Verfahren zur Herstellung eines Konzentrates von ungesättigten Fettsäuren mit einem hohen Gehalt an Linolsäure und Linolensäure. Zahlreiche natürliche vegetabilische und tierische Öle und Fette enthalten therapeu tisch und kosmetisch wertvolle ungesättigte Fettsäuren bzw. ihre Derivate, die ihre hohe biologische Aktivität den vorhandenen C-C- Doppelbindungen und zum Teil der isomeren Struktur ihrer Moleküle verdanken.
Zu den wichtigsten Bestandteilen der als Vitamin F bekannten Konzentrate solcher organischen Verbindungen zählen aktive Formen der Linolsäure, der Linolensäure und der Araehi- donsäure. Es ist bekannt, dass mit Mischungen der genannten, biologisch besonders aktiven Verbindungen bessere therapeutische Resul tate sieh erreichen lassen als mit den einzeln angewendeten Komponenten.
Die Herstellung von Fettsäure-Konzentra ten mit Vitamin-F-Wirkung verlangt beson dere Massnahmen, um die Zersetzung der sehr empfindlichen biologisch aktiven Bestandteile des Ausgangsmaterials zu vermeiden. Die bis her bekannten Verfahren haben den Nachteil, recht umständlich und verhältnismässig kost spielig zu sein. Zweck vorliegender Erfindung ist, ein verbessertes Verfahren zu schaffen, welches in rationeller Weise gestattet, aus leicht zugänglichen pflanzlichen und tieri schen Ölen ein von Ballaststoffen weitgehend befreites Konzentrat von essentiellen unge sättigten Fettsäuren (Vitamin F) neben andern wertvollen Komponenten (#-Carotin, Phytosterin, Lecithin) zu gewinnen.
Als Ausgangsmaterial sind besonders sol che pflanzliche und tierische Öle geeignet, welche einen verhältnismässig hohen Gehalt an ungesättigten Fettsäuren aufweisen und bei Zimmertemperatur oder nur mässig er höhter Temperatur flüssig sind, z. B. Leinöl, Baumwollsamenöl, Sonnenblumenöl, Trauben- kernöl, Walnussöl, Maiskeimöl, Roggenkeimöl, Weizenkeimöl, ferner Lebertrane oder Mi- schungen verschiedener Öle genannter Art.
Für die Erzielung einer guten Ausbeute ist es selbstverständlich notwendig, da.ss die verwen deten Öle in keiner Weise denaturiert worden sind.
Die Erfindung bezieht sich also auf das an sich bekannte Verfahren zur Herstellung eines Konzentrates von ungesättigten Fett säuren mit. einem hohen Gehalt an: Linal- und Linolensäure, wobei man von diese Stoffe ent haltenden Fettsäiireglyzeriden ausgeht und sie verseift.
Erfindungsgemäss wird die Verseifimg unter Zusatz eines mit Wasser mischbaren, wasserhaltigen organischen Lösungsmittels, z. B. Aceton, Methanol, mit Hilfe' der in den Ausgangsstoffen enthaltenen eigenen Enzyme vorgenommen, worauf man das Reaktionsge misch mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel extrahiert, ansäuert, den Ex trakt zur Abseheidung der biologisch inakti ven Stoffe einer Tiefkühlung auf mindestens -10 C unterwirft,
in der Kälte filtriert und aus dem Filtrat durch Verdampfung des Lö sungsmittels die gewünschten Fettsäuren ge winnt.
Zweckmässig arbeitet man bei Zimmertem peratur oder mässig erhöhter Temperatur. Je nach Art, Provenienz, Vorbehandlung der verwendeten Öle variiert der für die enzyma tische Fettspaltung günstige pH-Wert zwi- sehen etwa 3,0 und 10,5. Es kann also sowohl in einem sauren als einem, alkalischen Medium verseift werden. Der für ein bestimmtes Aus gangsmaterial zweckmässige pH-Wert wird durch Laboratoriumsversuche festgestellt. Für Leinöl Hegt beispielsweise der zweckmässige pH-Wert zwischen 7,5 und 10,5, und das Öl wird vorzugsweise mit einem niedrigen Alko hol, z. B. Äthanol, und einer entsprechenden Menge Alkalilauge zu einer Emulsion aufge arbeitet, welche enzymatisch verseift wird.
Die Fettspaltung mit Hilfe der im Aus gangsmaterial gegenwärtigen Enzyme wird vorteilhaft ohne Wärmezufuhr durchgeführt. Meistens kann sie bei Raumtemperatur erfol gen, welche je nach Jahreszeit und den gege benen klimatischen Verhältnissen zwischen etwa 10 und 30 C liegt. Sollte ein bestimmtes Ausgangsmaterial zur glatten Verseifung eine Wärmezufuhr benötigen, so ist zu berücksich tigen, dass mit steigender Arbeitstemperatur die Gefahr wächst, durch eine schädliche Iso- merierung und Polymerisation die Ausbeute an biologisch aktiven Endprodukten zu beein trächtigen. Es wird also zweckmässig bei alka lischer Reaktion eine Arbeitstemperatur von etwa 50 C nicht überschritten.
Bei Verarbei tung von Ölen mit geringem Gehalt an eige nen Enzymen werden enzymreiche Öle dem Ausgangsmaterial beigemischt. Die Versei fung kann auch durch den Zusatz von anor ganischen Katalysatoren beschleunigt werden. Zur Verhinderung unerwünschter Oxyda tionen kann in einer inerten Gasatmosphäre, z. B. Stickstoff, verseift werden.
Die durchgeführte Verseifung, die auto enzymatisch erfolgt, liefert eine Mischung von freien Fettsäuren bzw. ihrer Alkalimetall salze, unverseifbaren Stoffen, Glycerin, Was- ser und dem verwendeten wasserlöslichen or- ganisehen Lösungsmittel. Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches geschieht zweckmässig wie folgt: Der Reaktionsmischung wird ein nicht wasserlösliches organisches Lösungsmittel, z. B. Petroläther, zugesetzt. Dies hat den Zweck, einerseits nichtverseifbare Stoffe, z. B.
therapeutisch wertvolle Faktoren, wie #-Caro- tin, Phytosterin, Lecithin, in Lösung zu brin gen und anderseits die Polymerisation unge sättigter Verbindungen und andere uner wünschte Nebenreaktionen zu verhindern. Dem Reaktionsgut wird bei Raumtemperatur die zur Zersetzung vorhandener Fettsäure salze benötigte Menge verdünnter Schwefel säure zugesetzt und das Ganze kräftig durch gemischt. Im Scheidetrichter trennt sich die Mischung in zwei Schichten. In der Ölphase befindet sieh das verwendete nicht Wasser lös- liehe Verdünnungsmittel und in der wässeri gen Phase das verwendete wasserlösliche orga nische Lösungsmittel neben Glycerin.
Die zwei Schichten werden sorgfältig abgetrennt. Aus der wässerigen Phase kann gegebenen falls durch Destillation und Rektifikation der vorzugsweise verwendete niedrige aliphatische Alkohol zurückgew onnen werden.
Die Ölphase enthält in organischer Lösung neben den biologisch aktiven ind therapeu tisch wertvollen organischen Verbindungen unerwünschte Proteine, Enzyme, gesättigte Fettsäuren, inaktive Ölsäure usw., das heisst Verunreinigungen und Ballaststoffe, die ent fernt werden müssen.
Die Reinigung der abgetrennten Ölphase kann in folgenden drei Arbeitsstufen erfol gen: 1. Die Ölphase wird intensiv mit einer wässerigen Lösung von freier Seh-#vefelsä.tlre oder eines Sulfates, z. B. Anunonsulfat, be handelt.
Hierdurch werden die ce-7enwärti-en Enzyme und tuieinvünsehte Proteine. durch Hydrolyse und Denaturierung entweder oder wasserlöslich gemacht Lind kön nen mit der im Sehieidetriehtez gebildeten wässerigen Schicht von der Ölphase abgezo gen werden. Die Ölphase wird sodann wieder- holt mit destilliertem Wasser ausgewaschen, bis das Waschwasser säurefrei bzw. salzfrei ist und z. B. über entwässertem Natriumsulfat getrocknet.
2. Die getrocknete Ölphase wird zwecks weiterer Reinigung mit einem geeigneten mineralischen Adsorptionsmittel, z. B. dem Markenprodukt Cellit , durchgesehüttelt und die Mischung abgenutseht.
3. Die abgetrennte Ölphase wird zwecks Beseitigung der gegenwärtigen gesättigten Fettsäuren, z. B. Stearinsäure, und der schwach ungesättigten Fettsäuren, z. B. Öl säure, mehrere Stunden tiefgekühlt. Dauer und Ausmass der Kühlung sind abhängig von Art und Menge der zu beseitigenden Frak tionen und dem. erwünschten Reinheitsgrad. Vielfach erweist sich eine Tiefkühltemperatur von -10 bis -20 C als ausreichend, doch können auch tiefere Temperaturen erforder lich sein. Nach etwa 6-24 Stunden wird in der Kälte das klare Öl dekantiert und die auskristallisierten Fettsäuren scharf abge- nutscht. Der erhaltene Filterkuchen ist ein technisch verwertbares Nebenprodukt.
Die gründlich gereinigte Ölphase wird zwecks Entfernung und Rückgewinnung des Lösungsmittels einer Destillation im Vakuum unterworfen. Hierbei wird zweckmässig ein Dünnschichtverdampfer verwendet, in einer inerten Gasatmosphäre gearbeitet, oder andere bekannte Massregeln angewendet zur Scho nung des empfindlichen Destilliergutes. Als Rückstand wird ein Konzentrat von, essen tiellen ungesättigten Fettsäuren neben andern therapeutisch werte ollen Bestandteilen des Ausgangsmaterials in Gestalt eines klaren, gelben Öls von mildem Geruch und Ge schmack erhalten.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des er findungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass: erstens ein Ausgangsmaterial genannter Art nach Zusatz von Wasser und eines was serlöslichen organischen Lösungsmittels unter Benutzung der fettspaltenden Eigenschaften der eigenen Enzyme bei einem den Anforde rungen des betreffenden Materials angepass ten pn-Wert und einer Arbeitstemperatur von höchstens 50 C verseift wird, zweitens, das Reaktionsgut nach Verdünnung mit einem nicht wasserlöslichen organischen Lösungs mittel mit viel Wasser und einer ausreichen den Menge an verdünnter Mineralsäure zur Zersetzung gegenwärtiger Salze von Fettsäu- ren behandelt wird,
wodurch die Mischung in eine Ölphase und eine wässerige Phase übergeführt wird, drittens die abgetrennte Ölphase mit wässeriger Schwefelsäure oder einer wässerigen Lösung von Ammonsulfat ausgewaschen wird, viertens, die trockene ge reinigte Ölphase durch Behandlung mit einem inerten mineralischen Adsorptionsmittel wei ter gereinigt wird, fünftens, die vom Absorp tionsmittel abgetrennte Ölphase einer Tiefküh lung auf mindestens -10 C unterworfen und die ausgeschiedenen Ballaststoffe in der Kälte von der Flüssigkeit.
abgetrennt werden, sech stens, die fertig gereinigte Ölphase im Va kuum abdestilliert wird, wobei als Rückstand das gewünschte Konzentrat von essentiellen ungesättigten Fettsäuren in Gestalt eines klaren gelben Öls von mildem Geruch und Geschmack erhalten wird.
Beispiel: 1000 g Leinöl, 1200 g wasserhaltiges Me- thanol. und 200 g Natronlauge 30 % wurden bei Raumtemperatur zu einer homogenen Emulsion aufgearbeitet.
Das Ganze wurde über Nacht stehengelassen zwecks Vervoll ständigung der bereits während der Herstel lung der Emulsion durch die gegenwärtigen Enzyme eingeleiteten Verseifung. Der Mit- schLing wurde als wasserunlösliches Lösungs mittel 800 g Pe.troläther zugesetzt.
Zur Über führung der durch die Natronlauge teilweise in ihre Natriumsalze umgewandelten, aus den Glyceriden abgespaltenen Fettsäuren wieder in die freien Fettsäuren, wurde das Reak tionsgut in einem Scheidetrichter mit etwa 2 Liter destilliertem Nasser und 75 cms ver dünnter Schwefelsäure (20 0/0) verset.2t, so dann das Ganze gut durchgeschüttelt. Es bil deten sich zwei Schichten, eine Ölphase und eine wässerige Phase. Die wässerige Phase, enthaltend Methanol und Glycerin in starker Verdünnung, wurde zur Seite gestellt und die Ölphase aufgearbeitet.
Die Ölphase wurde in eine weithalsige Flasche gegeben und nach Zusatz von ver dünnter Schwefelsäure (20 %) mit einem Rührwerk 5 Minuten kräftig durchgemischt und das Ganze sodann in einen Scheidetrich ter übergeführt, wobei sich zwei Schichten bil deten. Die wässerige Phase und eine sehlei mige Zwischenphase wurden von der Ölphase sorgfältig abgetrennt. Die von Enzymen und unerwünschten Proteinen befreite Ölphase wurde sodann wiederholt mit destilliertem Wasser ausgewaschen bis zur gänzlichen Ent fernung der Reste von Schwefelsäure. Die ab getrennte Ölphase wurde in eine Flasche ge geben und zwecks Beseitigung des Wasser gehaltes mit wasserfreiem Natriumsulfat ver setzt.
Zur weiteren Reinigung der von der ge bildeten Natriumsulfatlösung abgetrennten Ölphase wurde diese mit 70 g des Markenpro duktes Cellit kräftig durchgeschüttelt und das Adsorptionsmittel sodann abgenutscht.
Zur Abscheidung der in der Kälte aus kristallisierbaren Ballaststoffe (Stearinsäure, Ölsäure) wurde die Ölphase auf etwa -20 C während mehrerer Stunden abgekühlt. So dann wurde in der Kälte die klare Flüssigkeit vom Niederschlag dekantiert und der Rück stand scharf abgenutscht. Das Filtrat wurde mit der dekantierten Flüssigkeit vereinigt.
Zwecks Entfernung und Wiedergewin nung des Lösungsmittels wurde die von uner wünschten Bestandteilen befreite Ölphase sorgfältig im Vakuum abdestilliert, wobei als Rückstand das gewünschte Konzentrat essen tieller ungesättigter Fettsäuren erhalten wird, welches in kleinerer Menge auch andere phy- siologiscli aktive Komponenten enthielt.
Das Endprodukt war ein klares, gelbes Öl von mildem Geschmack und Geruch, wel ches, gegen Licht und Luftsauerstoff ge schützt, eine sehr gute Haltbarkeit aufwies.
Das erfindungsgemäss gewonnene Kon zentrat kann nachträglich auf ein Gemisch von biologisch aktiven Isomeren der Linol- und Linolensäure aufgearbeitet werden. Fer- ner kann es unter Bewahrung der vollen biologischen Aktivität in beliebige Derivate, wie beispielsweise Natrium, Kalium, Ammo nium oder Aminosalze, Äthyl-, Methyl-, Propyl- und andere Ester, sowie in Glyceride, Lipoide usw. übergeführt werden. Auch kön nen aus dem Konzentrat einzelne hochunge sättigte Fettsäuren isoliert werden.
Das erfindungsgemäss hergestellte Konzen trat kann prophylaktisch und therapeutisch per os verabreicht werden. Es kann zu Sal ben und Cremes für Hautapplikationen ver arbeitet werden und ist ein wertvoller Be standteil von kosmetischen Präparaten.