DD261805A1 - FISH CONCENTRATE AND MANUFACTURING PROCESS THEREFOR - Google Patents
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- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B3/00—Refining fats or fatty oils
- C11B3/001—Refining fats or fatty oils by a combination of two or more of the means hereafter
Abstract
Erfindungsgemaess wird aus Fischabfallprodukten ein raffiniertes Fischoelkonzentrat hergestellt, das aus etwa 25 Gew.-% Eikosapentaenonsaeure und 35 Gew.-% Dokosahexaenonsaeure sowie aus einem Rest ungesaettigten Fettsaeureverbindungen, vorwiegend in Form von Alkylestern von niederen Alkoholen besteht. Sie werden erfindungsgemaess hergestellt, indem die Fett/Fettsaeurefraktion des Fischoelproduktes bei Zimmertemperatur mit einem niederen Alkohol in einer alkalischen Umgebung verestert wird und der resultierende Alkylester anschliessend durch einen Ueberschuss an Harnstoff ausgefaellt wird bei 0C. Das ausgefaellte Harnstoff-Fettsaeurealkylesteraddukt wird abgetrennt. Der Rest, der vorwiegend die essentiellen v 3-Fettsaeureester enthaelt, wird mit einem Loesungsmittel extrahiert und anschliessend das Loesungsmittel abgetrennt. Das resultierende Konzentrat enthaelt v 3-Fettsaeurealkylester.According to the invention fish waste products are used to produce a refined fish oil concentrate which consists of about 25% by weight of eicosapentaenoic acid and 35% by weight of docosahexaenone acid and one residue of unsaturated fatty acid compounds, predominantly in the form of alkyl esters of lower alcohols. They are produced according to the invention by esterifying the fatty / fatty acid fraction of the fish oil product at room temperature with a lower alcohol in an alkaline environment and then precipitating the resulting alkyl ester by an excess of urea at 0C. The precipitated urea fatty acid alkyl ester adduct is separated off. The remainder, which mainly contains the essential v 3 fatty acid esters, is extracted with a solvent and then the solvent is separated off. The resulting concentrate contains v 3 fatty acid alkyl esters.
Description
M-M-
Vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines raffinierten Fischölkonzentrates. Im Raffinationsprozeß werden Cholesterol und nützliche Nebenprodukte wie Harnstoffaddukte von Fettsäureverbindungen neben höheren ungesättigten Fettsäuren hergestellt»The present invention relates to methods of producing a refined fish oil concentrate. In the refining process, cholesterol and useful by-products such as urea adducts of fatty acid compounds are produced in addition to higher unsaturated fatty acids »
Erfindungsgemäß wird das Fischölkonzentrat hergestellt aus Fischabfallprodukten. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die fettlöslichen Anteile der Abfallprodukte verarbeitet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch für andere raffinierte Fischöle angewendet werden, wie sie beispielsweise in der Industrie zur Herstellung von Fischerzeugnissen anfallen.According to the invention, the fish oil concentrate is prepared from fish waste products. With the method according to the invention, the fat-soluble fractions of the waste products are processed. However, the method according to the invention can also be used for other refined fish oils, such as those obtained in industry for the production of fish products.
Es ist.bekannt, daß Abfallprodukte aus der Fischveredelungsindustrie brauchbare Produkte enthalten, u. a. Fettsäuren, Cholesterol, Proteine und Enzyme. Sie sind entweder fettlöslich oder wasserlöslich. Diese Abfallprodukte werden in der Regel als Fischinnereien bezeichnet.It is known that waste products from the fish processing industry contain useful products, including: a. Fatty acids, cholesterol, proteins and enzymes. They are either fat-soluble or water-soluble. These waste products are usually referred to as fish guts.
Durch die Verarbeitung der Fischinnereien kann der wasserlösliche Anteil, welcher Prote'ine und Enzyme enthält, vom fettlöslichen Anteil getrennt werden. Vorliegende Erfindung betrifft nur den fettlöslichen Teil des Abfallprodukts, sie kann aber auch für andere raffiniert© Fischöle angewendet werden, wie sie beispielsweise in der Industrie zurBy processing the fish innards, the water-soluble portion, which contains proteine and enzymes, can be separated from the fat-soluble portion. The present invention relates only to the fat-soluble portion of the waste product, but it may also be applied to other refined fish oils, such as those used in the industry
-UZ87- 477559-UZ87- 477559
Herstellung von Fischerzeugnissen anfallen. Nachstehend wird das als Fischölerzeugnis bezeichnet.Production of fish products. Hereinafter referred to as fish oil product.
Es ist bekannt, daß bestimmte essentielle Fettsäuren in Fischöl medizinische Wirkung haben und zur Vorbeugung und Behandlung bei thrombotischen Erkrankungen eingesetzt werden, beispielsweise bei der ischämischen Herzkrankheit. Außerdem senken diese Verbindungen den Cholesterolgehalt des Blutes·It is known that certain essential fatty acids have medicinal properties in fish oil and are used for the prevention and treatment of thrombotic diseases, for example in ischemic heart disease. In addition, these compounds lower the cholesterol content of the blood.
Von den genannten Fettsäuren können die folgenden als für die genannten medizinischen Zwecke geeignet spezifiziert werden: Eikosapentaenonsäure (EPA) und Dokosahexaenonsäure (DHA). Beide Fettsäuren sind CJ -3-Fettsäuren der C-20- und C-22-Säuren, Ihre Nomenklatur nach dem IUPAC-System ist:Of the fatty acids mentioned, the following may be specified as suitable for the medical purposes mentioned: eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA). Both fatty acids are CJ-3 fatty acids of C-20 and C-22 acids, their nomenclature according to the IUPAC system is:
für die Eikosapentaensonsäure (EDA)for eicosapentaenoic acid (EDA)
cis-5,8,lltl4,17-.Eikosapentaenonsäure und für die Dokosahexaenonsäure (DHA) cis-4,7,10 ,13,16,19-Dokosahexaenonsäure, cis-5,8, ll t l4,17-eicosapentaenoic acid and for docosahexaenoic acid (DHA) cis-4,7,10, 13,16,19-docosahexaenoic acid ,
was abgekürzt wird auf Eikosapentaenonsäure 20:56)3 und Dikosahexyenonsäure 22:6 6)3which is abbreviated to eicosapentaenoic acid 20:56) 3 and dikosohexyenoic acid 22: 6 6) 3
wobei 20 und 22 die Anzahl der C-Atome im Molekül der Fettsäure angeben, 5 und 6 die Anzahl der ungesättigten Bindungen bezeichnen und 633 aussagt, daß sich die letzte ungesättigte Bindung in einem Abstand von 3 Kohlenstoffatomen von der -Position befindet.wherein 20 and 22 indicate the number of C atoms in the molecule of the fatty acid, 5 and 6 denote the number of unsaturated bonds, and 633 indicates that the last unsaturated bond is at a distance of 3 carbon atoms from the position.
Nachstehend werden die Beschreibungen EPA und 20:5 CJ 3 für die Eikosapentaenonsäure und DHA und 22:6Q3 für die Dokosahexaenonsaure verwendet.Descriptions EPA and 20: 5 CJ 3 for eicosapentaenoic acid and DHA and 22: 6 Q3 for docosahexaenoic acid are used below.
Der fettlösliche Teil von Kabeljauinnereien enthält in der Regel 10 - 25 % der essentiellen Fettsäureverbindungen EPA und DHA sowie 2 - 4 % Cholesterol. Der Rest besteht vor allem aus Fettsäureverbindungen mit einer geringeren Sättigung, beispielsweise reinen Fettsäuren oder deren Glyzeriden.The fat-soluble part of cod liveries usually contains 10-25 % of the essential fatty acid compounds EPA and DHA and 2-4 % cholesterol. The remainder consists mainly of fatty acid compounds having a lower saturation, for example pure fatty acids or their glycerides.
Es ist seit langem bekannt, daß die einfachste Form zur Trennung von Fettsäuren die Extraktion oder Destillation ist, wenn sie in Form von Estern auftreten, beispielsweise als Methyl- oder Ethylester. Vor der Behandlung müssen fettige Abfallprodukte von der Fischindustrie einer trans-Veresterung und Veresterung unterzogen werden, beispielsweise mit Methanol zur Erzeugung von Fettsäuremethylestern.It has long been known that the simplest form for the separation of fatty acids is extraction or distillation when they occur in the form of esters, for example as methyl or ethyl esters. Prior to treatment, greasy waste products from the fish industry must undergo trans-esterification and esterification, for example with methanol to produce fatty acid methyl esters.
Dieses Grundmaterial ist durchaus geeignet für die weitere Abtrennung von essentiellen Fettsäureverbindungen und Cholesterol aus den verbleibenden, weniger wichtigen Fettsäureverbindungen.This base material is quite suitable for the further separation of essential fatty acid compounds and cholesterol from the remaining, less important fatty acid compounds.
In der US-PS 4 145 446 wird eine Methode zur Ausfällung von Fettsäureverbindungen in einem Ausgangsmaterial durch Harnstoff beschrieben. Der Zweck besteht darin, ein Produkt zu erhalten, welches Proteine und Fette enthält und als Futter geeignet ist. Die Produktion des Harnstoffaddukts wird herbeigeführt durch eine Lösung von geschmolzenem Harnstoff bei 60 - 140 C, der geschmolzene Fettsäure oder ein GemischU.S. Patent 4,145,446 discloses a method of precipitating fatty acid compounds in a starting material by urea. The purpose is to obtain a product which contains proteins and fats and is suitable as feed. The production of the urea adduct is brought about by a solution of molten urea at 60-140 ° C, the molten fatty acid or a mixture
von Fetten zugesetzt werden, die auf eine Temperatur von bis 105 0C erhitzt wurden, so daß das Verhältnis von Fett/ Fettsäuren zu Harnstoff zwischen 40/60 und 60/40 Gewichtseinheiten beträgt«of fats heated to a temperature of 105 0 C, so that the ratio of fat / fatty acids to urea is between 40/60 and 60/40 weight units. "
Ein anderes Patent, SU-PS 950 393, beschreibt ein Verfahren für die Herstellung von Cholesterol aus beispielsweise Fischabfallprodukten durch Hydrolysieren der Fettsäureverbindungen und deren Umwandlung in Seifen. Diese werden dann einer Trichlorethylenextraktion bei Zimmertemperatur unterzogen, wodurch das Cholesterol mit dem Trichlorethylen kombiniert wird, und diese Verbindung wird dann einer weiteren Trennung unterzogen.Another patent, SU-PS 950 393, describes a process for the production of cholesterol from, for example, fish waste products by hydrolyzing the fatty acid compounds and converting them to soaps. These are then subjected to trichlorethylene extraction at room temperature, whereby the cholesterol is combined with the trichlorethylene, and this compound is then subjected to further separation.
Auch die GB-PS 1 240 513 behandelt ein Trennverfahren mittels Harnstoff, wobei das Rohmaterial aus reinen Methyl- und Ethylestern von C^g-C^g-Fettsäuren besteht. Die Harnstoffausfällung erfolgt in einer neutralen Umgebung mit einem Oberschuß des relevanten Alkohols. Der Zweck besteht darin, die Möglichkeit zu schaffen, eine stärkere Konzentration von ^-Linolensäure zu erhalten. Die oben genannten Fettsäureester enthalten keine höheren Fettsäuren als C-IS in Form von Stearinsäure, Oleinsäure, Linolsäure und Linolensäure, welche nach der Harnstoffausfällung und der Abtrennung des Harnstoff adduktes aus dem Rest des Materials einen höheren Gehalt an α -Linolensäure enthalten, wie durch Chromatografie nachgewiesen wurde.Also, British Patent 1,240,513 discloses a urea separation process wherein the raw material consists of pure methyl and ethyl esters of C 1-6 fatty acids. The urea precipitation takes place in a neutral environment with an excess of the relevant alcohol. The purpose is to provide the ability to obtain a greater concentration of α-linolenic acid. The above-mentioned fatty acid esters contain no higher fatty acids than C-IS in the form of stearic acid, oleic acid, linoleic acid and linolenic acid, which contain a higher content of α-linolenic acid after urea precipitation and removal of the urea adduct from the rest of the material, as by chromatography was detected.
Die höheren ungesättigten Fettsäureverbindungen 20;5GJ3 und 22:66)3 können nach einer Methode konzentriert werden, dieThe higher unsaturated fatty acid compounds 20; 5GJ3 and 22:66) 3 can be concentrated by a method which
in 3P-PS 59-071396 beschrieben wird, bei welcher die genannten Fettsäuren durch polare Lösungsmittel! wie Azeton, Methylethylketon, Methanol, Ethanol und ähnliche Lösungsmittel, extrahiert werden, wodurch ein löslicher und ein unlöslicher Extrakt gebildet werden. Anschließend wird der Extrakt weiterbehandelt, um essentielle Fettsäureverbindungen zu erhalten.in 3P-PS 59-071396 is described, wherein said fatty acids by polar solvents! such as acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol and similar solvents, thereby forming a soluble and an insoluble extract. Subsequently, the extract is further treated to obtain essential fatty acid compounds.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens zur Trennung der essentiellen Fettsäureverbindungen von Cholesterol und den übrigen Fettsäureverbindungen.The aim of the invention is to provide a simple and economical process for the separation of the essential fatty acid compounds of cholesterol and the other fatty acid compounds.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einem uneinheitlichen Rohstoff, welcher Marinefettsäuren und/oder Ester dieser Fettsäuren sowie Cholesterol als Hauptkoraponenten enthält, nach der trans-Veresterung mit einem niederen Alkohol und unter alkalischen Bedingungen ein Konzentrat zu erzeugen, das die essentiellen 6^3-Fettsäureverbindungen, EPA und DHA, enthält, sowie das Cholesterol und den Harnstoffaddukt der gesättigten und niederen ungesättigten Fettsäurekomponenten zu isolieren, die dann eigene Produktfraktionen bilden.The invention is based on the object of a nonuniform raw material containing marine fatty acids and / or esters of these fatty acids and cholesterol as Hauptkoraponenten after trans-esterification with a lower alcohol and under alkaline conditions to produce a concentrate containing the essential 6 ^ Fatty acid compounds, EPA and DHA, as well as to isolate the cholesterol and urea adduct of the saturated and lower unsaturated fatty acid components, which then form separate product fractions.
Nach der Erfindung erscheint es nun auf bemerkenswert einfache Art und Weise möglich, das Verfahren zur SteigerungAccording to the invention, it now appears possible in a remarkably simple way to increase the process
der Konzentration von C03-FettsäurevQrbindungen und Cholesterol zu optimieren.to optimize the concentration of C03 fatty acid compounds and cholesterol.
Erfindungsgemäß erfolgt eine fraktionierte Ausfällung der weniger interessanten Fettsäureverbindungen mit Harnstoff, da Harnstoff dazu tendiert, ein Addukt mit Fettsäuren zu bilden, die nicht zum ü) 3-Typ gehören» Auch Cholesterol bildet kein Addukt mit Harnstoff, Das bisher angewendete Verfahren bestand darin,die Fettsäureverbindungen zu isolieren, bevor sie getrennt verestert wurden, und sie dann einer fraktionierten Ausfällung mit Harnstoff zu unterziehen. Dieses Verfahren ist bei der vorliegenden Erfindung nicht mehr notwendig.According to a fractional precipitation of the less interesting fatty acid compounds with urea, since urea tends to form an adduct with fatty acids that do not belong to the ü) 3-type »Cholesterol also forms no adduct with urea, The previously used method was that Fatty acid compounds to isolate before they were esterified separately, and then subjected to a fractional precipitation with urea. This method is no longer necessary in the present invention.
Ein besonderes Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, daß Fettsäureverbindungen nicht vor der Ausfällung des Harnstoffs gebildet werden, sondern aus dem gleichen uneinheitlichen Gemisch von Komponenten ausgefällt werden, welche das Ausgangsmaterial bilden.A particular feature of this method is that fatty acid compounds are not formed prior to the precipitation of the urea, but are precipitated from the same non-uniform mixture of components which form the starting material.
Ein anderes besonderes Merkmal besteht darin, daß die Ausfällung des Harnstoffs in einer alkalischen Umgebung erfolgt, dazu auf eine Weise» daß die alkalische Umgebung dadurch geschaffen wird, daß die Base nur in katalytischen Mengen wie als katalytischer Wirkstoff für die trans-Veresterung von Glyzeriden zu Methylestern eingesetzt wird und nicht als Mittel zur Verseifung der Fettsäuren,Another particular feature is that the precipitation of the urea takes place in an alkaline environment, in a manner that the alkaline environment is created by the fact that the base only in catalytic amounts such as catalytic agent for the trans-esterification of glycerides Methyl esters and not as a saponification agent for fatty acids,
frFri.
Ein drittes besonderes Merkmal besteht darin, daß die transVeresterung bei Zimmertemperatur erfolgt.A third special feature is that transesterification takes place at room temperature.
Das Ergebnis dor trans-Veresterung bei niedriger Temperatur und in einer Umgebung mit geringer Alkalinität ist, daß die Isomerisierung von Doppelverbindungen vermieden wird, was zu einem einheitlicheren Produkt ohne toxische Wirkung führt. Gleichzeitig werden Transkonfigurationen vermieden. Die restliche Lösung wird anschließend mit nicht polaren Lösungsmitteln, u. a. Hexan -, extrahiert, wodurch in der Hexanphase sowohl die (*)3-Fettsäuren als auch Cholesterol vorhanden sind.The result of trans-esterification at low temperature and in a low alkalinity environment is that the isomerization of double compounds is avoided, resulting in a more uniform product with no toxic effect. At the same time, transconfigurations are avoided. The remaining solution is then extracted with nonpolar solvents, including hexane , to yield both (*) 3 fatty acids and cholesterol in the hexane phase.
Anschließend wird die nichtpolare Phase der Verdampfung des Hexans unter gemäßigten Bedingungen unterzogen, beispielsweise durch Vakuumdestillation» Das verbleibende 6J3-Konzentrat enthält nun das gesamte Cholesterol, und es wird offensichtlich, daß sich das Cholesterol in diesem Konzentrat nicht ohne weiteres auflöst und beim Abkühlen kristallisieren kann. Das zurückbleibende td3-Konzentrat - nach dem vereinfachten Verfahren der vorliegenden Erfindung enthält 20 - 30 Gew.-9S EPA und 35 - 50 Gew.-% DHA. Der Rest besteht vorwiegend aus nichtessentiellen Fettsäureverbindungen und ist für den vorliegenden Zweck nicht wichtig.Subsequently, the non-polar phase is subjected to evaporation of the hexane under moderate conditions, for example by vacuum distillation. The remaining 6J3 concentrate now contains all the cholesterol, and it is evident that the cholesterol in this concentrate does not readily dissolve and crystallize on cooling , The residual concentrate td 3 - according to the simplified method of the present invention comprises 20 - 30 parts by weight 9S EPA and 35 - 50 wt -.% DHA. The remainder consists predominantly of non-essential fatty acid compounds and is not important for the present purpose.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf das Blockdiagramm in der Fig. 1 verwiesen, worin jeder Block einen Schritt im Verfahren darstellt und mit einer Bezugszahl gekennzeichnet ist. Der Materialstrom zu und von jedem Block und zwischen den Blöcken wird durch feste und gestrichelte Linien gekennzeichnet. Außerdem ist jedes Material durch einen Buchstaben bezeichnet.For a better understanding of the invention, reference is made to the block diagram in FIG. 1, wherein each block represents one step in the process and is identified by a reference numeral. The flow of material to and from each block and between the blocks is indicated by solid and dashed lines. In addition, each material is indicated by a letter.
Das Ausgangsmaterial sind Fett und/oder Fettsäuren vonThe starting material is fat and / or fatty acids of
Fisch und insbesondere Fett und/oder Fettsäuren, die von der Fischverarbeitungsindustrie in Verbindung mit Silage- oder Autokatalyseverfahren gewonnen wurden, das Verfahren kann aber auch für andere Formen von Marinefett angewendet werden. Dieses fettige Ausgangsmaterial wird in den Patentansprüchen als Fischölprodukt bezeichnet»Fish, and in particular fat and / or fatty acids obtained by the fish processing industry in conjunction with silage or autocatalysis processes, may also be used for other forms of marine fat. This greasy starting material is referred to in the claims as a fish oil product »
Diese Fette/Fettsäuren haben einen hohen Gehalt an gesättigten, ungesättigten und polyungesättigten Fettsäuren mit einer Kettenlänge von C18, C20 und C22 sowie eine bestimmte Menge an Cholesterol, Vitaminen und anderen fettlöslichen Stoffen, die undefinierbar sind, in der Regel als nichtver-, seifbar gekennzeichnet werden sowie Fettsäureverbindungen mit einer geringeren Kettenlänge»These fats / fatty acids have a high content of saturated, unsaturated and polyunsaturated fatty acids with a chain length of C18, C20 and C22 as well as a certain amount of cholesterol, vitamins and other fat-soluble substances which are indefinable, usually characterized as non-verifiable and fatty acids with a lower chain length »
Block 1Block 1
Fett/Fettsäuren A von Fisch mit einem Gehalt an unter anderem Cholesterol, die als Fischölprodukt bezeichnet werden, wurden in einen Behälter gegeben x:ur trans-Veresterung mit einem Alkohol mit niedrigem Siedepunkt B, beispielsweise Methynol oder Ethanol, vorzugsweise Methanol, und einem katalytischen Mittel sowie HilfsVerbindungen C, um eine schnellere Veresterung und trans-Veresterung zu erreichen, damit Oxydation und Verfärbung vermieden werden. Als katalytisches Mittel kann Kaliumhydroxid verwendet werden, und um eine Oxydation zu vermeiden, besonders wenn Schwermetalle vorhanden sind, beispielsweise Chrom, Eisen, Kobalt, Nickel und Kupfer, können geringe Mengen des Natriumsalzes von Ethylenediamintetraessigsäure (EDDT-Na3) zugesetzt wer-Fat / fatty acids A of fish containing, inter alia, cholesterol, referred to as fish oil product, were placed in a container x: ur trans esterification with a low boiling point alcohol B, for example, methynol or ethanol, preferably methanol, and a catalytic Agents and auxiliary compounds C, to achieve faster esterification and trans-esterification, avoiding oxidation and discoloration. Potassium hydroxide can be used as the catalytic agent, and small quantities of the sodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDDT-Na 3 ) can be added to avoid oxidation, especially if heavy metals are present, for example chromium, iron, cobalt, nickel and copper.
_ g — _ g -
den» Die veresterung und die trans-Veresterung erfolgen unter gemäßigten Bedingungen und Rühren bei etwa 20 C über die Dauer von einigen Stunden. Die Bildung von Alkylestern ist annähernd abgeschlossen, wenn das Esterprodukt sein Aussehen von opaleszierend auf klar verändert hat. Die klare Lösung Dl enthält also Alkylester der Fettsäuren, Glyzerol, Alkanol sowie etwas Wasser von der Veresterung der freien Fettsäuren»The esterification and the trans-esterification are carried out under moderate conditions and stirring at about 20 C over the course of a few hours. The formation of alkyl esters is nearly complete when the ester product has changed its appearance from opalescent to clear. The clear solution Dl thus contains alkyl esters of fatty acids, glycerol, alkanol and some water from the esterification of free fatty acids »
Block 2Block 2
Die klare Lösung Dl wird dann auf eine Temperatur von 65 bis 68 0C erhitzt, worauf eine feststehende Menge von Harnstoff E und Alkanol B zugesetzt und gerührt wird, bis sich alles vollständig aufgelöst hat. Die Menge des Harnstoffes E ist von der Zusammensetzung der Fettsäuren abhängig, so daß Harnstoff E in einem Verhältnis von 3 Teilen Harnstoff zu 1 Teil Alkylester (beides Gewichtsteile) zugesetzt wird, wenn das Ausgangsmaterial A 6 - 8 Gew»-% EPA enthält* Um zu gewährleisten, daß die Komponenten vollständig löslich sind, werden 9 Gewichtsteile Alkanol B zugesetzt.The clear solution Dl is then heated to a temperature of 65 to 68 0 C, whereupon a fixed amount of urea E and alkanol B is added and stirred until everything has completely dissolved. The amount of urea E depends on the composition of the fatty acids so that urea E is added in a ratio of 3 parts urea to 1 part alkyl ester (both parts by weight) if the starting material A contains 6-8% by weight EPA * Um to ensure that the components are completely soluble, 9 parts by weight of alkanol B are added.
Wenn alles aufgelöst ist, wird die Lösung langsam auf etwa 20 0C abgekühlt. Es wird ein Addukt von Fettsäureester F kristallisiert und dann beispielsweise durch Dekantieren und Filtern entfernt, worauf die Filtermasse auf O 0C abgekühlt wird, um einen größeren Teil des Addukts F zu kristallisieren. Das Addukt F wird dann nach einer Methode, wie sie in Fachkreisen bekannt ist, abgetrennt, so daß die verbleibende Filtermasse G die essentiellen Fettsäurefraktionen und die nichtverseifbaren Fraktionen enthält.When everything is dissolved, the solution is slowly cooled to about 20 0 C. An adduct of fatty acid ester F is crystallized and then removed, for example, by decanting and filtering, whereupon the filter mass is cooled to 0 ° C. in order to crystallize a greater part of the adduct F. The adduct F is then separated by a method known in the art such that the remaining filter mass G contains the essential fatty acid fractions and the non-saponifiable fractions.
- ίο -- ίο -
Block 3 ,Block 3,
Die leicht alkalische Filtermasse G wird mit Hexan gesättigt und mit diesem Lösungsmittel nach einer bekannten Methode extrahiert, beispielsweise durch ein kontinuierliches Flüs- sigkoit-Flüssigkeit-Gegenstromverfahren, worauf eine weitere Menge des Addukts von Harnstoffettester kristallisiert werden kann» Mit dieser Extraktion werden zwei Flüssigkeiten gewonnen, die aus Hexan H und einem Rückstand K bestehen.The slightly alkaline filter mass G is saturated with hexane and extracted with this solvent by a known method, for example by a continuous liquid-liquid countercurrent method , whereupon a further quantity of the adduct of urea ester can be crystallized. "With this extraction two liquids are obtained consisting of hexane H and a residue K.
Block 4Block 4
Der Hexanextrakt I, der die Alkyl-Fettsäureester der- polyungesättigten Fettsäuren 18:4U3, 20:5^3 und 22:6 CjZ sowie Cholesterol als die wichtigsten Komponenten enthält, wird in einer verdünnten Chlorwasserstoffsaure L gewaschen, um mögliche Kaliumseifen der polyungesättigten essentiellen Fettsäuren im Hexanextrakt zu neutralisieren. Das Waschwasser wird dekantiert.The hexane extract I, which contains the fatty acid esters of polyunsaturated fatty acids 18: 4U3, 20: 5 ^ 3 and 22: 6 CjZ and cholesterol as the main components, is washed in dilute hydrochloric acid L to obtain possible potassium soaps of the polyunsaturated essential fatty acids in the hexane extract to neutralize. The washing water is decanted.
Danach wird Hexan H durch Verdampfung des Extrakts I entfernt, so daß man ein Konzentrat erhält, das frei von Lösungsmitteln N ist und die Verbindungen enthält, die für die Erfindung wichtig sind, die Fettsäureverbindungen EPA und DHA sowie Cholesterol.Thereafter, hexane H is removed by evaporation of the extract I to obtain a concentrate free of solvents N containing the compounds important to the invention, the fatty acid compounds EPA and DHA and cholesterol.
Der dehydrierte Extrakt enthält normalerweise 20 - 30 % EPA, 35 - 45 % DHA, 10 - 20 % andere polyungesättigte Fettsäuren sowie 5 - 15 % Cholesterol und die Undefinierten Verbindungen, alles Gewichtseinheiten, die Zusammensetzung ist aber vom Typ des verwendeten Fischs, der OahreszeitThe dehydrated extract normally contains 20 - 30 % EPA, 35 - 45 % DHA, 10 - 20 % other polyunsaturated fatty acids and 5 - 15 % cholesterol and the undefined compounds, all units of weight, but the composition is of the type of fish used, the time of the day
JItJIT
- ii -- ii -
des Fischfangs und dem Typ und Zustand des Äusgangsmaterials abhängig,fishing and the type and condition of the source material,
Block 5Block 5
Das Konzentrat von Alkylfettsäureestern N wird anschließend auf etwa -25 0C abgekühlt, worauf Cholesterol O kristallisiert wird« Das wird zentrifugiert/gefiltert. Weitere im Konzentrat N vorhandene Unreinheiten können durch Abkühlen des Gemisches auf eine Temperatur unter -25 C entfernt werden, worauf bestimmte Undefinierte Verbindungen ausgefällt und nach einem bekannten Verfahren gefiltert werden. Das Verbleibende CO 3-Konzentrat (P) enthält somit 25 bis 35 % EPA, 35 - 50 % DHA und 15 - 25 % andere polyungesättigte CJ3-Fettsäuren (alles Gewichtseinheiten) sowie ungesättigte Fettsäureverbindungen, die für die Erfindung nicht wesentlich sind,The concentrate of alkyl fatty N is then cooled to about -25 0 C, followed by cholesterol O is crystallized "That is centrifuged / filtered. Further impurities present in concentrate N can be removed by cooling the mixture to a temperature below -25 C, whereupon certain undefined compounds are precipitated and filtered by a known method. The remaining CO 3 concentrate (P) thus contains 25-35 % EPA, 35-50 % DHA and 15-25 % other polyunsaturated CJ3 fatty acids (all units by weight) and unsaturated fatty acid compounds which are not essential to the invention.
Produkt P, das die Alkylester der entsprechenden CJ3-Fettsäuren enthält ,kann als solches verwendet, werden, oder es kann die Konzentration von EPA und DHA erhöht werden.Product P containing the alkyl esters of the corresponding CJ3 fatty acids may be used as such, or the concentration of EPA and DHA may be increased.
Da das Produkt nur geringe Mengen anderer Fettsäuren mit derselben Kettenlänge wie EPA und DHA enthält, ist es für die Abtrennung der essentiellen Fettsäuren EPA und DHA mittels der superkritischen Fluld-Extraktion gut geeignet.Since the product contains only small amounts of other fatty acids with the same chain length as EPA and DHA, it is well suited for the separation of the essential fatty acids EPA and DHA by means of supercritical fluid extraction.
Eine andere Methode, die Konzentration zu erhöhen, besteht darin, eine präparative Flüssigchromatografie durchzuführen,-durch diese Methode erhält man eine Reinheit der essentiellen Fettsäuren von mehr als 90 %, Another method of increasing the concentration is to perform a preparative liquid chromatography, this method gives a purity of the essential fatty acids of more than 90 %,
- 12 Block 6- 12 block 6
Der alkalische Rückstand K wird mit konzentrierter Chlorwasserstoff säure L auf einen pH-Wert von 2 sauer gestellt, worauf eine Hexanfraktion R in einer oberen Lage ausgefällt wird, welche abgetrennt wird. Man kann die saure Lösung K; L auch einer weiteren Extraktion mit Hexan H unterziehen, wenn das notwendig sein sollte, worauf die Hexanextrakte gesammelt werden. Die Hexanfraktionen R enthalten freie Fettsäuren sowie einige von deren Alkylestern und ziemlich hohe Prozentsätze an EPA und DHA, aber auch einen recht beachtlichen Teil von Cia-, C20- und C22-Fettsäuren mit einem niedrigeren Grad des Ungesättigtseins» Diese Säurelösung enthält Wasser, Alkohol, Alkanol, Glycerol, Harnstoff und andere Produkte, die durch ein gesondertes Verfahren, das hier nicht beschrieben wird, daraus gewonnen werden können.The alkaline residue K is acidified with concentrated hydrochloric acid L to a pH of 2, whereupon a hexane fraction R is precipitated in an upper layer, which is separated. You can the acidic solution K; Also subject L to further extraction with hexane H, if necessary, whereupon the hexane extracts are collected. The hexane fractions R contain free fatty acids as well as some of their alkyl esters, and quite high percentages of EPA and DHA, but also quite a substantial proportion of C, C 20 and C 22 fatty acids with a lower degree of unsaturation. This acid solution contains water, alcohol, Alkanol, glycerol, urea and other products which can be recovered therefrom by a separate process not described herein.
Block 7Block 7
Die Fettsäurekomponenten der Hexanfraktion werden durch Verdampfen d^ Hexans in einer gesondertere Anlage erhöht.The fatty acid components of the hexane fraction are increased by evaporation of hexane in a separate plant.
Block 8Block 8
Die verbleibende Lösung wird unter Verwendung niedrigerer Alkanole, beispielsweise Methanol oder Ethanol, mit einem geeigneten katalytischen Wirkstoff V, der beispielsweise dehydrierte Chlorwasserstoffsäure, Essigsäurechlorid oder Bor-Trichlorid sein kann, verestert.The remaining solution is esterified using lower alkanols, for example, methanol or ethanol, with a suitable catalytic agent V, which may be, for example, dehydrated hydrochloric acid, acetic acid chloride or boron trichloride.
Dar resultierende Alkylester D2 von den Fettsäurekomponenten T aus Block 7 kann auf unterschiedliche Weise verarbeitet werden, beispielsweise zu Block 2 für die Harnstoffausfällung der weniger ungesättigten Fettsäuren zurückgeführt werden.The resulting alkyl ester D2 from the fatty acid components T from block 7 can be processed in different ways, for example, returned to block 2 for the urea precipitation of the less unsaturated fatty acids.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail below by way of example.
In einem Reaktionsgefäß wurden zu 50 kg Fischölprodukt A von Kabeljauinnereien (das 8 Gew.-% EPA/11 Gevv.-% DHA und 2,3 Gew.-% Cholesterol enthielt) 400 1 Methanol B und 10 g EDTA-Na, C zugesetzt» In Methanol aufgelöstes Kaliumhydroxid wurde zur Neutralisierung aer freien Fettsäuren in einer Menge zugesetzt, die einer Farbreaktion von pH-Wert 12 auf einem feuchten pH-Wert-Papier entsprach. Anschließend wurden 50 1 Methanol B zugesetzt.In a reaction vessel, to 50 kg of fish oil product A from cod plants (containing 8% by weight of EPA / 11% by weight of DHA and 2.3% by weight of cholesterol) were added 400 l of methanol B and 10 g of EDTA-Na, C. "Potassium hydroxide dissolved in methanol was added to neutralize aerobic fatty acids in an amount equivalent to a pH 12 pH reaction on wet pH paper. Subsequently, 50 l of methanol B were added.
Das ganze Gemisch wurde 15 Stunden bei 20 0C gerührt, um die trans-Veresterung der Glyzeride in Methylester und die Veresterung der freien Fettsäuren in Methylester zu bewirken. ' The whole mixture was stirred for 15 hours at 20 0 C, to effect trans-esterification of the glycerides in Methylester and the esterification of the free fatty acids in Methylester. '
Nach Abschluß der trans-Veresterung wurde die Temperatur auf 65 - 68 0C erhöht, und es wurden 140 kg Harnstoff E sowie eine feststehende Menge Methanol B unter Erhitzen eingerührt, bis sich offensichtlich alles aufgelöst hatte. Dann wurde die Lösung langsam auf Zimmertemperatur (caAfter completion of the trans esterification, the temperature was raised to 65-68 0 C, and 140 kg of urea E and a fixed amount of methanol B were stirred with heating until apparently everything had dissolved. Then the solution was slowly brought to room temperature (approx
20 C) abgekühlt, worauf ein Harnstoffaddukt von Fettsäure F ausgefällt wurde. Es enthielt den Hauptanteil der gesättigten und niederen ungesättigten Fettsäuremethylester. 20 C) was cooled, whereupon a urea adduct of fatty acid F was precipitated. It contained most of the saturated and lower unsaturated fatty acid methyl esters.
Das Harnstoffaddukt F wurde von der Lösung durch Dekantieren und Filtern nach einer herkömmlichen, bekannten Tech-The urea adduct F was removed from the solution by decanting and filtering according to a conventional, known technique.
nik abgetrennt. Ergebnis: 100/1 kg Harnstoffaddukt F.nik separated. Result: 100/1 kg urea adduct F.
Anschließend wurde die Lösung auf O - 4 0C abgekühlt, wodurch weitere 5,1 kg Harnstoffaddukt F aus der Lösung gefiltert werden konnten«The solution was then cooled to 0-4 ° C., allowing a further 5.1 kg of urea adduct F to be filtered out of the solution. «
Dieses Filtrat enthielt polyungesättigte G)3-Fettsäuremethylester, Cholesterol und einen Rückstand an unerwünschten Fettsäurefraktionen mit niederen ungesättigten ClS-, C20- und C22-Fettsäuremethylestern-, Diesem Filtrat wurde zur Sättigung Hexan zugesetzt, wodurch eine weitere Menge von Harnstoffaddukt (22 kg) abgetrennt werden konnte. Diese hexangesättigte Lösung wurde in einem Gegenstrom mit Hexan extrahiert, so daß der Hexanextrakt I schließlich etwa 300 1 betrug. Die verbleibende,nichtextrahierte Lösung wird mit K bezeichnet. Anschließend wurde der Hexanextrakt verdampft. Der Ertrag an ^0 3-Fettsäuremethylesterkonzentrat betrug 10,2 kg.This filtrate contained polyunsaturated G) 3-fatty acid methyl ester, cholesterol and a residue of undesirable fatty acid fractions with lower unsaturated C21-, C20- and C22-fatty acid methyl esters. To this filtrate was added hexane to saturate, thereby separating a further amount of urea adduct (22 kg) could be. This hexane-saturated solution was extracted in a countercurrent with hexane, so that the hexane extract I was finally about 300 1. The remaining, non-extracted solution is designated K. Subsequently, the hexane extract was evaporated. The yield of ^ O 3 fatty acid methyl ester concentrate was 10.2 kg.
Das Konzentrat, das 23 Gew,-% EPA, 41 Gew.-% DHA und 8 Gew.- % Cholesterol enthielt, wurde anschließend auf -25 0C abgekühlt, wodurch sich reines Cholesterol O kristallisierte und durch Zentrifugieren entfernt wurde, während der Rückstand in der Zentrifuge mit Hexan bei einer niedrigen Temperatur gewaschen wurde, um die Fettsäuremethylester von den Cholesterolkristallen zu entfernen, Ertrag: 760 g reines Cholesterol. Das konzentrierte Filtrat P enthielt 25 Gew.-% EPA-Methylester, 43 Gew.-% DHA-Methylester, auf der Grundlage des Fettsäureanteils, und Spuren von Cholesterol.The concentrate containing 23 wt, -% EPA, 41 wt .-% DHA and 8% cholesterol by weight contained, was then cooled to -25 0 C, whereby pure cholesterol O crystallized and was removed by centrifugation, while the residue in the centrifuge with hexane at a low temperature to remove the fatty acid methyl esters from the cholesterol crystals, yield: 760 g of pure cholesterol. The concentrated filtrate P contained 25 wt -.% EPA-Methylester, 43 wt .-% DHA-Methylester, based on the fatty acid portion, and traces of cholesterol.
Der oben genannte extrahierte Rückstand K wurde mit einerThe above extracted residue K was labeled with a
Lösung von konzentrierter Chlorwasserstoffsäure gespült, wodurch eine Hexanphase ausgefiltert werden kannte. Es wurde zusätzliches Hexan zugesetzt, gerührt und dann ausgefällt» Die Hexanfraktionen wurden zusammengefügt und das Hexan verdampft. Zu 7,7 kg der verbleibenden Fettsäure- und Methylfettsäurefraktion "wurden 15 1 2%ige methanolische Lösung von Bortrichlorid zugesetzt.Rinsed solution of concentrated hydrochloric acid, whereby a hexane phase could be filtered out. Additional hexane was added, stirred and then precipitated. The hexane fractions were combined and the hexane evaporated. To 7.7 kg of the remaining fatty acid and methyl fatty acid fraction was added 15 ml of a 2% methanolic solution of boron trichloride.
Ertrag; 6 kg Methylfettsäureester, die 13 Gew.-% EPA-Methylester, 17 Gew.-% DHA-Methylester und etwa 2 Gew.-% Cholesterol enthielten.earnings; 6 kg Methylfettsäureester to 13 wt -.% EPA-Methylester, 17 wt .-% DHA-Methylester and about 2 wt .-% cholesterol contained.
Das Methylfettsäurekonzentrat, das Methanol enthielt, wurde dem Verfahren zur Behandlung mit Harnstoff wieder zugeführt.The methyl fatty acid concentrate containing methanol was recycled to the urea treatment process.
Mit dieser Erfindung ist es möglich, ein sehr reines 0 3-Konzentrat von Fettsäurealkylestern herzustellen, in welchem die wesentlichen antithrombotlschen Fettsäurekomponenten Eikosapentaenonsäure (EPA) und Dokosahexaenonsäure (DHA) in einer starken Konzentration vorhanden sind.With this invention, it is possible to produce a very pure O 3 concentrate of fatty acid alkyl esters in which the essential antithrombotic fatty acid components, eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) are present in a high concentration.
Außerdem ist es durch das Verfahren der Erfindung möglich, auf eine sehr einfache Weise sehr reines und kristallines Cholesterol abzutrennen. Ein zusätzliches Produkt ist Harn-.stoffaddukt von Fettsäurekomponenten, was aber für die Erfindung nicht von Interesse ist.In addition, it is possible by the method of the invention to separate very pure and crystalline cholesterol in a very simple way. An additional product is urea-adduct of fatty acid components, but this is not of interest to the invention.
Ein weiterer Erfindungsvorteil besteht darin, daß es möglich ist, ein Harnstoffaddukt auf der Grundlage des gleichen Verfahrens zu produzieren, bei dem eine trans-Vereste-Another advantage of the invention is that it is possible to produce a urea adduct on the basis of the same process in which a trans-ester
rung^von Glyzeriden zu Alkanolestern erfolgt ohne das umständliche Verfahren der Herstellung von Fettsäuren, deren Veresterung mit Alkanol und der anschließenden Trennung durch fraktionierte Harnstoffausfällung.tion of glycerides to alkanol esters takes place without the cumbersome process of producing fatty acids, their esterification with alkanol and the subsequent separation by fractional urea precipitation.
Durch Einhaltung des Verfahrens der Erfindung kann auch die Bildung von Emulsionen in den Phasen vermieden werden, wodurch die Phasentrennung während der folgenden Extraktionsschritte erleichtert wird.By following the process of the invention, it is also possible to avoid the formation of emulsions in the phases, which facilitates the phase separation during the subsequent extraction steps.
Claims (7)
restliche Teil der nichtverseifbaren Verbindungen ausgefällt wird,Oil concentrate according to claim 4, characterized in that the 0i 3- Fettsäurealkylesterkonzentrat is cooled after removal of the solvent to a temperature not lower than -25 0 C, whereby cholesterol is crystallized, and then to -50 0 G, whereby the
remaining part of the non-saponifiable compounds is precipitated,
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