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Verfahren zur Gewinnung von Vitaminen. Durch das Hauptpatent -115313
ist ein Verfahren zur Gewinnung von Vitaminen aus frischen Pflanzen oder Hefen geschützt,
mach dein die z. B. durch Auspressen erhaltenen Säfte zwecks Unterbindung des Enzymwachstums
sofort nach ihrer Gewinnung mit neutralen 'Metallsalzen behandelt, eingedampft und
wiederholt extraliiert werden. Dabei ist von besonderer Wichtigkeit, daß sämtliche
Maßnahmen zwecks Vermeidung der leicht eintretenden Zersetzung der Vitamine durch
Oxydation in einem indifferenten Medium oder ini Vakuum vorgenommen werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft Verhesserungen dieses Verfahrens,
die insbesondere gestatten, außer dem antiskorbutisch wirkenden Vitamin C auch andere
Formen der Vitamine zu gewinnen, insbesondere das Vitamin A und diesem nahestehende
Vitamine, die das Wachstum wesentlich beeinflussen.
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Eine erste Verbesserung des Verfahrens nach dein Hauptpatent besteht
darin, daß die für die Behandlung der frisch gewonnenen Pflanzensäfte verwendeten
neutralen Salze des Bleis, Quecksilbers usw. durch freie Säuren ersetzt werden,
wie z. B. Zitronensäure, Weinsäure oder Essigsäure. Bei Verwendung der Zitronen-
und Weinsäure ist es vorteilhaft, sie in fester Form unmittelbar auf die Pflanzen
einwirken zu lassen, ehe irgendwelche anderen -Maßnahmen angewendet werden. Die
in dieser Weise vorbehandelten Pflanzen «-erden hierauf zerstampft, zerquetscht
oder ausgepreßt. Der so erhaltene Saft enthält ohne weiteres die nötige Säuremenge,
die gegebenenfalls auch noch durch Zusatz weiterer Säure erhöht werden kann. Zweckmäßig
wird die durch Titration feststellbare Säuremenge in dein durch Zerquetschen oder
Auspressen erhaltenen Pflanzensaft auf o,6 bis o,7 Prozent bemessen.
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Diese Anwendungsform der Zitronen- und der Weinsäure hat sich als
besonders vorteilhaft bei .der Behandlung solcher Pflanzen erwiesen, die sehr wirksame
oxydierende Fermente e_ithälteii, wie z. h. die Kartoffel. Bei Verwendung der Essigsäure
verfährt inan zweckmäßig so, daß man die Säfte zunächst den Pflanzen durch Auspressen,
Zerstampfen usw. entzieht und ihnen hierauf' bis zu etwa i Prozent Essigsäure zusetzt.
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Die weitere Behandlung der zwecks Unterbindung der Enzvinwirkung mit
den Säuren zersetzten Säfte erfolgt nach dem - gegebenenfalls in einigen Beziehungen
geänderten bzw. verbesserten - Verfahren des Hauptpatents. Die Verbesserungen bestehen
zunächst darin, daß die Extraktion der Vitamine aus den in der angegebenen Weise
vorbehandelten Ausgangsstoffen in einem Soxhletapparat, aber unter ganz neuer Gebrauchsweise
desselben, erfolgt. InVerbindung hiermit können auch neue Trocken- und Verpackungsvorrichtungen
gebraucht werden.
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Die nach der Erfindung zu verwendende Vorrichtung ist in den Abb.
i und 2 veranschaulicht. Wie aus der in Abb. i der beiliegenden Zeichnung gegebenen
Gesamtdarstellung hervorgeht, gelangt der z. B. in der hvdraulischen Presse i gewonnene
Saft in den Autoklaven 2, wo er mit den enzymschwächenden Zusatzmitteln, wie z.
B. Zitronensäure, behandelt wird. Alsdann geht er durch eine Filterpresse 3, worauf
er in einen zweiten Autoklaven 6 übergeführt wird. Der Rückstand der in diesem Autoklaven
ausgeführten Eindampfbehandlung wird weiter mit einem Lösungsmittel in dem Soxhletapparat
behandelt.
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Die durch die Erfindung gegebene Verbesserung gegenüber der "bekannten
Arbeitsweise des Soxhlet bezieht sich auf den Fall, daß Glycerin oder ein.anderes
Lösungsmittel verwendet wird, das bei der gegebenen Temperatur bei erniedrigtem
Druck nicht siedet. Das Extraktionsgut wird nach der Erfindung nicht, wie bei der
allgemein üblichen Verwendungsart des Soxhlet, in den Behälter i i,* sondern in
den Sammelbehälter 14 gebracht. Der ganze Innenraum des Soxhlet ist dabei mit wasserfreiem
Glycerin angefüllt. Das Glycerin lJ.uft in dem Soxhlet in geschlossenein
Kreislauf
uiit und durchströmt dabei den Behälter i.1, in dein sich das Extraktionsgilt z.
B. in einem Taschenfilter befindet, finit einer Temperatur von etwa 3o bis 35-.
Beim Durchgang durch die ini oberen Teil des Soxlilet angeordnete Rohrschlange 18
wird e unter o abgekühlt.
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Durch den Temperaturunterschied zwischen dein in lein Ballon 14 sich
befindlichen, auf 30 bis 35 erwärmten Glycerin und dein die Rohrschlange
18 durchströmenden, unter o° # abz# -ekühlten Glycerin wird ein kständiger ZD Kreislauf
dieser Flüssigkeit be-lvirkt. Die Umlaufsrichtung des Glycerins ist in Abb.2 durch
Pfeile angegeben. Das <furch den Behälter 1d. laufende Glycerin wird bei der
dort herrschenden Temperatur voll 35' mit dem ungereinigten Produkt gesättigt.
Bei der Abkühlung unter o= scheidet es einen Teil-der aufgenommenen Stoffe wieder
aus, und zwar in den Behälter i i, der als \Vaschvorrichtung dient und an dessen
Boden ein Filter, z. B. aus Papierstoff, angeordaet ist.
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Durch Wiederholung der beschriebenen Maßnahmen ist es möglich, das
ungereinigte, in dein Glycerin aufgelöste Produkt zu fraktionieren und schließlich
die reinen und von den in dein rohen Produkt enthaltenen Verunreinigungen befreiten
Vitamine zu erhalten.
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Zur Ausführung der erforderlichen Trocknungsvorgänge kaum inan vorteilhaft
eine mit elektrischer Heizung versehene Einrichtung verwenden, wie sie in Abb. 3
ini Schnitt dargestellt ist. Die \-orrichtung besteht aus einem zweckmäßig zylindrisch
gestalteten Behälter 22, der durch einen Deckel23 verschlossen werden kann. Der
Behälter ist für Evakuierung eingerichtet, z. B. am Deckel mit einer Zuleitung 24
versehen, die an eine Vakuunipunipe angeschlossen «erden kann. Iin Innern des Behälters
ist ein z. B. Platten-oder tischförmiger Heizwiderstand 25 angeordnet, der zur Aufnahme
der zu trocknenden Produkte dient. Am Boden des Behälters befindet sich eine hinreichende
Menge eines Trockenmittels 27, z. B. von Schwefelsäure. Der Behälter 22 taucht in
seinem unteren Teil in eine zweckmäßig durch einen Wasserstrom gekühlte Wanne 28.
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In Abb. .M endlich ist in perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung
dargestellt, die nach der Erfindung dazu dient, eine sichere Verpackung unter Ausschluß
der Feuchtigkeit insbesondere in solchen Fällen zu ermöglichen, in denen die Endprodukte
in stark wasseranziehender Form erhalten werden. Die Vorrichtung besteht ini wesentlichen
aus einem Kasten 31 mit einer Üffnung 32, die sich gegebenenfalls durch einen
Deckel 33 verschließen läßt. Auf einer Seite des Behälters befiii(len sich zwei
in geeignetem Abstand angeordnete Aus-,chnitte zur Einführung der Hände des finit
@ler Verpackung beschäftigten Arbeiters. An den Ausschnitten sind nachgiebige Schutzhüllen,
z. B. Gummihandschuhe, befestigt, d:e auch «-:ihrend der Verpackungsarbeit den Zutritt
von feuchter Luft in den Kasten verhindern.
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In dem Behälter befindet sich ferner eine kleine Schale 35, z. B.
aus Blei bestehend, in der sich ein Absorptionsmittel für die Feuchtigkeit, z. B.
Schwefelsäure, befindet. Die zur Verpackung nötigen Handgriffe lassen sich mit Hilfe
der beschriebenen Vorrichtung in einer vollkommen trockenen Atmosphäre ausüben.
Beispiel. Gewinnung des antiskorbutisehen Vitamins oder Vitamins C.
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Aus frischem Kohl wird der Saft durch Ausquetschen in einer hydraulischen
Presse gewonnen und unmittelbar darauf durch Behandlung mit neutralem Bleiacetat
der Einwirkung der Enzyme entzogen, worauf das Blei mit Schwefelwasserstoff ausgefällt
wird. Hierauf wird der Saft bei einer -Temperatur voll etwa 35- ini Vakuum
bis zur sirupartigen Konsistenz derart eingedickt, daß er noch 4.o bis 5o Prozent
seines Gewichts Wasser enthält. Der eingedickte Saft wird darauf ebenfalls ini Vakuum
in Gegenwart von Schwefelsäure bei einer Temperatur von ;c unter Benutzung der
\ -orrichtung nach Abb. 3 getrocknet. Durch die Trocknung erhält man ein
weißgelbliches Pulver, von dem 2,5 g etwa ioo g des anfänglich erhaltenen Saftes
entsprechen. Durch wiederholte Extraktion mittels Glycerins im Soxhlet in (fier
oben beschriebenen Weise gelingt es, hierans das Vitamin C in kristallinischer Form
zu erhalten. Das Vitamin C ist wasserlöslich und ergibt auch in höherer Konzentration
klare Lösungen, Fette enthält es im wesentlichen nicht, wie durch Behandlung mit
fettlösenden -Mitteln, -,vie Äther, Essigester, Petroläther usw. und schnelle Trennung
von diesen, sich feststellen läßt. Auch lassen sich in dem Vitamin C keine Proteine
nachweisen.
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Durch zweckmäßige Ausgestaltung der beschriebenen Arbeitsweise kann
man auch das Vitamin A und ähnliche wachstuinfördernde fettlösliche Vitamine erhalten.
Als Ausgangsstoffe kommen hierfür in Betracht: i. der z. B. durch hvdratili@ches
Auspressen erhaltene frische Saft von Pflanzen, die das Vitamin A enthalten, z.
B. von Tomaten, 2. das bei der Pressung zurückgebliebene -Mark und andere Rückstände.
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Bei der Verarbeitung der Pflanzensäfte auf Vitamin A verwendet nian
zweckmäßig zur
Aufhebung der Enzymwirkung die oben erwähnten organischen
Säuren, wie Zitronensäure, Weinsäure oder Essigsäure. Die durch die Behandlung des
Saftes in einer Appretur entsprechend Abb. i erhaltenen Rückstände werden mit einem
geeigneten Lösungsmittel im Soxhletapparat behandelt.
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Für die Gewinnung des VitaminsA kommen als Lösungsmittel Benzol, der
handelsübliche Petroläther, gereinigter Petroläther, Aceton, Chloroform u. dgl.
in Betracht. Wenn der der Extraktion unterworfene Rückstand mehr als io Prozent
`Wasser enthält, schaltet man n@'ecliniaßig vor der Behandlung finit den genannten
Mitteln eine Extraktion mit Äthylalkohol oder -Methylalkohol von 98° ein.
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Im einzelnen kann man den Extraktionsprozeß z. B.- so durchführen,
daß das getrocknete und pulverisierte Produkt zunächst mit Petroläther extrahiert
wird. Die Petrolätlierextraktion wird mit 2 Volumen 1Metlivlalkohol, der mit gebranntem
Kalk gesättigt ist, gemischt und umgerührt. Nach Zugabe von i Volumen Wasser trennt
man die niedergeschlagenen Teile und die Alkoholwasserlösung von Petroläther-Alkohol.
Hierauf wiederholt inan die beiden vorstehenden Maßnahmen mit der Lösung Petroläther-Alkohol,
welche die Vitamine A enthält. Durch Verdampfen des Petroläthers ergibt sich eine
ölige Substanz von gelblich-grüner, orangenartiger oder roter Färbung, die die Vitatnine
A in höherer Konzentration enthält.
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Das Präparat kann z. B. durch Behandlung mit Tierkohle entfärbt «-erden
; (las auf diese Weise erhaltene Produkt zeigt alle Eigenschaften des wachstumfördernden
Vitamins A, ist fettlöslich und scheint keinen Stickstoff zu enthalten. Ferner kann
man, wie erwähnt, zur Gewinnung des Vitamins A die bei (lern Auspressen des Pflanzensaftes
übriggebliebenen Rückstände, z. B. Tomatenmark, benutzen. Man verfährt hierbei -zweckmäßig
folgendermaßen: "Zunächst trocknet man schnell bei einer Temperatur, die zweckmäßig
zwischen 2o bis 30° erhalten wird, unter gleichzeitiger Benutzung niedrigen Druckes
in Gegenwart von Schwefelsäure. Die getrocknete Masse wir(- zu feinem Pulver gemahlen
und alsdann im Soxhlet in der beschriebenen Weise extrahiert.