CN111315855B - 从鱼油废渣中提取胆固醇的改进方法 - Google Patents

从鱼油废渣中提取胆固醇的改进方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111315855B
CN111315855B CN201880028655.6A CN201880028655A CN111315855B CN 111315855 B CN111315855 B CN 111315855B CN 201880028655 A CN201880028655 A CN 201880028655A CN 111315855 B CN111315855 B CN 111315855B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cholesterol
fish oil
oil waste
calcium bromide
improved process
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880028655.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111315855A (zh
Inventor
阿努帕马·达察
普拉桑特·纳格瑞
贾格迪什·塔莫尔
斯里纳特·特瑞维克拉姆
加亚南·德冈加
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fermentation Biotechnology Co ltd
Original Assignee
Fermentation Biotechnology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fermentation Biotechnology Co ltd filed Critical Fermentation Biotechnology Co ltd
Publication of CN111315855A publication Critical patent/CN111315855A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111315855B publication Critical patent/CN111315855B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07J—STEROIDS
    • C07J9/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of more than two carbon atoms, e.g. cholane, cholestane, coprostane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C1/00—Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids
    • C11C1/02—Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids from fats or fatty oils
    • C11C1/025—Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids from fats or fatty oils by saponification and release of fatty acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/56—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by isomerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C1/00—Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids
    • C11C1/08—Refining
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/74—Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种从鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法。所获得的药物级胆固醇可用作制备维生素D3的前体。

Description

从鱼油废渣中提取胆固醇的改进方法
技术领域
本发明涉及从鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法。如此获得的药物级胆固醇可用作制备维生素D3的前体。
背景技术
胆固醇，IUPAC名称为(3β)-胆甾-5-乙二胺-3-醇，其系统名称为2,15-二甲基-14-(1,5-二甲基己基)四环[8.7.0.02'7.011'15]廿七烷-7-乙二胺-5-醇，是一种在某些食物中发现并在体内制造的蜡状物质，它可作为类固醇激素、胆汁和维生素D生物合成的前体。
胆固醇存在于蛋黄，器官肉，虾，鱿鱼，牛肉，猪肉，家禽，鱼，羊毛脂，全脂乳制品，黄油，硬质人造黄油，猪油，椰子油，酥油(澄清黄油)，蔬菜酥油、棕榈油中。这些来源通常含有游离形式的胆固醇以及酯化形式的胆固醇。最重要的胆固醇来源是羊毛脂，它是从绵羊的羊毛中提取的。然而，因为游离酸和醇可形成各种酯，羊毛脂中脂肪酸的组成具有复杂的性质，因此胆固醇的提取是麻烦且昂贵的。
粗鱼油主要含有甘油三酯，其占组合物的约90％。其它平衡组分包括偏甘油酯(即甘油单酯或甘油二酯)、游离脂肪酸、磷脂和作为不可皂化部分的化学品组，其包括胆固醇-甾醇、甘油醚、脂肪醇、维生素和氧化色素。不可皂化部分的含量随季节和饲养条件而变化，并且在2-8％的范围内变化。
来自鱼精炼工业的鱼油废渣含有有用的产品，例如胆固醇，蛋白质和酶以及其他脂肪酸。由于胆固醇作为维生素D3生产中的前体的重要性，鱼油和鱼油废渣(去除多不饱和脂肪酸后)构成鱼油工业的废物流，现在被认为是胆固醇的替代来源。
EP0255824公开了一种生产精制鱼油浓缩物的工艺，该精制鱼油浓缩物按重量计含有至少20％二十碳五烯酸(EPA)和至少35％二十二碳六烯酸(DHA)、胆固醇和有用副产品。EP'824中公开的工艺具体涉及获得精制鱼油浓缩物，并且将胆固醇作为副产品分离。在EP'824中使用尿素以形成沉淀出来的脂肪酸烷基酯的加合物，使用溶剂从滤液中结晶出不与尿素形成加合物的胆固醇。
WO2016096989公开了一种从鱼油中提取胆固醇的方法，该方法在NaOH/KOH存在下皂化鱼油然后在30℃以上用至少一种非水混溶性溶剂(例如脂肪族或芳香族烃)萃取。这个过程包括反复的溶剂萃取、结晶和反洗以提取胆固醇。WO'989中描述的方法是多步骤繁琐的溶剂萃取方法，需要大量的溶剂。总产率(w/w与鱼油相比)和纯度低。
鉴于上述情况，本发明开发了一种改进的方法，用于从富含胆固醇(游离形式和酯化形式)的鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇。
发明内容
综上所述，本发明提供了一种从鱼油废物中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法，该方法包括：
ⅰ.以4-二甲基氨基吡啶作为催化剂，将鱼油废渣皂化，然后用酸性水溶液中和，得到无酯胆固醇；
ⅱ.将皂化物在2-丁酮中加热，相分离后，加入溴化钙在高温下得到胆固醇加合物；
ⅲ.从加合物中分离胆固醇，然后从甲醇中再结晶，得到纯胆固醇。
在一个方面，含甾醇的物料与溴化钙的比率在1:1到1:10的范围内，优选为1:1到1:5，更优选为1:1。
在一个方面，通过本发明方法获得的胆固醇是高纯度的，其高效液相色谱纯度在95-97％范围内，可以用作制造维生素D3的前体。
具体实施方式
生物材料来源：鱼油废弃物是从各种含有多不饱和脂肪酸(PUFA's)和胆固醇的鱼类中提取的鱼油中得到的。
鱼油主要含有有营养价值的多不饱和脂肪酸(PUFA's)，以及偏甘油酯(即单甘油或甘油二酯)、磷脂和大约1-3％的胆固醇。多不饱和脂肪酸通过已知的方法(如提取、蒸馏等)从鱼油中提取出来。去除多不饱和脂肪酸后的残渣是含有5-50％的胆固醇的鱼油残渣，胆固醇的含量取决于鱼油废渣中游离的或酯和高沸点的鱼油的量。鱼油废渣通常被丢弃或焚烧。
因此，本发明者认为，富含胆固醇的鱼油废渣可作为提取胆固醇的潜在原料，胆固醇是生物转化反应的重要前体。为了满足制药级胆固醇生产的工业要求，扩大原料基础，本发明提供了一种从经过鱼油分子蒸馏后得到的富含胆固醇(游离胆固醇和酯化胆固醇)的鱼油废料中以高产量和纯度提取胆固醇的改进方法。
在一个实施方案中，从鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法的特征在于包括以下步骤：
ⅰ.以4-二甲基氨基吡啶作为催化剂，将鱼油废渣皂化，然后用酸性水溶液中和，得到无酯胆固醇；
ⅱ.将皂化物在2-丁酮中加热，相分离后，加入溴化钙，在高温下得到胆固醇加合物；
ⅲ.从加合物中分离胆固醇，然后从甲醇中再结晶，得到纯胆固醇。
因此，以0.5-50克的4-二甲胺基吡啶作为催化剂，在碱性基(如氢氧化钠)中对每克含0.4-0.6克胆固醇(游离的和酯化的)的鱼油废渣进行皂化。皂化在低级醇如甲醇中进行。将混合物回流约0.5-6小时。大约一小时后，通过将温度升高到70-80℃将溶剂蒸馏出来。
在相同温度下使用20-25％的硫酸中和混合物。加入水，然后加入2-丁酮，将反应物料在50-80℃下搅拌10-90分钟。分离有机层和水层。在水层中洗去ω酸和所有其它残留的酸/杂质，并用饱和盐溶液进一步洗涤母液以除去任何痕量的水。在90-95℃的温度下加热蒸发有机溶剂。在相同温度下进一步加入2-丁酮，将含有甾醇的反应物质冷却至65-70℃。
在本发明方法的一个实施方案中，从碱金属或碱土金属卤化物、硝酸盐、硫酸盐，优选卤化物(如溴化钙)中选择量为50-500克的无机盐加入上述冷却的反应物料中，并加热，得到无酯甾醇加合物。加热温度保持在25-80℃，优选40-80℃，更优选60-75℃，保持7-16小时。加热约8小时后，将反应物质冷却至约30℃，过滤，用2-丁酮洗涤。将含有甾醇的固体残余物进一步悬浮在甲醇中并回流3-4小时，冷却至35℃，在相同温度下再保持3-4小时，过滤并用甲醇洗涤除去无机盐。
将无盐固体残余物进一步悬浮于脂肪烃或芳香烃，例如己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、乙基甲苯等中；优选地，将甲苯和混合物加热到40-50℃以去除任何其他杂质。将悬浮液过滤并用甲苯洗涤。去除残余固体，并在60-70℃真空下蒸发整个滤液，即含有胆固醇的有机层，并进一步用甲醇处理以去除残余甲苯。通过添加甲醇并在60-70℃下加热反应混合物1-5小时进一步纯化粗胆固醇。将反应物质冷却至30-35℃并保持2-6小时，过滤固体，洗涤，真空干燥以获得纯胆固醇。
在一个实施例中，甾醇与溴化钙的比率在1:1到1:10的范围内，优选1:1到1:5之间，更优选为1:1。
在本发明的皂化反应中使用4-二甲基氨基吡啶作为催化剂，可增强胆固醇中酯化基团的水解，从而产生游离甾醇。反应可以在更短的时间内在不高于所用溶剂沸点的温度下进行。
诸如溴化钙的无机盐选择性地与胆固醇形成加合物，其可以容易地从溶剂中分离出来。反应在升高的温度下进行，这缩短了反应的持续时间。本发明方法中的加合物形成减少了现有技术方法中用来提取胆固醇的溶剂的过量使用。因此，本方法具有成本效益并且在工业上可行。
在一个实施例中，通过本发明的方法从鱼油废物产品中提取的胆固醇的特征在于其高效液相色谱纯度为95-97％。
在另一个实施例中，通过本发明方法获得的胆固醇可以通过本领域已知的方法用作制备维生素D的前体，优选通过25-羟基胆固醇制备D3。
在另一个实施例中，胆固醇提取后的残余物用作生物燃料。
在有利的实施例中，本发明提供了以简单且经济有效的方式从替代来源——例如富含胆固醇(游离形式和酯化形式)的鱼油废渣中以高产量和纯度提取胆固醇。
提供示例以说明本发明公开的特定方面，并且不限制本发明的范围。
示例1：来自鱼油的胆固醇
将400克鱼油废物(每克鱼油废物含有0.4-0.6克胆固醇(游离和酯化形式))悬浮于400毫升甲醇中。加入40克氢氧化钠和1克4-二甲基氨基吡啶，将反应物料回流1小时。1小时后，在70-75℃下蒸馏甲醇。在75℃下，加入600毫升25％硫酸和300毫升水。添加600毫升2-丁酮，将反应物料在75℃下搅拌30分钟。分离有机层和水层。用3x100 ml饱和盐溶液洗涤有机层。在90-95℃下蒸发2-丁酮。
进一步的，将800ml的2-丁酮加入到上述反应物料中，冷却至65-70℃。加入190克溴化钙，在65-70℃加热8小时。将反应冷却至30℃，过滤，用100ml 2-丁酮洗涤。将固体残余物悬浮在600ml甲醇中，回流3小时。将反应混合物冷却至35℃，在相同温度下保持3小时，过滤并用150ml甲醇洗涤。
将固体残渣悬浮在1080ml甲苯中，加热至45-50℃，过滤并用100ml甲苯洗涤。整个滤液，即含有胆固醇的甲苯层，在65-70℃的真空下蒸发。用100毫升甲醇处理残渣，去除残留的甲苯。进一步添加400ml甲醇并加热至65℃，在相同温度下保持2小时。将反应物质冷却至30-35℃并保持2小时。过滤固体并用100毫升甲醇洗涤。将分离出的固体在65-70℃的真空下干燥，得到用高效液相色谱法测定的高纯度胆固醇。
产量：200-220克
％产量(w/w与鱼油废物相比)：≥50％
高效液相色谱纯度：95％
应理解，上述描述旨在说明性而非限制性。本领域技术人员在回顾所述描述后，会发现许多实施例。因此，不应参照上述说明来确定本发明的范围，而应参照所附权利要求以及该等权利要求所享有的全部等效范围来确定。

Claims (5)

1.一种从富含胆固醇的鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法，其特征在于，所述方法包括：
ⅰ.以4-二甲基氨基吡啶为催化剂皂化鱼油废渣，再用酸性水溶液中和，得到无酯胆固醇；
ⅱ.将皂化物在2-丁酮中加热，相分离后，加入溴化钙，将溴化钙和含甾醇的反应物料的混合物加热至25-80℃得到胆固醇加合物；
ⅲ.从加合物中分离胆固醇，然后从甲醇中再结晶，得到纯胆固醇；
所述皂化在低级醇中进行，将混合物回流0.5-6小时，一小时后，通过将温度升高到70-80℃将溶剂蒸馏出来。
2.根据权利要求1所述的改进方法，其中胆固醇与溴化钙的比例在1:1到1:10之间。
3.根据权利要求2所述的改进方法，其中胆固醇与溴化钙的比例为1:1。
4.根据权利要求1所述的改进方法，其中将步骤（ⅱ）中的溴化钙和含甾醇的反应物料的混合物加热至65-70℃。
5.根据权利要求1所述的改进方法，其中所述胆固醇的特征是其高效液相色谱纯度为95-97％。
CN201880028655.6A 2017-09-14 2018-09-12 从鱼油废渣中提取胆固醇的改进方法 Active CN111315855B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN201721032632 2017-09-14
IN201721032632 2017-09-14
PCT/IN2018/050592 WO2019053744A1 (en) 2017-09-14 2018-09-12 IMPROVED CHOLESTEROL EXTRACTION PROCESS FROM RESIDUES OF FISH OIL WASTE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111315855A CN111315855A (zh) 2020-06-19
CN111315855B true CN111315855B (zh) 2023-07-25

Family

ID=65723610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880028655.6A Active CN111315855B (zh) 2017-09-14 2018-09-12 从鱼油废渣中提取胆固醇的改进方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11718640B2 (zh)
EP (1) EP3625317B1 (zh)
JP (1) JP7177081B2 (zh)
CN (1) CN111315855B (zh)
MX (1) MX2019013404A (zh)
WO (1) WO2019053744A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2016262315B2 (en) 2015-05-13 2020-09-03 Epax Norway As Very long chain polyunsaturated fatty acids from natural oils
US10836701B2 (en) 2019-04-04 2020-11-17 Alejandro Markovits Rojas Fish oil cholesterol
CN114644671A (zh) * 2022-04-15 2022-06-21 安徽丰本生物科技有限公司 一种胆固醇粗品的提纯方法
CN114751952A (zh) * 2022-05-17 2022-07-15 安徽丰本生物科技有限公司 富集甾体醇生产工艺
WO2024018254A1 (en) * 2022-07-19 2024-01-25 American Bioprocess Limitada Cholesterol recovery from fish oil residues

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1164769A (en) * 1967-05-11 1969-09-24 Konink Veenendaalsche Sajet En A Process for extracting Sterols
US3541069A (en) * 1968-04-29 1970-11-17 Du Pont Preparation of highly alcoholyzed polyvinyl alcohol
JP2015193553A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 住友化学株式会社 シクロアルカンジカルボン酸の製造方法
WO2016096989A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Dsm Ip Assets B.V. Method of extracting cholesterol from fish oil residue
CN107141331A (zh) * 2017-07-07 2017-09-08 赵厚发 一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1164769A (en) * 1914-04-20 1915-12-21 Harry A Chadwick Differential gearing for motor-vehicles.
JPS4955700A (zh) * 1972-10-03 1974-05-30
JPS5015803A (zh) * 1973-06-12 1975-02-19
JPS5315308A (en) * 1976-07-27 1978-02-13 Nippon Oil & Fats Co Ltd Collection of fatty acid esters and cholesterol
NO157302C (no) 1985-12-19 1988-02-24 Norsk Hydro As Fremgangsmaate for fremstilling av et fiskeoljekonsentrat.
US7754643B2 (en) 2005-10-07 2010-07-13 Council Of Scientific & Industrial Research Transesterification catalyst and a process for the preparation thereof
WO2009133846A1 (ja) 2008-04-28 2009-11-05 国立大学法人山口大学 脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び脂肪酸アルキルエステルの製造用触媒
US20110207952A1 (en) 2010-02-22 2011-08-25 Rafael Avila Cholesterol extraction from algae and preparation of vegan vitamin d3

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1164769A (en) * 1967-05-11 1969-09-24 Konink Veenendaalsche Sajet En A Process for extracting Sterols
US3541069A (en) * 1968-04-29 1970-11-17 Du Pont Preparation of highly alcoholyzed polyvinyl alcohol
JP2015193553A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 住友化学株式会社 シクロアルカンジカルボン酸の製造方法
WO2016096989A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Dsm Ip Assets B.V. Method of extracting cholesterol from fish oil residue
CN107141331A (zh) * 2017-07-07 2017-09-08 赵厚发 一种海洋生物副产品中胆固醇的提取方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪多仁.络合法.《绿色发酵与生物化学品》.科学技术文献出版社,2007,第308页. *
沈新安.常用的碱类.《药物合成技术》.河海大学出版社,2006,第117页. *

Also Published As

Publication number Publication date
JP7177081B2 (ja) 2022-11-22
US20210139527A1 (en) 2021-05-13
WO2019053744A1 (en) 2019-03-21
MX2019013404A (es) 2020-11-06
US11718640B2 (en) 2023-08-08
CN111315855A (zh) 2020-06-19
EP3625317B1 (en) 2024-02-07
JP2021501808A (ja) 2021-01-21
EP3625317A4 (en) 2021-03-03
EP3625317A1 (en) 2020-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111315855B (zh) 从鱼油废渣中提取胆固醇的改进方法
US5627289A (en) Recovery of tocopherol and sterol from tocopherol and sterol containing mixtures of fats and fat derivatives
US9221869B2 (en) Recovery of phytosterols from residual vegetable oil streams
CA2822314C (en) Concentrate of omega 3
WO1987003899A1 (en) A refined fish oil concentrate and the production process for sample
WO2008086589A1 (en) Process for separating saturated and unsaturated fatty acids
EP3847152A2 (en) Fish oil cholesterol
DK2332901T3 (en) Process for the preparation of conjugated fatty acids and esters thereof
WO2007068137A1 (fr) Procede pour la preparation de biodiesel
US20070167417A1 (en) Process for the production of a sterol-rich composition
US20230365615A1 (en) Process of obtaining cholesterol present in fish oil
CN118206605A (zh) 从鱼油中提取胆固醇的方法
SU1581737A1 (ru) Способ получени концентрата этиловых эфиров эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant