DE179591A - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 179591 ■-KLASSE 12 g. GRUPPE

Dr. ERNST ZIEGLER in CHARLOTTENBURG.

von freiem Lecithin."

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. September 1904 ab.

Zur technischen Gewinnung des Lecithins hat man bisher fast ausschließlich Eigelb benutzt, da andere Ausgangsmaterialien für das Lecithin nicht bekannt waren oder eine zu geringe Ausbeute lieferten; so läßt es sich z. B. aus Erbsen in technisch befriedigender Weise nicht darstellen, und zwar deshalb nicht, weil das Lecithin in einem sehr kleinen Teil der Erbsen, nämlich im Keim, konzentriert ist, welcher sich mechanisch von den übrigen lecithinarmen Teilen dieses Samens im Großbetriebe nicht trennen läßt. Hauptsächlich deshalb sind die Erbsen ein. unbrauchbares Material zur Gewinnung von Lecithin. Auch andere lecithinhaltige Pflanzenteile eigneten sich bisher nicht hierzu aus den oben angeführten Gründen.

Da nun in den letzten Jahren die Bedeutung des Lecithins für medizinische Zwecke immer mehr erkannt worden ist, man hat nämlich festgestellt, daß es ein zugleich nervenstärkender und die allgemeine Ernährung sehr vorteilhaft beeinflussender Stoff ist, so war es von großer Wichtigkeit, ein einfaches und billiges Verfahren zur Gewinnung dieses Körpers zu besitzen. Dabei ist zu bemerken, daß die verschiedenen Arten des Lecithins nach- den bisherigen Untersuchungen im wesentlichen die gleichen günstigen Wirkungen auf den menschlichen Organismus zeigen.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird nun ein jederzeit zur Verfügung stehendes, billiges und gleichmäßig zu erhaltendes Ausgangsmaterial benutzt, nämlich Weizenkeime. Diese eignen sich in ausgezeichneter Weise zur Gewinnung von Lecithin. Für das Verfahren ist es auch von Wichtigkeit, daß sich dieses Ausgangsmaterial, zufolge bestimmter physikalischer Eigenschaften, sehr leicht extrahieren läßt. Ganz ähnlich verhalten sich andere Getreidearten, z. B. Mais, Roggen, Gerste und dergl. Auch bei diesen Getreidearten ist es möglich, den Keim von dem Mehlteil des Samens zu trennen, so daß sich diese Feldfrüchte gleichfalls zur Gewinnung' des Lecithins eignen, doch dürfte im allgemeinen der Weizen in erster Linie in Frage kommen.

Um nun aus einem derartigen Ausgangsmaterial das Lecithin zu gewinnen, werden die von Feuchtigkeit befreiten, eine sehr lockere Masse bildenden Weizenkeime in zweckentsprechender Weise, z. B. durch Ausziehen mit Aceton oder Petroläther vom öl befreit, die zurückgebliebene lockere Masse mit Alkohol extrahiert und dann aus dieser Lösung das Lecithin durch Zusatz gewisser Mineralsalze, wie z. B. Chlorbarium, gefällt.

Es ist für das hier beschriebene Verfahren von wesentlicher Bedeutung, daß der durch Ausziehen mit Alkohol erhaltene Extrakt neben Lecithin Eiweiß, und viel Zücker, außerdem noch geringe Mengen von mineralischen und aromatischen Stoffen enthält. Der starke Zuckergehalt dieser Extraktionsmasse bedingt nämlich einerseits ihre sehr große Haltbarkeit, andererseits ist der Zucker für die in einer Operation zu erreichende, vollständige Trennung

bezw. Abscheidung des Lecithins wichtig. Es hat sich nämlich gezeigt, daß, wenn dieser Extrakt in etwa 7oprozentigem Alkohol gelöst und mit Mineralsalzen, wie z. B. Chlorbarium, gefällt wird, sowohl die Zuckerlecithin- »Verbindung« als auch die Eiweißlecithin- »Verbindung« glatt zerlegt wird, so daß sich freies, nur mit wenigen Nebenstoffen behaftetes Lecithin abscheidet; es bilden sich hierbei anderer-..

ίο seits höchstwahrscheinlich salzartige Verbindungen, wie z. B. die von Chlorbarium mit Zucker bezw. Eiweiß.

Dies ist umso überraschender, als alles, was bisher über das Verhalten des Lecithins zu Metallsalzen bezw. über das Verhalten alkoholischer Lecithinlösungen oder das Verhalten von Lecithin in Gegenwart von Eiweiß bekannt war, das Gegenteil vermuten ließ. So findet sich z. B. in der. Literatur die Angabe (Zeitschrift für physiologische Chemie, Bd. XV. S. 406), daß das Lecithin sich in Pflanzensamen, wahrscheinlich in lockerer Verbindung mit einem Eiweißstoff befinde, welche durch Erhitzen mit Weingeist sich zersetze. Eine derartige Zer-Setzung einer lockeren Verbindung des Lecithins mit einem anderen Körper beim Auskoehen des Ausgangsmaterials mit Alkohol wird auch in der Zeitschrift für physiologische Chemie, Bd. XIII, S. 374, angenommen.

Ferner befinden sich einige Angaben über das Verhalten von Lecithin gegen Metallsalze bezw. über die Fällung alkoholischer Lecithinlösungen mittels solcher Salze. Es wird z. B. angegeben (s. Zeitschrift für physiologische Chemie, Bd.XV,

S. 408), daß das Lecithin aus Wicken- oder Lupinensamen avis einer ätherisch-alkoholischen Lösung durch Chlorcädmium gefällt wird, und zwar, wie die Beschreibung des Körpers ergibt , als ein Doppelsalz: Lecithin -j- Chlorcadmium. Endlich sollen sich noch (Zeitschrift für physiologische Chemie, Bd. XXXVII, S. 184) wirkliche Salze des Lecithins mit Cadmium, Blei und dergl. in alkoholischer Lösung, und zwar nur in alkoholischer Lösung bilden; in diesem Falle handelt es sich allerdings um ein aus Gehirn gewonnenes Lecithin.

Gegenüber diesen Beobachtungen und Angaben erscheint das Verhalten des nach dem vorliegenden Verfahren darstellbaren Lecithins

So als ein außerordentlich überraschendes. Wahrscheinlich wird aus dem eigenartigen Ausgangsmaterial (Keimteil statt ganzer Samen) eine besondere Art von Lecithin gewonnen, welche sich dem bisher bekannten und insbesondere dem sogenannten »Ovo-Lecithin« gegenüber wesentlich anders verhält.

Soll nun das nach dem vorliegenden Verfahren erhaltene Lecithin noch weiter gereinigt werden, was aber für viele Verwendungszwecke

nicht nötig ist, so wird es aus den für dasselbe bekannten Lösungsmitteln, z. B. Äther oder Chloroform, durch Auflösen, Abfiltrieren von geringen Unreinigkeiten und Verdampfen des Lösungsmittels gewonnen. Ein auf diese Weise dargeteiltes· Lecithin ist sehr rein (90 bis 95 prozentig) und für die Weiterverarbeitung, sowie für den medizinischen Gebrauch vollkommen geeignet.

Beispiel 1: 4 Teile bei etwa 70 ° C. getrocknete frische Weizenkeime werden in einem der üblichen Extraktionsapparate mit etwa 16 Teilen Aceton extrahiert, derart, daß die Keime stets mit frischem Aceton ausgelaugt werden, während sich die Öllösung im unteren Teile des Apparates ansammelt. Nach beendeter Extraktion wird der Rückstand durch Erwärmen (zweckmäßig unter Anwendung eines Vakuums) von dem Rest des Acetons befreit; es kann dies aber auch durch Abblasen des Acetons mittels warmer, trockener Luft bewirkt werden.

Die zurückbleibende, sehr lockere, jetzt heller gewordene Masse wird nun wiederum in einem Apparat mit etwa 10 Teilen Alkohol (90 bis 95prozentig) vollständig extrahiert; dabei ist in diesem Falle der Apparat zweckmäßig so angeordnet, daß die Extraktion durch Berührung des zu extrahierenden Gutes mit warmem Alkohol erfolgt, während sich der Extrakt in dem unteren Teile des Apparates ansammelt. .

Diese warme alkoholische Lösung scheidet, wenn die Extraktion fortschreitet und sich dem Ende nähert, infolge der wachsenden Konzentration eine hellbraune, honigartige Zuckermasse ab, in welcher das Lecithin neben Eiweißkörpern und aromatischen Stoffen eingebettet ist. In diesem Zustande kann der Extrakt lange Zeit aufbewahrt und jederzeit auf Lecithin oder zu Nährpräparaten verarbeitet werden.

Soll daraus das Lecithin selbst gewonnen ■werden, so wird der Extrakt durch Abdestillieren — am besten im Vakuum — von Alkohol befreit. Hierbei wird die dicke Masse durch den kochenden Alkohol gleichmäßig verteilt, was für die folgende Auflösung im 60 bis 8oprozentigen Alkohol günstig ist. Um aus diesem Rückstand das Lecithin zu gewinnen, werden von ihm 15 Teile in etwa 150 Teilen 7oprozentigem Alkohol gelöst, von geringen Mengen ungelöster Substanz abfiltriert und dann durch Zusatz von Chlorbarium gefällt. Die Fällung geschieht in der Weise, daß man eine ioprozentige warme, wässerige Lösung des Salzes unter Umrühren der alkoholischen Lösung zusetzt, bis eine Probe keine Ausscheidung von Lecithin mehr zeigt.

Durch diese Arbeitsweise wird infolge der Gegenwart des Zuckers eine Zersetzung des Lecithins verhindert und weitaus der größte Teil desselben in freier Forrn abgeschieden, während das angewendete Metallsalz in Lösung

bleibt. Allerdings enthält das Lecithin noch kleine Mengen von Verunreinigungen. Um diese zu beseitigen, wird das Rohprodukt in etwa 5. Teilen Chloroform gelöst, von den. ge-

.5 ringen Mengen Verunreinigungen abfiltriert und durch Verdampfen des Lösungsmittels — .am besten im Vakuum — und möglichst, vollständiges Trocknen gewonnen. Aus 15 Teilen des obigen Extraktrückstandes erhält man im Durchschnitt 1 Teil Lecithin. Das auf diese Weise gewonnene Produkt ist eine sich fettig anfühlende, hellbraune, wachsartige Masse; es hat einen schwach aromatischen, charakteristischen Geruch, im. Gegensatz zu dem aus Eigelb gewonnenen Lecithin, welches in der Regel ranzig riecht. Im. übrigen zeigt es ■ das normale Verhalten der Lecithine; die Phosphorbestimmung ergab durchschnittlich einen Gehalt von .92 Prozent an reinem Lecithin.

Beispiel II: In vielen Fällen ist es nicht erforderlich, das Lecithin in reinem Zustande abzuscheiden, sondern es genügt, namentlich für die Herstellung von Nährpräparaten, die durch Extraktion der entölten Keime mit 90 bis 95 prozentigem Alkohol erhaltene, honigartige Zuckermasse," in welcher das Lecithin neben Eiweißkörpern und aromatischen Stoffen eingebettet ist.
Zur Herstellung dieser Masse kann man entweder nach Beispiel I oder wie folgt verfahren:

An Stelle des im Beispiel I benutzten Acetons eignet sich nämlich auch Petroläther, z. B. der bei ungefähr 55 bis 57 ° siedende des Ph. G. IV., sehr gut zur Extraktion; man wendet von diesem etwa 30 Teile auf 4 kg Keime an und führt im übrigen die Extraktion nach Beispiel I, also unter Verwendung eines geeigneten Extraktionsapparates, aus. Auch hierbei scheidet sich

40. bei fortschreitender Anreicherung des Lösungsmittels an gelösten Stoffen eine honigartige, nicht homogene Masse ab. Diese besteht aus einer Zuckermasse, in welcher das Lecithin ungleichmäßig verteilt ist und welche außerdem noch Eiweiß und aromatische Stoffe enthält.

Soll diese Masse auf »Extrakt« verarbeitet

werden, so ist es erforderlich, sie gleichmäßig zu verteilen, was mittels Durchtreiben durch ein Haarsieb oder auf ähnliche Weise erfolgen kann.

Der gleiche Zweck wird auch erreicht, wenn man unter gleichzeitiger Erhöhung der Konzentration den Rest des. Alkohols mittels eines starken Vakuums abdampft. Man erhält so einen fast homogenen, sehr dicken Sirup, in dem das Lecithin fein und gleichmäßig verteilt ist, je mehr sich die Masse konzentriert. Bei längerem Stehen wird nach den bisherigen Beobachtungen die Masse immer konsistenter und schließlich fest, ohne an ihren wertvollen Eigenschäften im geringsten, einzubüßen.

Der so erhaltene »Extrakt« besteht im wesentlichen aus einem Gemisch von Lecithin, Zucker und Eiweiß; und zwar besteht der Zucker größtenteils aus Rohrzucker und zum kleineren Teile aus Raffmose. Daneben finden sich mineralische Stoffe in geringerer Menge, welche durch die Extraktion ebenfalls dem Keim entzogen worden sind.

Schön die ganze Zusammensetzung- dieses Extraktes aus Lecithin, Zucker und Eiweiß, welche, die natürliche Mischung dieser Stoffe repräsentiert, zeigt, daß er als Nährpräparat von großem Wert ist. Außerdem besitzt er eine fast unbegrenzte Haltbarkeit, wie sie z. B. dem Honig eigentümlich ist. Der Extrakt eignet sich daher vorzüglich zur Darstellung von Nährsalzkakao, Schokolade, Kraftpulver, Nährmehl usw.; er'dient ferner als Zusatz zu beliebigen anderen Stoffen oder Mischungen, welche dadurch außer einer bedeutenden Erhöhung der allgemeinen Nährkraft, zugleich nervenstärkende Wirkung zu erzielen Vermögen. '

In den vorhergehenden Beispielen sind zwei typische Ausführungsformen des Verfahrens gezeigt; es lassen sich natürlich mannigfache Abänderungen vornehmen, um sich den jeweiligen Verhältnissen anzupassen, indem man z. B. zum Entölen statt des Acetons Petroläther, Schwefelkohlenstoff oder Äther verwendet oder die Menge dieser Lösungsmittel je nach den ver-' wendeten Apparaten abändert. Ferner läßt sich zum Extrahieren der entölten Keime statt des Äthylalkohols Methylalkohol verwenden; die Extraktion selbst kann in der Kälte oder Wärme erfolgen.

Ferner ist nicht nötig, zwecks Herstellung des reinen Lecithins aus dem Extrakt diesen vollständig von Alkohol durch Abdampfen oder dergl. zu befreien, sondern es genügt auch, einen Teil des Alkohols abzudestillieren und nun durch Zusatz entsprechender Mengen von Wasser oder verdünntem Alkohol, je nach der Art des Getreides bezw. des verwendeten Keimes eine Lösung des Extraktes in annähernd 70 prozentigem Alkohol herzustellen. Doch ist es in diesem Falle vorteilhaft, durch mechanische Behandlung die Masse gleichmäßig zu machen, um eine glatte Auflösung des Extraktes zu erzielen welche für die darauf folgende Fällung des Lecithins geeignet ist.

Bei der Fällung des Lecithins ist es vorteilhaft, wenn die zu fällende alkoholische Lösung zunächst warm gehalten wird, worauf man diese, wenn eine Probe die Vollständigkeit der Fällung anzeigt, abkühlen läßt. Es genügt hierbei vollkommen, wenn auf gewöhnliche Temperatur abgekühlt wird; es steht aber nichts im Wege, mit der Temperatur bis zu o° C. oder tiefer herunterzugehen. Die Fällung selbst kann anstatt mit Chlorbarium mit anderen Mineralsalzen, wie z. B. Chlorzink, Chlorcad-

mium, Chlornatrium, Chlorkalium usw. bewirkt werden. Auch hier richtet es sich jeweils nach den Versuchsbedingungen, welches Salz man anwenden will und ob man dieses in wässeriger oder alkoholischer Lösung zusetzt.

Für das Umlösen des abgeschiedenen Lecithins, um es auf einen Reingehalt von 90 bis 95 Prozent zu bringen, lassen sich außer den üblichen Lösungsmitteln Chloroform, Alkohol,

ίο Schwefelkohlenstoff, auch Äther, 'Essigäther, Benzol usw. anwenden.

Als Nebenprodukte des neuen Verfahrens erhält man neben den extrahierenden Keimen das sogenannte Keimöl; dieses kann entweder auf Glyzerin und Fettsäuren verarbeitet werden oder infolge seiner Eigenschaft als »trocknendes Öl« zur Fabrikation von Lacken und Firnissen dienen, Die extrahierten Keime besitzen noch einen ziemlich hohen Gehalt an Eiweiß und sind, da sie im übrigen keine wesentlichen chemischen Veränderungen erlitten haben, z. B. als Viehfutter verwendbar.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :
   Verfahren zur Herstellung eines lecithinhaltigen Präparates bezw. zur Gewinnung von freiem Lecithin, dadurch gekennzeichnet, daß Getreidekeime nach dem Entfernen der in ihnen enthaltenen Feuchtigkeit mit Aceton, Petroläther, Schwefelkohlenstoff oder Äther entölt und mit 90 bis 95prozentigem Äthyl- oder Methylalkohol extrahiert werden, worauf man:

   a) den alkoholischen Auszug durch Eindampfen, zweckmäßig im Vakuum, möglichst vom Alkohol befreit, so daß man eine im wesentlichen aus Lecithin, Zucker und Eiweiß bestehende Masse erhält;

   b) zwecks Isolierung des freien Lecithins das unter a j gekennzeichnete Gemisch in 60 bis 80 prozeritigem Äthylalkohol löst und das Lecithin aus der alkoholischen Lösung durch Zusatz von Mineralsalzen ausfällt und gegebenenfalls in bekannter Weise weiter reinigt.