веде до побільшення залишків тригліцеридів і вільних жирних кислот в твердій фазі, що в свою чергу приводить до збільшення часу фільтрації, агломерації часток фосфоліпідів, збільшення часу їх сушки та, в результаті, до появи значної кількості домішків в кінцевому продукті. Проведення декантування рідинної фази замість фільтрації на всіх стадіях виділення фосфоліпідів із фосфатидного концентрату приводить до послідовного накопичення тригліцеридів та вільних жирних кислот в твердій фазі як за рахунок не проекстрагованих олії і вільних жирних кислот, так і за рахунок олії та вільних жирних кислот, розчин 5 81822 них в ацетоні, що приводить до різкого збільшення часу сушки кінцевого продукту, низького виходу лецитина за рахунок втрат на стадії просіювання, погіршення його фракційного складу. Слід підкреслити, що збільшення співвідношення фосфатидний концентрат-ацетон в порівнянні з способом (6), не приводить до зайвого розчинення фосфоліпідів в ацетоні, так як лецитин не розчиняється в ацетоні при любих співвідношеннях фосфатидний концентрат-ацетон (9). Суть запропонованого способу полягає у визначенні технологічних параметрів процесу знежирення фосфатидного концентрату шляхом його екстрагування ацетоном. Спосіб реалізується таким чином: Приклад 1 До 100г фосфа тидного концентрату додають 370г (468мл) ацетону (співвідношення фосфатидний концентрат - ацетон 1:3,7 масових часток), суміш нагрівають до температури 45°С і інтенсивно перемішують 5 хвилин. Потім суміш охолоджують до кімнатної температури і фільтрують. Одержують 74,94г осаду. До 74,94г осаду додають 420г (532мл) ацетону (співвідношення осад - ацетон 1:5 масових часток), суміш нагрівають до 45°С та інтенсивно перемішують 5 хвилин. Потім суміш охолоджують до кімнатної температури і фільтрують. Одержують 70г осаду. До 70г осаду додають 56г (71мл) ацетону (співвідношення осад - ацетон 1:0,8 масових часток), суміш інтенсивно перемішують при кімнатній температурі 5 хвилин і фільтрують. Осад висушують під вакуумом при температурі 30-35°С, потім просіюють через сито з діаметром отворів 1 мм і одержують 58,32г порошкоподібних фосфоліпідів жовто-коричневого кольору. Ацетоновий екстракт переганяють на лабораторній перегонній установці. Після відгонки ацетону одержують - 41,68 залишку, що містить тригліцериди, жирні кислоти Загальні витрати ацетону складають 846г (1071мл). Приклад 2 До 100г фосфа тидного концентрату додають 400г (506мл) ацетону (співвідношення фосфатидний концентрат - ацетон 1:4 масових часток), суміш нагрівають до температури 45°С і інтенсивно перемішують 5 хвилин. Потім суміш охолоджують до кімнатної температури і фільтрують. Одержують 74,86г осаду. До 74,86г осаду додають 494г (625мл) ацетону (співвідношення осад - ацетон 1:6,6 масових часток), суміш нагрівають до 45°С та інтенсивно перемішують 5 хвилин. Потім суміш охолоджують до кімнатної температури і фільтрують. Одержують 69,86г осаду. До 69,86г осаду додають 65,7г (83мл) ацетону (співвідношення осад - ацетон 1:0,94 масових часток), суміш інтенсивно перемішують при кімнатній температурі 5 хвилин і фільтрують. Осад висушують під вакуумом при температурі 30-35°С просіюють через сито з діаметром отворів 1мм і одержують 58,3г 6 порошкоподібних фосфоліпідів жовто-коричневого кольору. Ацетоновий екстракт перегоняють на лабораторній перегонній установці. Після відгонки ацетону одержують 41,7г залишку, що містить тригліцериди та жирні кислоти. Загальні витрати ацетону складають 959,7г (1214мл). Приклад 3 До 100г фосфа тидного концентрату додають 200г (253мл) ацетону (співвідношення фосфатидний концентрат - ацетон 1:2 масових часток), суміш нагрівають до температури 45°С і інтенсивно перемішують 5 хвилин. Потім суміш охолоджують до кімнатної температури і фільтрують. Одержують 75,2г осаду. До 75,2г осаду додають 225,6г (285,6мл) ацетону (співвідношення осад - ацетон 1:3 масових часток), суміш нагрівають до 45°С та інтенсивно перемішують 5 хвилин. Потім суміш охолоджують до кімнатної температури і фільтрують. Одержують 71г осаду. До 71г осаду додають 35,5г (45мл) ацетону (співвідношення осад - ацетон 1:0,5 масових часток), суміш інтенсивно перемішують 5 хвилин і фільтрують. Осад висушують під вакуумом при температурі 30-35°С. Одержують 61,8г осаду у вигляді грудок жовто-коричневого кольору. Після просіювання через сито з діаметром отворів 1мм залишається 12,37г порошкоподібних фосфоліпідів жовто-коричневого кольору. Ацетоновий екстракт перегоняють на лабораторній перегонній установці. Після відгонки ацетону одержують - 38,2г залишку, що містить тригліцериди, жирні кислоти. Загальні витрати ацетону складають 461,1г (583,6мл). Приклад 4 До 100г фосфа тидного концентрату додають 400г (506мл) ацетону (співвідношення фосфатидний концентрат - ацетон 1: 4 масових часток), суміш нагрівають до температури 45°С і інтенсивно перемішують 5 хвилин. Потім суміш охолоджують до кімнатної температури та декантують розчин з осаду. До осаду (см. пр. 2) додають 494г (625мл) ацетону, суміш нагрівають до 45°С та інтенсивно перемішують 5 хвилин. Потім суміш охолоджують до кімнатної температури і декантрують розчин з осаду. До осаду (см. пр. 2) додають 65,7г (83мл) ацетону, суміш інтенсивно перемішують 5 хвилин і фільтрують. Осад висушують під вакуумом при температурі 30-35°С. Одержують 60,94г осаду у вигляді грудок жовто-коричневого кольору. Після просіювання через сито з діаметром отворів 1мм одержують 55,7г порошкоподібних фосфоліпідів жовто-коричневого кольору. Ацетоновий екстракт перегоняють на лабораторній перегонній установці. Після відгонки ацетону одержують - 39,06г залишку, що містить тригліцериди, жирні кислоти. Загальні витрати ацетону складають 959г (1214мл). Фракційний склад отриманих фосфоліпідів приведено в таблиці 1. 7 81822 Спосіб реалізований на стандартному обладнанні. Оптимальними умовами для знежирення фосфатидного концентрату є: - співвідношення фосфатидного концентрату до ацетону 1:(3,7-4,0) масових часток на першій стадії екстракції з послідуючою фільтрацією; - співвідношення фосфоліпідів до ацетону 1:(5,6-6,6) масових часток на другій стадії екстракції з послідуючою фільтрацією; - співвідношення фосфоліпідів до ацетону 1:(0,8-0,94) масових часток при промивці на третій стадії з послідуючою фільтрацією. Використання запропонованого способу дозволить одержати лецитин без домішків, відповідаючий кращим світовим аналогам. Порівняння зразків лецитину (entoltes Sonnenblumenlecithin), одержаного запропонованим способом, з кращими зразками фірми Lucas Me yer AG, Германія (Topcithin 100 та Epikuron 100р), проведене у м. Гамбурзі показало (див. Фіг.), що по фракційному складу вони абсолютно 8 ідентичні, а по складу домішків - тригліцеридів та вільних жирних кислот (freie Fettsauren), зразки лецитину, одержані по заявленому способу, значно перевищують зарубіжні. Джерела інформації: 1. Патент ФРН №1047597, 1963р. 2. Патент України №45451, бюл. №4, 2002р. 3. Патент України №59244, бюл. №8, 2003р. 4. Краткая химическая энциклопедия, т.5, Изд. Советская энциклопедия, Μ., 1967г., с. 473-475. 5. Патент НДР №59555, 1968р. 6. Патент України №70870, бюл. 10, 2004р. 7. Лецитин в профилактике и лечении заболеваний печени и желчного пузыря, Г.А. Анохина, Проблемы питания и здоровья, с.27-28. 8. Постанова Кабінету Міністрів України №12 від 04.01.99р. «Про затвердження переліку харчових добавок, дозволених для використання у харчових продукта х». 9. Д.К. Шапиро. Практикум по биологической химии» (под ред. академика БССР А.С. Венера), Минск 1976, 287с. 9 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 81822 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601