CS247761B1 - Způsob výroby fytosterolového koncentrátu - Google Patents

Abstract

Fvtosterolový koncentrát se vyrábí z vedlejších produktů vznikajících při výrobě a zpracování rostlinných olejů, např. z dezodoračního kondenzátu. Příprava zahrnuje pouze fyzikální operace, a to vakuovou destilací a krystalizací. Nejprve se dvoustupňovou vakuovou destilací připravuje destilát, který se rozpouští v organickém rozpouštědle, ochlazením roztoku vykrystalují fytosteroly, které se promývají a suší. Finální produkt obsahuje 75 až 95 % hmotnostních fytoste:- rolů.

Description

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.

Claims (4)

1. Způsob výroby fytosterolového koncentrátu destilací a krystalizací z vedlejších produktů z výroby a zpracování rostlinných olejů, vyznačený tím, že se výchozí surovina podrobuje dvoustupňové destilaci, při které se v 1. stupni odstraňují těkavé podíly při teplotě 180 až 220 °C a tlaku 10 až 100 Pa a ve 2. stupni se molikulární destilací při teplotě 200 až 250 °C a tlaku 0,5 až 10 Pa připravuje destilát, který se potom rozpouští v organickém rozpouštědle, přičemž na 1 hmotnostní díl destilátu připadá 1 až 5 hmotnostních dílů organického rozpouštědla, vzniklý roztok se během 2 až 24 hodin: postupně ochlazuje na teplotu -1 až -30 °C, přičemž se z roztoku vylučuje krystalický podíl, který se odděluje a potom promývá organickým rozpouštědlem o teplotě -1 až -30 °C při hmotnostním poměru krystalického podílu ku organickému rozpouštědlu 1:1 až 1:20 a prcmytý krystalický podíl se suší za teploty 20 až 50 °C a tlaku 0,1 až 0,01 MBa za vzniku produktu obsahujícího 75 až 95 i hmotnostních fytosterolů.

2. Způsob výroby fytosterolového koncentrátu podle bodu 1, vyznačený tím, že se z roztoku vzniklého, promývání odděleného krystalického podílu oddestiluje organické rozpouštědlo a destilační zbytek se přidává do výchozí suroviny.

3. Způsob výroby fytosterolového koncentrátu podle bodu 1, vyznačený tím, že se při rozpouštění destilátu používá místo čerstvého organického rozpouštědla roztok, který vznikl promýváním odděleného krystalického podílu, přičemž se ve vznikajícím roztoku zachovává hmotnostní poměr rozpouštěných látek ku organickému rozpouštědlu 1:1 až 1:5.

4. Způsob výroby fytosterolového koncentrátu podle bodu 1, 2 a 3, vyznačený tím, že se jako organické rozpouštědlo používá aceton nebo etylalkohol nebo směs etylalkoholu a metylalkoholu, která obsahuje maximálně 70 % hmotnostních metylalkoholu, výhodně 50 % hmotnostních metylalkoholu.