DD290196A5 - Verfahren zur herstellung eines grenzflaechenaktiven phospholipidgemisches aus naturlecithin - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines grenzflaechenaktiven Phospholipidgemisches aus Naturlecithin, das auf dem Tensidgebiet zum Beispiel als Netzmittel anwendbar ist. Es ist das Ziel der Erfindung, auf oekonomisch guenstige Weise aus Naturlecithin verlustarm das darin enthaltene grenzflaechenaktive Phospholipidgemisch zu isolieren. Das Ziel wird erfindungsgemaesz dadurch erreicht, dasz vorgereinigtes Naturlecithin in einer Dispergiereinrichtung mit einem Essigsaeurealkylester, einem Alkan mit 6 bis 9 C-Atomen oder Loesungsmittelgemischen aus einwertigen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen und chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 2 C-Atomen, aliphatisch substituierten Benzenen mit 1 bis 2 C-Atomen im Substituenten oder cyclischen Ethern mit 4 C-Atomen dispergiert, nach einer Ruhepause zur Phasentrennung die ueberstehende Loesung abgetrennt und der gesamte Vorgang mehrfach mit der gleichen Menge frischem Loesungsmittel beziehungsweise Loesungsmittelgemisch wiederholt wird.{Naturlecithin; Phospholipidgemisch; grenzflaechenaktiv; Essigsaeurealkylester; Alkohol, einwertig aliphatisch; Kohlenwasserstoff, chloriert; Benzen; Dispergiereinrichtung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines grenzflächenaktiven Phospholipidgemisches aus Naturlecithin, das auf dem Tensidgebiut zum Beispiel als Netzmittel anwendbar ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Naturlei ithin wird aus tierischen Produkten, zum Beispiel Hühnereiern, oder aus pflanzlichen Produkten, wie Sojabohnen oder Sonnenblumen, gewonnen. Im technischen Maßstab wird überwiogend aus pflanzlichen Produkten gewonnenes Lecithin verwendet. Das durch Auspressen der Samen erhaltene Naturlecithin besteht im allgemeinen aus Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Phosphatldylcholin, Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylserin, Phosphatidylinositol und Glycolipiden. Der Anteil freier Fettsäuren, Glycerlde und Glycolipide kann In dieser Phase 50% übersteigen. Sojabohnenlecithin enthält zum Beispiel bis zu 50% Linolsäure.

Das Hauptanwendungsgebiet des Lecithins ist die Lebensmittelindustrie, wo es, nach der erforderlichen Senkung des Gehaltes

an Fetten und Ölon, zur Herstellung von Schokoladen und Eierteigwaren oder als Emulgator für die Margarineherstellung eingesetzt wird.

Zur Reinigung von Rohlecithin ist seit langem die Verwendung von Aceton bekannt. Dabei wird das Rohlecithin üblicherweise in

einem Kneter mit Aceton ausgewaschen, wobei das öl gelöst wird und das Lecithin als Phospholipidgemisch ausfällt. Die Trennung des dem Produkt anhaftenden Acetons erfolgt anschließend Im Vakuum unter Scherung und bei erhöhter Temperatur.

Dabei läßt sich jedoch nicht verhindern, daß dabei toxische Acetonfolgeprodukte gebildet werden, die im Endprodukt verbleiben.

Mit diesem Verfahren ist ein zur Stabilisierung des Lecithins ausreichender Restölgehalt von etwa 5% erzielbar.

Als Restöl werden, hier und in der weiteren Erfindungsbeschreibung, alle im Naturlecithin enthaltenen Verbindungen verstanden, die in einem Eluat enthalten sind, wenn auf eine chromatographische Säule von 35 mm Durchmesser und 600mm Länge, die mit 200g neutralem Al_aO₃-Pulver, das 7,5% Wasser enthält, in Chloroform aufgeschlämmt gefüllt wurde, 200g zweiprozentige Naturlocithin-Chloroform-Lösung gegeben werden, danach mit 300g Chloroform eluiert und anschließend das Lösungsmittel abgedampft wird.

Soll das Lecithin als Netzmittel odor Tensid eingesetzt werden, erweist sich ein Restölgehalt von 5% als wesentlich zu hoch.

Zur weiteren Senkung des Ölgehalts sind mehrere Verfahren bekannt.

So bewirkt die Extraktion des gereinigten Lecithins mit Methanol, Ethanol oder Propanol gemäß DE-PS 1492952, DE-AS 1692268 bzw. A. Liebig (Seifen-Öle-Fette-Wachse, 1972, Bd.98, H. 12,8.359-362) in Abhängigkeit vom Ethanol-Rohphosphatid-Verhältnis und von der Temperatur eine weitere Entölung. Damit ist jedoch eine erhebliche Verringerung der Phosphatidylcholin-Ausbeute und ein gestiegener Saccharidanteil verbunden. Eine Ausbeuteerhöhung der als Tensid wirkenden Lecithinbestandteile ist nach dieser Methode nicht möglich.

Aus der DE-PS 1617679 und der DE-PS 1617680 geht hervor, daß die Anreicherung von Phosphatldylcholin aus gereinigtem Sojalecithin durch Adsorption an Aluminiumoxid und Elution mit Alkohol erfolgen kann. Mit der gleichen Zielsetzung werden in der DE-OS 3445949 ein Lösungsmittelgemisch, bestehend aus einem Volumenteil Petrolether, einem Volumenteil Propanol und 0,175 Volumenteilen Wasser, sowie Kieselgel als stationäre Phase verwendet.

Weiterhin sind Verfahren zur Gewinnung von Phosphollplden bekennt, bei denen die Entölung von Lecithin mit überkritischem CO] erfolgt (DEOS 3011185) oder die Phosphollplde durch Ultrafiltration aus der Lösung In Hoxan-Propanol Fraktionen mit Phosphatldylchollnanrelcherungen erhalten werden, Des weiteren boschreibt H. Pardun In „Fette, Seifen, Anstrichstoffe" 84, 1982, Nr. 1, S. 1-11 und ββ, 1984, Nr. 2 S.65-62 Leclthlnextraktlonen mit speziellen Extraktionsapparaturen und apparativ sehr aufwendigen Drahtnetzrührern oder komplizierten Qogonstromextraktlonsanlagen. Dabei wird zur Erzielung hoher Reinheitsgrade dlo Micollonbildung ausgenutzt.

Alle diese Verfahren zur Senkung dos Ölgohalts des Lecithins unter 5% sind entweder an aufwendige Technologien oder an komplizierte Geräte und Anlagen gebundon und führen stets dazu, daß die Verhältnisse der Phospholipidbestandteile untereinander verschoben werden, wodurch die abgetrennten Produkte nur eine ungenügende grenzflächenaktive Wirkung zeigen/

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, auf ökonomisch günstige Weise aus Naturlecithin verlustarm das darin enthaltene grenzflächenaktive Phospholipldgemlsch zu Isolieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Naturlecithin hochgradig zu erhöhen, ohne das Verhältnis der Bestandteile des Phospholipldgemlsches zueinander wesentlich zu verändern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vorgereinigtes Naturlecithin mit einem Restölgehalt S 15% in oinor Dispergiereinrichtung Im Verhältnis von 1:5 bis 3:1 mit einem Essigsäurealkylester, einem Alkan mit 6 bis 9 C-Atomen oder Lösungsmittelgemischen aus einwertigen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen und chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 2 C-Atomon, aliphatisch substituierten Benzenen mit 1 bis 2 C-Atomen im Substltuenten oder cyclischen Ethern mit 4 C-Atomen 15 Minuten bis 12 Stunden disperglert, nach einer Ruhepause zur Phasentrennung die überstehende Lösung abgetrennt und der gesamte Vorgang zwei- bis zwölfmal mit der gleichen Menge frischem Lösungsmittel beziehungsweise Lösungsmittelgemisch wiederholt wird.

Für die Durchführung des Verfahrens sind die üblichen Disperglereinrichtungen, wie Dissolver, Kugelmühlen oder Rührwerkskugelmühlen u.a., verwendbar. Als Lösungsmittel eignen sich von den Essigsäurealkylestern insbesondere Ethyl- und Butylacetat und von den Alkanen Hexan. Beim Einsatz eines Lösungsmittelgemisches ist es vorteilhaft, als Alkoholkomponente Ethanol oder Propanol zu verwenden. Der Anteil der Alkoholkomponente beträgt dabei 20 bis 80%. Geeignete chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Chloroform, Methylenchlorid, Dichlorethan und Trichlorethan. Bevorzugte Komponenten des Lösungsmittelgemisches sind von den aliphatisch substituierten Benzenen das Toluen und von den cyclischen Ethern mit 4 C-Atomen das Oxolan.

Durch die Disperglerdauer (beim Einsatz von Rührwerkskugelmühlen durch die entsprechende Anzahl der Durchläufe) und die Anzahl der Lösungsmittelwechsel läßt sich der gewünschte Restölgehalt auf einfache Weise einstellen. Bevorzugt werden eine Disperglerdauer von 0,5 bis 2 Stunden bei Kugelmühlen bzw. eine Durchlaufzahl von 2 bis 5 bei Rührwerkskugelmühlen und ein drei- bis fünfmaliger Lösungsmittelwechsel. Die Dauer der Ruhepausen zwischen den Lösungsmittelwechseln hängt davon ab, wie lange das System zur Phasentrennung benötigt. Die Phasentrennung vollzieht sich in der Regel in einer Zeitspanne von 5 Minuten bis 10 Stunden.

Das erfindungsgomäße Verfahren führt problemlos zu Restölgohalten von weniger als einem Prozent, ohne das Verhältnis zwischen den Lecithinhestandteilen Phosphatidylcholin, Phosphatidylinositol und Phosphatidylethanolamin zu verändern, so daß das nach diesem Verfahren erhaltene Phospholipidgemisch ausgezeichnete Tensldeigenschaften aufweist.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

In einer 1-l-Stahlkugelmühle, diezu 30% mit Stahlkugeln von 9mm Ourchmessergefüllt ist, werden 200g Sojalecithin mit einem Restölgehalt von 5% und 200g Ethylacetat gegeben. Die Mühle wird fest verschlossen und 2 Stunden bei 100U/min bewegt. Nach einer Standzeit von 3 Stunden wird die klare überstehende Lösung entfernt und dieselbe Menge Ethylacetat der Mühle zugefügt. Dieser Vorgang wird dreimal wiederholt, anschließend das Lösungsmittel entfernt und die Zusammensetzung des entstandenen Phospholipidgemisches durch HPLC-Analyse unter Berücksichtigung eines Inneren Standards (detektiert bei 210nm) bestimmt.

Zusammensetzung	Ausgangsstoff Endprodukt	5	0,9
	[Masseanteile in %]	22,1	34,6
Restöl	15,2	23,7
Phosphatidylcholin	17,1	26,8
Phosphatidylinositol	40,6	14,0
Phosphatidylethanolamin
übrige Bestandteile

Beispiel 2

In e'ner 1-l-Stahlkugelmühle, gefüllt mit 30% Stahlkugeln eines Durchmessers von 9mm, werden 260g Sojalecithin, das einen Restölgehalt von 14,1 % aufweist, und 100g Lusungsmittelgemlsch, bestehend aus 3 Teilen Toluen und 1 Teil Ethanol, gegeben. Nach einer Dlspergierdauer von 2 Stunden bei 100 U/min und einer Standzeit von 2 Stunden wird die überstehende Löcl ng entfernt und durch dieselbe Menge frisches Lösungsmittelgemisch ersetzt. Dieser Vorgang wird noch zwölfmal wiederholt.

Zusammensetzung Ausgangsstoff Endprodukt

(Masseantellein%)

Restöl 14,1 0,7

Phosphatidylcholin 16,1 34,9

Phosphatidylinositol 10,4 20,6

Phosphatidylethanolamin 13,4 31,0

übrige Bestandteile 47,0 12,8

Beispiel 3

In eine !,ö-l-Rührwerkskugelmühle, die mit Nockenscheiben ausgerüstet und mit 0,71 Glasperlen von 0,5mm Durchmesser bestückt ist, wird eine Lösung aus 200g Sojalecithin mit einem Restölgehalt von 4,4% und 300ml eines Lösungsmittelgemisches aus Propanol und Dichlorethan im Verhältnis 4:1 gegeben. Nach 5 Durchlaufen wird das Gemisch abgepumpt. Anschließend wird die Mühle mit 100ml des Lösungsmittolgemisches gewaschen. Die beiden Gefäße, in denen sich das Lecithin-Lösungsmittelgemlsch und die Waschlösung befinden, werden eine Stunde stehengelassen. Danach wird die obere Phase abgetrennt und verworfen. Die untere Phase wird wieder in die Rührwerkskugelmühle gegeben und auf 500 ml mit dem genannten Lösungsmittelgemisch aufgefüllt. Dieser Vorgang wird 6mal wiederholt.

Zusammensetzung	Ausgangsstoff Endprodukt	4,4	0,5
	(Masseanteile in %]	21,6	27,8
Restöl	14.1	19,2
Phosphatidylcholin	13,1	24,7
Phosphatidylinositol	46,8	27,8
Phosphatidylethanolamin
übrige Bestandteile

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines grenzflächenaktiven Phospholipldgemlschee aus Naturleclthin, gekennzeichnet dadurch, daß vorgereinigtes Naturleclthin mit einem Restölgehalt £ 15% in einer Disporgierelnrichtung Im Verhältnis von 1:5 bis 3:1 mit einem Esslgsäurealkylester, einem Alkan mit 6 bis 9 C-Atomen oder Lösungsmittelgemischen aus einwertigen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen und chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 1 bis 2 C-Atomen, aliphatisch substituierten Benzenen mit 1 bis

2 C-Atcmen im Substituenten oder cyclischen Ethern mit 4 C-Atomen bis zur homogr nen Durchmischung der Komponenten dispergiert, nach einer Ruhepause zur Phasentrennung die überstehende Lösung abgetrennt und der gesamte Vorgang zwei- bis zwölfmal mit der gleichen Menge frischem Lösungsmittel beziehungsweise Lösungsmittelgemisch wiederholt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Essigsäurealkylester Ethylacotat oder Butylacetat verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Lösungsmittelgemisch der einwertige aliphatische Alkohol mit 1 bis 4 C-Atomen mit einem Anteil von 20 bis 80% enthalten ist und daß vorzugsweise Ethanol und Propanol verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Lösungsmittelgemisch als chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoff Chloroform, Methylenchlorid, Dichlorethan, Trichlorethan oder Tetrachlorkohlenstoff enthält.

5. Vorfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur homogenen Durchmischung der Komponenten 15 Minuten bis 12 Stunden dispergiert wird.