Vynález řeší výrobu fytosterolového koncentrátu z rostlinných olejů, resp. z vedlejších produktů z výroby a zpracování těchto olejů, např. z dezodoračního kondenzátoru, a to způso—. bem, který se zakládá výlučně na fyzikálních operacích. Fytosteroly patří mezi steroldy, jsou to alkoholy, které mají v molekule 27 až 29 atomů uhlíku a jejich společným znakem je cyklopentanoperhydrofenanthrenový skelet. Některé steroly se připravují synteticky, výhodná je však příprava fytosterolových koncentrátů z rostlinných materiálů, např. z rostlinných olejů a 2 tálového oleje. Vhodnou surovinou k výrobě fytosterolových koncentrátů jsou vedlejší produkty vznikající při výrobě a zpracování rostliných olejů, např. dezodorační kondenzát.
Ten vzniká propíráním brýdových par rostlinným olejem při dezodoraci rostlinných olejů a tuků a obsahuje zpravidla 5 až 20 í hmot. volných i vázaných fytosterolů / dále jen fytosterolů/. Dalšími složkami jsou volné mastné kyseliny, triacylglyceroly, tokoferoly a menší množství dalších látek.
Známé způsoby přípravy fytosterolových koncentrátů z vedlejších produktů ze zpracování rostlinných olejů jsou založeny zejména na esterifikaci nebo zmýdelnění volných mastných kyselin a následné extrakci a krystalizací fytosterolů. Při postupu podle patentu USA 2 843 610 se dezodorační kondenzát zmýdelňuje přídavkem alkálie v metanolu, zmýdelněný podíl se pak štěpí minerální kyselinou, vzniklá olejová fáze se rozpustí v organickém rozpouštědle, ze kterého se fytosterolový koncentrát získává krystalizací. Patent USA č. 2 835 682 uvádí extrakci fytosterolové frakce zkapalněným uhlovodíkem, zmýdelnění obohacené frakce alkoholovým roztokem alkálie a vytěsnění fytosterolů přídavkem vody. Postup podle britského patentu č,. 1 164 769 je založen na tvorbě nerozpustných aduktů sterolů s některými solemi kovů.
Postup podle patentu USA č. 3 108 120 Využívá extrakci fytosterolů ze směsi s vápenným mlékem a ostatními doprovodnými látkám organickým rozpouštědlem. Postup podle patentu USA č. 4 044 031 vychází z nezmýdelnltelného podílu a podobných vedlejších produktů ze zpracování olejů a tuků. Výchozí surovina se rozpustí v rozpouštědle nemísitelném s vodou, načež se z roztoku vyextrahuje rytosterolová frakce, a sice směsí obsahující metanol, aceton a malé množství vody. Vlastní koncentrát se získává krystalizací za snížené teploty. Známy jsou i destilační postupy, které se zpravidla kombinují s extračními postupy a nebo destilační postupy užívané spíš k dělení směsí fytosterolů na jednotlivé komponenty, případně destilační postupy, které vedou ke koncentrátům s vysokým obsahem doprovodných látek, jako je tomu např. u postupu podle japonské přihlášky vynálezu 53-106 710 kde je specifikován koncentrát, u něhož je hmot. poměr fytosterol : tokoferol = 1:1 až 3:1.
Uvedené postupy mají řadu nevýhod, Při esterifikaci za přítomnosti minerální kyseliny může docházet k tvorbě nežádoucích vedlejších produktů, nehledě na to, že chemické operace celý postup komplikují. Rovněž použití směsných rozpouštědel není příliš výhodné, a to zejména z hlediska jejich regenerace.
Zmíněné nevýhody odstraňuje způsob výroby fytosterolového koncentrátu podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se z výchozí suroviny nejprve odstraní těkavé podíly vakuovou destilací při teplotě 180 až 220 °C a tlaku 10 až 100 Pa a v dalším stupni destilace se pak molekulární · estilací při teplotě 200 až 250 °C a tlaku 0,5 až 10 Pa získá destilát.
Ten se rozpustí v organickém rozpouštědle, např. v alifatickém alkoholu obsahujícím v molekule 1 až 5 atomů uhlíku, v dialkylketonu, ve chlorovaném uhlovodíku obsahujícím v molekule 1 až 2 atomy uhlíku, v alkylesteru kyseliny octové, v parafinickém uhlovodíku obsahujícím nejméně 6 atcmů uhlíku, v benzenu nebo ve směsi' obsahující některá z uvedených rozpouštědel nebo v jejich směsi s vodou, však v čistém acetonu. Vzniklý roztok se během 2 až 24 hodin ochlazuje na -1 až -30 °C,přičemž vykrystalují fytosteroly, které se oddělí, promývají vychlazeným rozpouštědlem, s výhodou acetonem o teplotě -1 až -30 cC. Následuje sušení promytého podílu při teplotě 20 až 50 °C a tlaku 0,1 až 0,01 MPa, případně úprava granulometrickéno složení vysušeného podílu mletím. Z promývacích roztoků se oddestiluje rozpouštědlo a destilační zbytek se přidává do výchozí suroviny nebo se promývací roztok použije jako úplná nebo částečná náhrada čistého rozpouštědla při rozpouštění destilátu, přičemž se ve vzniklém roztoku upravuje poměr rozpouštědla a rozpuštěných látek tak, aby na 1 hmot. díl rozpuštěných látek připadal 1 až 5 hmot. dílů rozpouštědla.
Výhoda způsobu výrobv fvtosterolcwého koncentrátu podle vynálezu spočívá v jeho poměrné jednoduchosti, je možno použít zařízení, která jsou běžná dostupná, nedochází k chemickým změnám fytosterolů ani k tvorbě nažádoucích vedlejších produktů. Postup vede ke vzniku bior logicky aktivních koncentrátů s obsahem přírodních fytosterolů. Způsob výroby je osvělten na následujících příkladech.
Příklad 1 □o dvoustupňové molekulární odparky se při nástřiku 100 kg za hodinu přiváděl dezodorační kondenzát na bázi bezrukového řepkového oleje obsahující 20,6 % hmot. fytosterolů, 33 % hmot. volných mastných kyselin, dále pak triacylglyoeroly, tokoferoly a menší množství dalších doprovodných látek, přičemž celkový obsah nezmýdelnitelného podílu činil 32,6 % hmot. V prvním stupni se odstranily těkavé podíly při teplotě 180 až 190 °C a tlaku 20 až 30 Pa. Ve druhém stupni byl připraven destilát při teplotě 220 až 230 °C a tlaku 0,5 až 1 Pa. Destilát se v šaržích po 100 až 200 kg rozpouštěl ve smaltovaném duplikátoru v trojnásobném hmotnostním množství acetonu. Obsah duplikátoru se během 14 hodin postupně ochladil na -18 °C a krystalický podíl, který z roztoku vypadl se po částech oddělil na vakuovém filtru. Každý díl odsátého krystalického podílu, tj. 5 až 10 kg se vždy 3 až 4krát prcmyl 15 kg acetonu o teplotě -18 °C. Aceton se pak z promývacího roztoku oddestiloval nejprve za atmosférického tlaku, zbytky pak za vakua v rotorové odparaoe. Destilační zbytek byl vrácen zpět na molekulární destilaci.
Promytý krystalický podíl byl vysušen na vzduchu při teplotě 35 °C a pak podroben mletí v kolíkovém mlýně tak, že zbytek na sítě s rozměrem ok 1 χ 1 mm nebyl větší než 5 % hmot. Získaný fytosterolový koncentrát byl prášek nažloutlé byrvy, který obsahoval 79,7 % hmot. fytosterolů a 2,7 % hmot. volných mastných kyselin, přičemž celkový nezmýdelnitelný podíl činil 92,8 % hmot. Výtěžek finálního produktu, vztaženo na výchozí surovinu, činil 8,4 % hmot., a to při výtěžnosti fytosterolů 33 % hmot.
Příklad2
Dezodorační kondenzát na bázi sójového oleje, který obsahoval 18,8 % hmot. fvrosterolů a 31,4 % hmot. volných mastných kyselin, a to při celkovém obsahu nezmýdelnitelného podílu
39.4 % hmot., byl zpracován postupem uvedeným v příkladu 1. Získaný práškový koncentrát obsahoval 81,8 % hmot. fytosterolů, 2,1 % hmot. volných mastných kyselin, celkový nezmýdelnitelný podíl byl 92,5 % hmot. Výtěžek finálního produktu, vztaženo na výchozí surovinu, ěinil 12,2 % hmot., přičemž výtěžnost fytosterolů byla 62,9 % hmot.
Příklad 3
Dezodorační kondenzát na bázi slunečnicového oleje obsahující 7,6 % hmot fytosterolů,
22.4 % dopravované látky, a to při celkovém nezmýdelnitelnČm podílu 26 % hmot., byl zpracován postup uvedeným v kladu 1, a to s tím rozdílem, že se k rozpuštění 30 kg destilátu použilo 200 kg prcmývacího roztoku z předcházejících šarží, který obsahoval 40 kg rozpouštěných látek a 160 kg acetonu. Získaný fytosterolový koncentrát obsahoval 78,5 % hmot. fytosterolů.
Výtěžek finálního produktu, vztaženo na výchozí surovinu, činil 6,8 % hmot., při výtěžnosti fytosterolů 70,9 % hmot.
Přikládá
Dezodorační kondenzát z bezrukového řepkového oleje, obsahující 22,8 % hmot. fytosterolů a 40,4 % hmot. volných mastných kyselin, celkový nezmýdelnitelný podíl 37,7 % hmot., byl zbaven těkavých podílů vakuovou destilací ve filmové rotové odparce při teplotě 205 až 210 °C a tlaku 40 až 50 Pa. V molekulární odparce byl potem získán destilát, a to při teplotě 230 až 235 °C a tlaku 2 až 4 Pa. Výkon každého destilačního stupně byl 500 až 600 g za hodinu.
4,5 kg destilátu se potom rozpustilo ve 13 kg acetonu. Roztok se během 24 hodin ochladil na -25 °C. Běžnou filtrací se získaly 2,3 kg krystalického podílu, který se několikrát promyl celkem 10 kg acetonu o teplotě -25 °C. Krystalický podíl se potom vysušil ve vakuové sušárně při 40 °C a za tlaku 0,01 MPA s následným mletím v kolíkovém mlýně. Práškový koncentrát obsahoval 91,7 % hmot. fytosterolů. Výtěžek finálního produktu, vztaženo na výchozí surovinu, činil 14,1 % hmot., přičemž výtěžeňost fytosterolů byla 50,0 % hmot.
Příklad 5
Dezodorační kondenzát z bezrukového řepkového oleje obsahující 20,2 í fytosterolů,
16,0 % volných mastných kyselin a další doprovodné áložky, a to při celkovém obsahu nezmýdelnitelného podílu 34,3 %, byl zpracován postupem uvedeným v příkladu 1 s tím rozdílem, že získaný destilát byl rozpuštěn v dvojnásobném hmotnostním množství směsi etylalkoholu a metyl- alkoholu / vzájemný hmotnostní poměr etylalkohol : metylalkohol = 1:1/ a krystalizace a promývání uvedennou směsi rozpouštědel probíhaly při tIO °c. Získaný fytosterolový koncentrát obsahoval 80,3 i fytosterolů, 0,3 % hmot. volných mastných kyselin, celkový nezmýdelnitelný podíl byl 90,2 %. Výtěžek finančního produktu, vztaženo na výchozí surovinu, činil 12,2 %, přičemž výtěžnost fytosterolů byla 52,9 % /všechna % v tomto příkladu jsou % hmotnostní/.
Příklad 6
Dezodorační kondenzát uvedený v příkladu 5 byl zpracován postupem podle příkladu 1 s tím rozdílem, že získaný destilát byl rozpuštěn v trojnásobném hmotnostním množství etylalkoholu a krystalizeoe a promývání etylalkoholem se prováděly při teplotě τ5 °C. Finální produkt obsahoval 78,5 % hmot. fytosterolů, 1,1 % hmot. volných mastných kyselin, přičemž celkový nezmýdelnitelný podíl činil 88,7 % hmot. Výtěžek finálního produktu, vztaženo na výchozí surovinu, činil 13,2 % hmot., a to při výtěžnosti fytosterolů 55,7 % hmot.
Příklad 7
Dezodorační kondenzát uvedený v příkladu 5 byl zpracován postupem podle příkladu 1 s tím rozdílem, že získaný destilát byl rozpuštěn ve čtyřnásobném hmotnostním množství rozpouštědla tvořeného 70 % hmot. metylalkoholu a 30 % hmot. etylalkoholu. Odlišná byla 1 krystalizace a promývání uvedeným .rozpouštědlem, které se přiváděly při teplotě -10 °C. Zíákaný fytosterolový koncentrát obsahoval 81,6 % hmot, fytosterolů, 0,7 % hmot. volných mastných kyselin, a to při celkovém nezmýdelnltelném podílu 91,8 % hmot. Výtěžek finálního produktu, vztaženo na výchozí surovinu, činil 11,8 % hmot., přičemž výtěžnost fytosterolů byla 51,3 % hmot.
Způsob výroby fytosterolového koncentrátu podle vynálezu se uplatní v tukovém průmyslu při zpracování vedlejších produktů z výroby rostlinných olejů. Fytosterolový koncentrát je použitelný jako přísada do potravin, kosmetických přípravků a jako surovina k přípravě jednotlivých fytosterolů, případně k výrobě dalších steroidů.