DE3606735C2 - Verfahren zur Herstellung von stabilen ozonisierten Ölen aus ungesättigten Pflanzenölen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her­ stellung von stabilen ozonisierten Ölen aus ungesät­ tigten Pflanzenölen unter Entfernung von physiolo­ gisch bedenklichen niedermolekularen Aldehyden und Ketonen. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert wert­ volle Produkte, die sich zur therapeutischen und kos­ metischen Anwendung bei Mensch und Tier eignen.

Die keimtötende Wirkung von ozonisiertem Oli­ venöl ist seit längerer Zeit bekannt (vgl. beispiels­ weise G. Cronheim, Journal of the American Pharma­ ceutical Association, Bd. 36 (1947), S. 274). Ent­ sprechende Handelsprodukte wurden jedoch wegen ihrer leichten Zersetzbarkeit bald wieder aus dem Handel gezogen (vgl. M. Schönbauer, OzoNachrichten, Bd. 3 (1984), S. 28).

Bei der Umsetzung von Ozon mit ungesättigten Fettsäuren entstehen als therapeutisch wertvolle Wirkstoffe peroxidische Produkte und als unerwünsch­ te Nebenprodukte niedermolekulare Aldehyde und Ke­ tone, insbesondere Malondialdehyd.

Die peroxidischen Produkte werden aufgrund ihrer keimtötenden Wirkung gegenüber Bakterien, Pil­ zen und Hefen, beispielsweise in der Dermatologie bei Pilzerkrankungen, Ulcus cruris, schlecht heilenden Wunden, infizierten Wunden und dergleichen, eingesetzt. Demgegenüber sind die als Nebenprodukte gebildeten Ketone und Aldehyde therapeutisch ohne Wirkung und großenteils physiologisch bedenklich. Letzteres trifft insbesondere für Malondialdehyd zu, der bei vollständiger Ozonisierung von ungesättigten Pflan­ zenölen in nicht unbeträchtlichen Mengen auftritt (vgl. Registry of Toxic Effects of Chemical Substan­ ces, U. S. Department of Health and Human Services, 1984).

Aufgabe der Erfindung ist es, ozonisierte Pro­ dukte aus ungesättigten Pflanzenölen bereitzustellen, die therapeutisch wertvolle Produkte darstellen, über lange Zeit hinweg stabil sind und einen mög­ lichst geringen Gehalt an niedermolekularen Aldehy­ den und Ketonen, insbesondere Malondialdehyd, auf­ weisen.

Im Verlauf von Untersuchungen, die zur Lösung dieser Aufgabe angestellt wurden, wurde festgestellt, daß sich Malondialdehyd aus Produkten, die durch Einleiten eines Ozon-Sauerstoff-Gemisches bis zur Sättigung des Produkts erhalten worden sind, leicht zu weit über 50 Prozent mit Wasser extrahieren läßt. Dieses Verfahren ist jedoch nicht praktikabel, da dabei die therapeutisch nutzbaren Peroxide zu etwa 90 Prozent zerfallen. Erfindungsgemäß wurde ein spe­ zielles Extraktionsverfahren aufgefunden, das eine weitgehende Entfernung von Malondialdehyd ermöglicht, ohne daß es zu einer erheblichen Verminderung der Peroxidzahl, die ein Maß für den Gehalt an peroxi­ dischen Produkten und somit für die Güte des Pro­ dukts darstellt, kommt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von stabilen ozonisierten Ölen aus ungesättigten Pflanzenölen durch Einleiten eines Ozon-Sauerstoff-Gemisches in das Öl bis zur Sätti­ gung, das gekennzeichnet ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte.

Als ungesättigte Pflanzenöle kommen beispielsweise Olivenöl, Distelöl, Weizenkeimöl, Leinöl, Mandelöl, Nußöl, Sonnenblumenöl, Mohnöl, Sesamöl, Rizinusöl, Krotonöl, Sojaöl und Palmöl in Frage. Oliven- und Distelöl werden bevorzugt. Ganz besonders bevorzugt wird Olivenöl.

Das verwendete Redoxsystem, das zu radikali­ schen Reaktionen fähig ist, wirkt im Organismus so­ wohl als Elektronenakzeptor als auch als Elektronen­ donator. Besonders bevor­ zugt als Redoxsystem wird Ascorbinsäure.

Zur Durchführung der Extraktionsbehandlung hat sich ein pH-Wert von 3,5 bis 6,5 als besonders geeignet erwiesen. Zur Gewährleistung dieses pH-Be­ reichs können beispielsweise Ascorbinsäure oder Citronensäure eingesetzt werden.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezug­ nahme auf Olivenöl näher erläutert. Entsprechende Ausführungen gelten auch für die Verwendung von Di­ stelöl und anderen ungesättigten Pflanzenölen.

Es wird reines Olivenöl entsprechend DAB 8 verwendet. Die Herstellung des Ozon-Sauerstoff-Gemi­ sches erfolgt dabei unter Beachtung der Vorschriften zur Herstellung oder Abfüllung von medizinischem Sauerstoff. Das Ozon wird durch stille elektrische Entladung (absolut stickstofffrei, um die Bildung von aggressiven und reaktionsfähigen Stickoxiden, insbesondere Radikalen, zu vermeiden) gebildet. Bei der Ozonisierung des Öls wird mit einem kontinuier­ lichen Durchlauf mit einem Gasfluß im Bereich von 1 bis 2 Liter pro Minute gearbeitet. Die verwendete Ozon-Konzentration liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 70 µg pro ml. Die Durchperlung des Öls er­ folgt unter Verwendung eines zylindrischen Gefäßes mit möglichst hoher "Wassersäule" unter Thermostati­ sierung bei ca. 20°C. Dabei ist ein kontinuierlicher Durchfluß, insbesondere kurz vor der Sättigungsgren­ ze, die sich durch Festwerden des Produkts bei 20°C bemerkbar macht, wichtig. Für 12 Liter bei einer Ge­ samthöhe des zylindrischen Gefäßes von 60 cm und einem Durchmesser von ca. 20 cm ist eine gleichmäßi­ ge Durchperlungszeit von 180 bis 300 Stunden je nach Ozonkonzentration des Ozon-Sauerstoff-Ausgangsgemi­ sches erforderlich.

Zur Extraktionsbehandlung werden pro 1 g ozo­ nisiertes Öl etwa 2 bis 20, insbesondere 3 bis 10 und vorzugsweise etwa 5 ml wäßrige Extraktionslö­ sung verwendet. Die Extraktion erfolgt vorzugsweise durch eine 10- bis 60minütige Ausschüttelung. Zur Steigerung der Effektivität kann der Ausschüttelvor­ gang mehrfach durchgeführt werden. Im Extrakt even­ tuell noch vorhandenes überschüssiges Sulfit kann durch Ausschütteln der öligen Phase mit 2prozenti­ ger wäßriger Ascorbinsäurelösung entfernt werden.

Maßgebend für die Qualität des Produkts sind insbesondere die Peroxidzahl, bestimmt gemäß Sully (DGF-Einheitsmethoden zur Untersuchung von Fetten, Fettprodukten und verwandten Stoffen, Deutsche Ge­ sellschaft für Fettwissenschaft, Münster/Westfalen, 1950, S. 76) und der Gehalt an Malondialdehyd (be­ stimmt gemäß H. Scherz et al., Mikrochem. Acta, Heft 5, 1967).

Besonders bevorzugte Kombinationen für die erfindungsgemäße Extraktionsbehandlung sind Ascor­ binsäure + Butylhydroxyanisol, Citronensäure und Butylhydroxyanisol sowie Ascorbinsäure und Hydrogen­ sulfit.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Bei­ spielen näher erläutert.

Bestimmung von Malondialdehyd

Die Bestimmung beruht auf der Reaktion von Malondialdehyd mit 2-Methylindol in alkoholisch-salz­ saurer Lösung zu einem beständigen, intensiv gefärb­ ten Komplex.

Reagentien und Standardlösungen:

0,1 g 2-Methylenindol in 100 ml reinem EtOH gelöst; kurz vor der Verwendung 25 ml konz. HC1 zu­ gesetzt.

Eichreihe: 45,86 mg Malondialdehydtetraäthylacetal werden mit 3 ml konz. HC1 versetzt und 3 min auf 50°C erwärmt. Danach wird mit destilliertem H₂O auf 500 ml ergänzt. 100, 200, 300, 400 und 500 µl dieser Lösung werden auf 1 ml aufgefüllt und mit 2 ml 2-Methylin­ dollösung versetzt. Gleichzeitig wird ein Blindwert bestimmt, wobei 1 ml destilliertes H₂O mit 2 ml Rea­ genslösung versetzt wird. Nach 20 min wird die Ex­ tinktion bei 555 nm gemessen.

Bestimmungen von Malondialdehyd im ozonisier­ ten Öl: Etwa 1 g des festen Öls wird genau eingewo­ gen und unter N₂-Atmosphäre zur Verflüssigung etwas erwärmt (ca. 30°C). Da das Öl mit den Reagentien nicht mischbar ist, werden außer 2 ml Methylindol noch 1 ml destilliertes H₂O zugesetzt und während der 20 min Reaktionszeit unter N₂-Atmosphäre mit einem Magnetrührer gerührt, um eine vollständige Reaktion des Malondialdehyds zu ermöglichen. Gemes­ sen wird dann die alkoholische Phase (nach dem Ab­ setzen des Fettes) im Vergleich mit der jedes Mal parallel angesetzten Eichreihe.

Bestimmung der Peroxidzahl

In einem trockenen, entfetteten Kolben mit aufgesetztem Kühler werden 10 ml Eisessig und 10 ml Chloroform zur Entlüftung der Mischung 2 min unter Rückfluß erhitzt, danach 1 kg KJ in 1,3 ml H₂O (frisch zubereitet) zugegeben, ohne das Sieden zu unterbrechen, und nach weiteren 2 min etwa 1 g Öl (genau eingewogen) zugesetzt. Nach 4 min werden 50 ml destilliertes H₂O zugegeben und auf Zimmertemperatur abgekühlt.

Nach Zugabe von 1 ml 1prozentiger Stärkelö­ sung werden unter Umschwenken mit 0,1 n Natriumsul­ fatlösung bis zur Farblosigkeit der wäßrigen Schicht titriert.

Berechnung:

Beispiel 1

12 Liter Olivenöl (gemäß DAB 8) werden in ein zylindrisches Gefäß von ca. 20 cm Durchmesser gege­ ben. Die Füllhöhe beträgt ca. 60 cm. Das Gefäß wird auf 20°C thermostatisiert. Durch das Gefäß wird 240 Stunden lang gleichmäßig ein Ozon-Sauerstoff-Gemisch mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 1 bis 2 Li­ ter/min durchgeperlt. Dieses Ozon-Sauerstoff-Gemisch ist durch stille elektrische Entladung von reinem, stickstofffreiem Sauerstoff hergestellt worden. Seine Ozon-Konzentration beträgt ca. 60 µg/ml.

Das erhaltene Produkt weist eine Peroxidzahl (POZ) von 929 und einen Malondialdehyd-Gehalt von 445 µg/g Öl auf.

100 g des ozonisierten Öls werden unter Stick­ stoffatmosphäre unter Rühren auf 30°C bis zur Ver­ flüssigung langsam entfernt und mit 500 ml einer 2prozentigen Ascorbinsäurelösung in Gegenwart von 5 ml 38prozentiger NaHSO₃-Lösung versetzt. Nach 15minütigem Ausschütteln werden die Phasen getrennt und die ölige Phase erneut mit 300 ml einer 2pro­ zentigen Ascorbinsäurelösung ausgeschüttelt, um das überschüssige Sulfit vollständig zu entfernen. Bei erneuter Peroxidzahlbestimmung des Produkts ergibt sich ein Wert von 876. Im wäßrigen Extrakt ergibt sich eine POZ von 0. Das ölige Produkt enthält Malon­ dialdehyd in einer Menge von 68 µg/g Öl und der wäß­ rige Extrakt 424 µg/g Extraktionsmittel.

Dies bedeutet, daß durch die Extraktionsbe­ handlung der Malondialdehyd zu 85 Prozent entfernt worden ist, während sich die Peroxidzahl nur um 5,7 Prozent verringerte. Der wäßrige Extrakt enthält, wie gewünscht, keine Peroxide, während der Malon­ dialdehyd fast vollständig in die wäßrige Phase übergegangen ist.

Beispiel 2

Proben des gemäß Beispiel 1 hergestellten ozonisierten Olivenöls werden unterschiedlichen Ex­ traktionsbehandlungen unterworfen. Hierzu wird je­ weils 1 g ozonisiertes Öl mit verschiedenen wäßri­ gen Lösungen 15 Minuten lang ausgeschüttelt. An­ schließend werden POZ und Malondialdehydgehalt er­ mittelt. Die Ergebnisse sind in nachstehender Ta­ belle zusammengestellt.

Tabelle

Sämtliche hier angeführten Werte sind Mittel­ werte aus 2 Bestimmungen.

x)1 bedeutet, daß der betreffende Parameter nicht be­ stimmt wurde,
x)2 überschüssiges Sulfit wurde durch einmaliges Aus­ schütteln des Öls mit 10 ml H₂O (2 g Ascorbin­ säure/100 ml) vollständig entfernt, wobei sich POZ und Malondialdehydgehalt des ozonisierten Öls nicht wesentlich veränderten: die Peroxid­ zahl sank von 876 auf 860, der Malondialdehydge­ halt von 68 µg/g auf 52 µg/g.
X Butylhydroxyanisol.

Besonders günstige Ergebnisse werden demnach durch Kombination von Ascorbinsäure und Butylhydro­ xyanisol, Citronensäure und Butylhydroxyanisol sowie Ascorbinsäure und Hydrogensulfit erhalten.

Beispiel für ozonisiertes Distelöl

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von stabilen ozoni­ sierten Ölen aus ungesättigten Pflanzenölen durch Ein­ leiten eines Ozon-Sauerstoff-Gemisches in das Öl bis zur Sättigung, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Ozonisierung eine Extraktionsbehand­ lung in saurem Milieu in Gegenwart eines zu einer ra­ dikalischen Reaktion fähigen Redoxsystems, das unter Ascorbinsäure, Citronensäure, Vitamin A, Vitamin E und chinoiden/benzoiden Systemen ausgewählt ist, und in Ge­ genwart eines künstlichen oder natürlichen Antioxida­ tionsmittels, das unter Butylhydroxyanisol, Gallat und biologischen Antioxidantien ausgewählt ist, oder von Hydrogensulfit durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man als ungesättigtes pflanzliches Öl Olivenöl, Distelöl, Weizenkeimöl, Lein­ öl, Mandelöl, Nußöl, Sonnenblumenöl, Mohnöl, Sesamöl, Rizinusöl, Krotonöl, Sojaöl oder Palmöl verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die Extraktion bei einem pH-Wert von 3,5 bis 6,5 durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man zur Gewährleistung des sauren Milieus Ascorbinsäure oder Citronensäure ver­ wendet.