DE69025371T2 - Verwendung von Lysophospholipiden als OBERFLÄCHENAKTIVE MITTEL - Google Patents
Verwendung von Lysophospholipiden als OBERFLÄCHENAKTIVE MITTELInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Tensids.
- Sojabohnenlecithin, Sucrosefettsäureester, Glycerinfettsäureester, Sorbitanfettsäureester, Propylenglykolfettsäureester sind herköminlicherweise allgemein als Lebensmitteltenside verwendet worden. Darunter ist Sojabohnenlecithin mit dem Ziel, dessen HLB-Wert spezifisch zu verbessern, modifiziert worden. Das heißt, obschon Sojabohnenlecithin ausgezeichnet ist, was die Sicherheit betrifft, ist sein HLB-Wert so niedrig wie 3 bis 8, was nicht nur zu den Nachteilen führt, daß das Lecithin schwierig in Wasser zu lösen ist, sondern auch, daß seine Tensidwirkung nur innerhalb eines begrenzten Bereichs gezeigt wird, was dessen begrenzte Verwendung beinhaltet. Aus diesem Grund ist eine Untersuchung über die Modifizierung von Sojabohnenlecithin durchgeführt worden, um es mit einem HLB-Wert auszustatten, der ungefähr vom selben Ausmaß ist wie derjenige anderer Emulgatoren mit höherem HLB.
- Sojabohnenlecithin ist dank dessen leicht modifizierbarer Struktur durch eine Vielfalt an Mitteln einschließlich der Transphosphatidylierung (japanisches offengelegtes Patent Nr. 61-199749), Acetylierung, Hydroxylierung, Hydrolyse der Fettsäurestruktureinheit modifiziert worden. Folglich befindet sich Transferlecithin als Bestätigung in praktischem Gebrauch, daß Transferlecithin, in dem das an die Phosphorylgruppe von Ledthin gebundene Cholin durch einen mehrwertigen Alkohol wie etwa Glycerin, Glucose, Sorbit und dergleichen substituiert ist, einen HLB-Wert von etwa 15 hat.
- Einige andere durch chemische Synthese hergestellte Tenside, zum Beispiel der Sucrosefettsäureester, in dem der Monoestergehalt auf 95% oder mehr erhöht ist, haben jedoch einen HLB-Wert von nahezu 20 und sie werden aufgrund ihrer ausgezeichneten und einzigartigen, deren hohem HLB-Wert zu verdankenden Tensidwirkung auf verschiedenen Gebieten allgemein verwendet.
- Die EP-75 463 offenbart Lysophosphatidsäure umfassende Emulgatoren.
- Die EP-125 039 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phospholipidsaccharidderivaten.
- Die EP-288 255 offenbart Phospholipidderivate mit zwei Phosphatidylresten.
- Die JP-63-279 753 offenbart die Herstellung eines enzymmodifizierten Lecithins.
- Die JP-61-088 886 offenbart ein enzymatisches Verfahren zur Herstellung eines Phospholipidalkoholderivats.
- Die vorliegende Erfindung ist die Verwendung eines synthetischen Produkten bezüglich der Sicherheit überlegenen Lecithintensids, eines das aufgrund des höheren HLB-Werts als herkömmliche Produkte gebrauchsfertig ist und das eine bemerkenswertere Tensidaktivität besitzt.
- Die vorliegende Erfindung, welche den vorstehenden Gegenstand erfolgreich erreicht, ist die Verwendung eines Tensids, das ein oder mehr Lysophospholipide enthält, die durch die allgemeine Formel
- dargestellt werden [worin R¹ und R² ein Wasserstoffatom oder den Acylrest einer Fettsäure darstellen, aber eines von R¹ und R² ein Wasserstoffatom ist und das andere eine Acylgruppe ist. X stellt eine nach Entfernen eines Wasserstoffatoms von einer wahlfreien Hydroxylgruppe des mehrwertigen Alkohols verbleibende organische Gruppe dar]; das in der vorliegenden Erfindung verwendete Tensid wird durch Behandeln des durch
- dargestellten Phosphatidsäurederivats [worin R³ und R&sup4; den Acylrest einer Fettsäure darstellen; X stellt eine nach Entfernen eines Wasserstoffatoms von einer wahlfreien Hydroxylgruppe des mehrwertigen Alkohols verbleibende organische Gruppe dar] mit Lipase oder Phospholipase A&sub2; zur teilweisen Hydrolyse hergestellt.
- Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Tensid ist das, bei dem der mehrwertige Alkohol, welcher der organischen Gruppe X in den allgemeinen Formeln (1) und (2) entspricht, Ethylenglykol, Glycerin, Sorbit, Mannit, Glucose, Galactose, Fructose, Sucrose oder Lactose ist. Mit anderen Worten zeigt das Tensid mit der organischen Gruppe, die ihnen entspricht, einen bis 20 oder mehr hohen HLB-Wert, löst sich leicht in Wasser und zeigt ausgezeichnete Eigenschaften, die denjenigen der herkömmlichen Lecithintenside hinsichtlich einer großen Anzahl von Punkten wie etwa Schäumkraft, Permeationsvermögen, Lösungsvermögen, Emulgiervermögen und dergleichen, überlegen ist.
- Im Fall, daß das in der vorliegenden Erfindung verwendete Tensid aus dem Phosphatidsäurederivat der allgemeinen Formel (2) hergestellt wird, kann das Phosphatidsäurederivat in Substanz durch Transphosphatidylierung aus natürlichen Phospholipiden wie etwa Sojabohnenlecithin, Eigelblecithin usw. und einem mehrwertigen Alkohol hergestellt werden. Im Handel unter der Produktbezeichnung Transferlecithin, zum Beispiel Phosphatidylglycerin, erhältliche Phosphatidsäurederivate können ebenfalls verwendet werden.
- Transferlecithin enthält gemeinhin in hohem Anteil unumgesetztes Lecithin, aber derartiges Transferlecithin kann selbst als Ausgangsmaterial für das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
- Als mit einer Ausgangsverbindung umzusetzende Phospholipase A&sub2; kann aus tierischer Pankreas stammendes Pankreatin oder Phospholipase A&sub2; aus Gift und dergleichen verwendet werden. Im Fall des Verwendens von Phospholipase A&sub2; als Enzym wird die β- Stellung des Phosphatidsäurederivats unter Erzeugen eines Lysophospholipids mit einer Hydroxylgruppe an der Stellung hydrolysiert.
- Im Fall des Verwendens von Lipase als Enzym werden entweder beide oder eine der α- und β-Stellungen der Phosphatidsäurederivats als Ausgangsmaterial hydrolysiert. Die Reaktion kann durch Kontrollieren der Reaktionsbedingungen gesteuert werden und es ist auch möglich, die Reaktionsprodukte zu isolieren und zu reinigen.
- Die Mehrfachreaktionsprodukte mit unterschiedlichen hydrolysierten Stellungen können möglicherweise im Gemisch als Tensid verwendet werden.
- Im Fall des Verwendens irgendeines Enzyms kann das Enzym in Form eines immobilisierten Enzyms verwendet werden.
- Geeignete Mengen eines Enzyms und Calciumionen zum Aktivieren des Enzyms werden dem zuvor in Wasser suspendierten Phosphatidylsäurederivat als Ausgangsmaterial zugesetzt, welches anschließend bei etwa 20 - 60ºC gehalten und umgesetzt wird. Da die Enzymaktivität im allgemeinen unter sauren Bedingungen abnimmt und sie die Zersetzung der Ausgangsmaterialien und Reaktionsprodukte bei zu hohem pH fördert, liegt der pH der Reaktionslösung geeigneterweise bei 7 - 8,5.
- Da der pH einer Reaktionslösung durch freigesetzte Fettsäure erniedrigt wird, wenn die Reaktion fortschreitet, ist es während der Reaktion bevorzugt, den pH durch tropfenweise Alkalizugabe innerhalb des Bereichs zu halten. Der Fortschritt der Hydrolysereaktion kann aus der tropfenweise zugesetzten Alkalimenge abgeschätzt werden.
- Das Reaktionsgemisch wird zum Beenden der Reaktion an einem geeigneten Punkt unter Inaktivieren des Enzyms erhitzt.
- Die Reaktionslösung kann so wie sie ist als Tensid verwendet werden, da das Ausgangsmaterial der Reaktion ebenfalls ein Tensid ist.
- Die Lösung kann jedoch nötigenfalls zum Konzentrieren deren Hauptbestandteil durch Lyophilisierung oder Fraktionierung behandelt werden, wodurch ein Tensid mit einer bemerkenswert verstärkten Aktivität erhalten werden kann.
- Ein Lysophospholipid der allgemeinen Formel (1) mit einem HLB- Wert von 20 oder mehr löst sich in Wasser leichter als bekannte Phospholipidtenside und übertrifft sie, was die Tensidwirkung betrifft. Schäumkraft, Permeationsvermögen, Lösungsvermögen und dergleichen des Phospholipids sind vom selben Ausmaß oder höher als diejenigen herkömmlicher Phospholipidemulgatoren.
- Lysophospholipid besitzt ein ausgezeichnetes Emulgationsvermögen und besitzt speziell was das D-Phasenemulgationsvermögen betrifft sogar noch ausgezeichnetere Leistungseigenschaften als herkömmliche Produkte. Weiterhin ist bemerkenswert, was die organoleptischen Eigenschaften wie etwa Geschmack und Geruch anbelangt.
- Da der Hauptbestandteil die bereits angeführten Eigenschaften besitzt, ist das in der Erfindung verwendete Tensid leichter verwendbar und ist in einem breiteren Anwendungsgebiet als herkömmliche Phospholipidtenside ausgezeichnet.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Beispiele erläutert.
- Zehn Gramm Transferlecithin, das 84 Gew.-% Phosphatidylglycerin (nachstehend als PG80 bezeichnet) enthielt, wurden in 50 g Wasser suspendiert, gefolgt von der Zugabe von Calciumchlorid auf 10 mM und wurde mit Natriumhydroxid auf pH 8,0 eingestellt, wozu nachfolgend 2000 Einheiten Pankreas-Pankreatin (Sigma Co.) hinzugefügt und über Nacht bei 37ºC umgesetzt wurden. Eine wäßrige Natriumhydroxidlösung wurde während der Reaktion so zugesetzt, daß die Lösung bei pH 8 gehalten werden konnte. Anschließend wurde die erhaltene Reaktionslösung zentrifugiert und das während der Reaktion freigesetzte Calciumsalz der Fettsäure wurde als Niederschlag entfernt.
- Der Überstand enthielt 89,0 Gew.-% Lysophosphatidylglycerin, bei dem die Feststoffkonzentration 11,0 Gew.-% betrug und die β-Stellung der Feststoffe hydrolysiert war. Dieses wurde als Tensid dem folgenden Test zur Bewertung des Leistungsverhaltens unterzogen.
- Indem man gleich wie in Beispiel 1 verfuhr, wurde aus Transferlecithin, das etwa 30 Gew.-% Phosphatidylglycerin enthielt (nachstehend als PG3O bezeichnet), ein Tensid hergestellt, das etwa 60 Gew.-% Lysophosphatidylglycerin enthielt, bei dem die Feststoffkonzentration 12,0 Gew.-% betrug und die β-Stellung der Feststoffe hydrolysiert war.
- Indem man gleich wie in Beispiel 1 verfuhr, außer daß anstatt Pankreatin die Lipase aus Rhizopus deremer (Seikagaku Kogyo K. K.) als Enzym verwendet wurde und daß der pH der Reaktionslösung auf 7,0 abgeändert wurde, wurde die Hydrolyse und nachfolgende Behandlung durchgeführt. Das gereinigte Reaktionsprodukt enthielt an einer α-Stellung hydrolysiertes Lysophosphatidylglycerin und an der β-Stellung hydrolysiertes Lysophosphatidylglycerin.
- Unter Verwenden von 10 g der folgenden Transferlecithine (jeweils mit einer Reinheit von 80% oder mehr) als Ausgangsmaterial anstelle des Transferlecithins (Phosphatidylglycerin) in Beispiel 1 und indem man, was die restlichen Teile anbelangt, gleich verfuhr, wurden Tenside hergestellt, die sich aus ihren entsprechenden Derivaten vom lyso-Typ zusammensetzten. Beispiel Ausgangsmaterial Phosphatidylethylenglykol Phosphatidylsorbit Phosphatidylmannit Phosphatidylglucose Phosphatidylgalactose Phosphatidylfructose Phosphatidylsucrose
- Beispiele des Tests zur Bewertung des Leistungsverhaltens
- Bei den Tensiden von Beispiel 1 bis 3, den Transferlecithinen PG80 und PG30 als ihren Ausgangsmaterialien und den Tensiden von Beispiel 4 bis 10 wurde der HLB entsprechend der tatsächlichen Emulgierungsmessung gemessen. Die Tenside von Beispiel 1 bis 3 wurden ferner dem Test zur Bewertung der Tensidwirkung unterzogen. Zum Vergleich wurde derselbe Test an im Handel erhältlichen Tensiden ausgeführt. Die zugesetzte Menge der Produkte der Beispiele war die in Feststoffe umgerechnete Zusatzmenge. Die in den Vergleichsbeispielen verwendeten Tenside waren wie folgt:
- Vergleichsbeispiel 1: Polyglycerinfettsäureester MSW 750 (Sakamoto Pharmaceutical Industry; HLB: 13)
- Vergleichsbeispiel 2: Sucrosefettsäureester F 160 (Daiichi Kogyo Pharmaceuticals; HLB: 15)
- Vergleichsbeispiel 3: neutrales Detergens Mild (Tamanohada Soap)
- Vergleichsbeispiel 4: Polyglycerinfettsäureester DK-Ester SS (Sakamoto Pharmaceutical Industry; HLB: 19)
- Vergleichsbeispiel 5: Polyglycerinfettsäureester ML 500 (Sakamoto Pharmaceutical Industry; HLB: 13)
- Vergleichsbeispiel 6: Polyglycerinfettsäureester ML 750 (Sakamoto Pharmaceutical Industry; HLB: 15)
- Vergleichsbeispiel 7: Sojabohnenlecithin (Ajinomoto; HLB: 6)
- Vergleichsbeispiel 8: Lecithin vom lyso-Typ (Gemisch aus Lysophosphatidylcholin und Phosphatidylethanolamin; Kyowa Fermentation; HLB: 12)
- Vergleichsbeispiel 9: fraktioniertes Phosphatidylcholin PC 80 Uni-Mills; HLB: 7)
- Die Meßergebnisse werden in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Tensid HLB Beispiel
- Leinwand mit 2 cm Durchmesser (Leinwandscheibe #6) wird sachte auf eine Probenlösung mit einer Konzentration von 0,25% gelegt.
- Wenn die Leinwand unter Verdrängen von Luft aus dem Tuch naß wird, sinkt die Scheibe. Die Zeit, die erforderlich ist, um die Scheibe unter die Wasseroberfläche sinken zu lassen, wird zum Anzeigen des Permeationsvermögens gemessen. (Je kürzer die erforderliche Zeit bis zum Absinken ist, desto stärker ist das Eindringvermögen.
- Im Fall, daß die Absinkzeit innerhalb 20 Minuten liegt, wird die Messung fünf Mal wiederholt, wobei ein Mittelwert aus drei Meßwerten gebildet wird und der längste und kürzeste ausgeschlossen werden. Falls die Zeit 20 - 30 Minuten beträgt, wird ein Mittelwert aus zwei Meßwerten gebildet Eine Zeit von 30 Minuten oder mehr wird nicht gemessen.)
- Die Meßergebnisse werden in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Tensid Zeit bis zum Absinken Vergleichsbeispiel Beispiel
- Eine wäßrige 0,2%ige Probelösung von 5 ml wird in ein Röhrchen mit Schraubdeckel verbracht und fünf Minuten bei 67 Mal/min gerührt. Die Schaumhöhe wird sofort und 1 Stunde später gemessen.
- Die Meßergebnisse werden in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3 Tensid unmittelbar nach dem Rühren eine Stunde nach dem Rühren Vergleichsbeispiel Beispiel
- 4. D-Phasen-Emulgiervermögen (Emulgation vom O/D-Typ)
- Wenn ein Emulgiermittel in einem mehrwertigen Alkohol in hoher Konzentration gelöst wird und anschließend Öl zugesetzt wird, kann das Öl schließlich im Zustand einer transparenten Lösung eingebaut werden. Wenn die transparente Lösung in Wasser eingebracht wird, wird das Öl in Wasser dispergiert, nachdem es zu äußerst feinen Teilchen geworden ist, wodurch leicht eine stabile Öl-in-Wasser-Emulsion ohne das Anwenden einer mechanischen Kraft erhalten werden kann. Dies ist eine D-Phasen-Emulsion. Quillaia-Saponin ist was das D-Phasen-Emulgiervermögen anbelangt bemerkenswert und ist zum Emulgieren von Parfüm in praktischem Gebrauch.
- Was die Produkte der Beispiele und das Quillaia-Saponin Quillaianin C-100 (Maruzen Kasei K. K.) betrifft, so wurde das D- Phasen-Emulgiervermögen in ihren nachstehend beschriebenen Formulierungen untersucht. Tabelle 4 Formulierung Material Emulgiermittel isomerisierter Zucker (Bx73,6) Wasser Sorbit (75%) Rapssamenöl Orangenöl
- Die Testergebnisse sind wie folgt:
- Formulierung A: nur Beispiel 1 erreichte eine D-Phasen-Emulsion
- Formulierung B: nur Beispiel 1 erreichte eine D-Phasen-Emulsion
- Formulierung C: nur Beispiel 1 erreichte eine D-Phasen-Emulsion
- Formulierung D: Beispiel 1 bis 3 und Quillaianin C-100 erreichten eine D-Phasen-Emulsion
Claims (1)
1. Verwendung eines oder mehrerer durch die allgemeine
Formel
dargestellter Lysophospholipide, worin R¹ und R² ein
Wasserstoffatom oder den Acylrest einer Fettsäure
darstellen, aber irgendeines von R¹ und R² ein Wasserstoffatom
ist und das andere eine Acylgruppe ist, und X eine
organische Gruppe darstellt, die nach dem Entfernen eines
Wasserstoffatoms einer wahlfreien Hydroxylgruppe eines
mehrwertigen Alkohols besteht, welcher aus Ethylenglykol,
Glycerin, Sorbit, Mannit, Glucose, Galactose, Fructose,
Sucrose und Lactose ausgewählt ist, als Tensid.
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