EP0816478B1 - Procédé de peroxydation de corps gras - Google Patents

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EP0816478B1
EP0816478B1 EP97401447A EP97401447A EP0816478B1 EP 0816478 B1 EP0816478 B1 EP 0816478B1 EP 97401447 A EP97401447 A EP 97401447A EP 97401447 A EP97401447 A EP 97401447A EP 0816478 B1 EP0816478 B1 EP 0816478B1
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fatty substance
reaction
radiation
peroxide
peroxidation
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Serge Petit
André Lombard
Michel Rival.
Christian Laine
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/006—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by oxidation

Definitions

  • the invention relates to a process for the peroxidation of fat body.
  • the products obtained by the process according to the invention make it possible to improve the formulations cosmetics and pharmaceuticals in which they are used.
  • the free radical initiation phase is either continuous, or discontinuous, and is characterized by a contribution energy in the form of heat, alone or in combination with ultraviolet radiation.
  • promoters radicals such as metal ions have also been described.
  • French patent FR-A-2,461,744 describes peroxidation of fatty substances by blowing air, under a temperature of the order of 50 to 100 ° C, with catalysis to ultraviolet radiation.
  • French patent FR-A-0 918 163 which is relates to drugs whose active ingredients are peroxides of fatty substances, specifies that these can be obtained by peroxidation processes in which ethylenic fatty substances are used either presence of oxygen at a preferred temperature higher than 20 ° C or in the presence of hydrogen peroxide.
  • oxygen is supplied by bubbling or by simple exposure to air, to pressure atmospheric.
  • training lipid peroxides is usually accompanied by formation of cytotoxic degradation products.
  • MDA malondialdehyde
  • the present invention aims for this a new fat peroxidation process which allows control the formation of toxic degradation products such as MDA by limiting them.
  • This process is characterized, among others, by reaction conditions allowing to obtain a peroxidized fatty substance having a level of MDA less than 30 ppm, and more particularly between 10 and 30 ppm, i.e. 0.1 to 0.3 ppm per 100 of the index peroxide.
  • the method according to the invention implements more energetic radiation than radiation ultraviolet, like for example, x-rays, rays gamma, beta rays.
  • alpha rays and neutrons are difficult to use because the energy of radiation must be such that it does not induce reactions significant nuclear power.
  • the fatty substances are peroxidized in the presence of the required amount of oxygen quickly and controlled, avoiding the formation of degradation products that appear if the reaction is conducted beyond the creation of peroxide compounds.
  • the fatty substance is placed in a transparent container radiation selected and partially filled so as to trap a sufficient volume of oxygen or air at the above the fat.
  • the volume of oxygen is calculated for correspond to the value of the desired peroxide index.
  • This oxygen (or the volume of air containing it) can be in liquid or gaseous form and is put under pressure because it is then directly dissolved within the fatty substance and can react instantly with radicals created by radiation.
  • the oxygen will advantageously be introduced under a pressure of 2.10 5 Pa (2 bars).
  • Initial pressurization is controlled by a pressure gauge.
  • the pressure indicated by the pressure gauge (taken at initial temperature), must have returned to a value indicating consumption total oxygen present by the fatty substance. In the case of the use of pure oxygen under pressure, this value will be close to zero.
  • An intense automatic stirring device can also be used during the ionization phase and just after.
  • the ionizing radiation is basically applied to initiate the reaction of peroxidation. However, it can also be applied throughout the duration of the reaction.
  • the addition, to a untreated fat, part of fat as well peroxidized and then playing the role of primer, allows reduce the duration of a peroxidation carried out according to conventional processes, and therefore to limit the formation of secondary degradation compounds.
  • the use of gamma radiation allows advantageously to obtain a peroxidized fatty substance having a rate of MDA lower than that obtained with the techniques already described and under more reaction conditions economical due to the reduction in operating time.
  • the invention preferably uses ionization parameters of sterilization units industrial particles (beta rays or electrons accelerated) or electromagnetic waves (gamma rays, X-rays).
  • the energy used is a function of the radiation employee.
  • the ionization parameters are calculated in order to allow the emission of a total energy between 10 and 100 Kgy.
  • the relatively short duration of the reaction understood between 4 and 10 hours avoids the formation of secondary degradation compounds of peroxides lipid.
  • the absence of oxygen within of the container is advantageous because it makes it possible to obtain a stable product.
  • a peroxidized fatty substance is obtained having a rate of MDA less than 30 ppm, and more particularly understood between 10 and 30 ppm, i.e. 0.1 to 0.3 ppm per 100 of the index peroxide.
  • the products thus obtained can be used pure or as a mixture, in particular in the constitution of products to therapeutic, cosmetic, dietetic use.
  • thermosensitive thermosensitive to fatty substances, before ionization of this latest. We can then benefit from sterilizing effects radiation used in applications requiring a sterile product.
  • This heat-sensitive active agent can be chosen in particular from the groups of antibiotics, fat-soluble vitamins, enzymes or proteins.
  • the peroxidized oils used in the process according to the invention are vegetable and / or animal. They are chosen from the group of ethylenic fatty substances such as olive oil, peanut, sesame, corn, sunflower, sweet almond, or from the group of polyunsaturated fatty acids such as olive oil. evening primrose, borage, blackcurrant, wheat germ, or in the group of animal oils such as those from fish. This list is not exhaustive.
  • Example 1 The fifteen liters of Example 1 are mixed with 30 liters of untreated sunflower oil.
  • the mixture has a peroxide number of 100, and an MDA level of 0.10 ppm per unit of peroxide.
  • the reaction conditions are those of Example 1, but the shell is only subjected to a single pass under ionizing radiation at 25 kGy.
  • the residual pressure is 1.10 5 Pa (1 bar), the peroxide index of 50, the MDA content of 0.2 per unit of peroxide.
  • the shell is placed in a thermostated bath at 95 ° C for 8 hours.
  • the reaction is stopped while the residual pressure is 1.10 4 Pa (0.1 bar).
  • the peroxide index is 120, and the MDA content is 0.3 ppm per unit of peroxide.

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Description

L'invention concerne un procédé de peroxydation des corps gras. Les produits obtenus par le procédé selon l'invention permettent d'améliorer les formulations cosmétiques et pharmaceutiques dans lesquelles ils sont utilisés.
Les procédés de peroxygénation de corps gras sont nombreux, et l'utilisation pharmaceutique ou cosmétologique d'huiles peroxydées est connue depuis des siècles.
Le principe des réactions chimiques de peroxydation des corps gras est désormais bien connu. Ces réactions comportent une première phase d'initiation correspondant à la création de radicaux libres, ces derniers pouvant ensuite réagir lors d'étapes ultérieures avec l'oxygène apporté au milieu pour former les composés de peroxydation (hydroperoxydes, endoperoxydes).
Les produits obtenus par tous ces procédés sont caractérisés par leur indice de peroxyde, révélateur de la quantité d'oxygène fixée lors de la réaction de peroxydation.
Dans l'ensemble des procédés décrits jusqu'à présent, la phase d'initiation des radicaux libres est soit continue, soit discontinue, et se caractérise par un apport d'énergie sous forme de chaleur, seule ou en combinaison avec des rayonnements ultraviolets. L'emploi de promoteurs de radicaux comme les ions métalliques a aussi été décrit.
Le brevet français FR-A-2 461 744, par exemple, décrit une peroxydation de corps gras par soufflage d'air, sous une température de l'ordre de 50 à 100°C, avec une catalyse aux rayonnements ultaviolets.
D'autres procédés de peroxydation sont décrits par exemple dans le manuel "Introduction à la biochimie et à la technologie des aliments " Vol.1 par J.C Cheftel et H.Cheftel, Techniques et documentation-Lavoisier. Ces procédés font intervenir, lors de la phase d'initiation, des températures élevées, et des catalyseurs tels que des rayonnements lumineux ou des traces de métaux.
De même, le brevet français FR-A-0 918 163, qui se rapporte à des médicaments dont les principes actifs sont des peroxydes de corps gras, précise que ces derniers peuvent être obtenus par les procédés de peroxydation dans lesquels des corps gras éthyléniques sont mis soit en présence d'oxygène à une température de préférence supérieure à 20°C soit en présence d'eau oxygénée.
L'utilisation de l'ozone a également été citée, bien qu'aboutissant principalement à la création de composés oxygénés d'une autre nature (ozonides).
Dans tous les procédés cités, l'oxygène est apporté par bullage ou par simple exposition à l'air, à la pression atmosphérique.
Ceci a pour inconvénient d'interdire l'utilisation d'initiateurs de radicaux puissants. En effet, une création de radicaux en trop grand nombre par rapport à l'oxygène présent dans le milieu entraínerait des réactions secondaires néfastes(changements de position de doubles liaisons, clivages de chaínes, polymérisations). Les initiateurs de radicaux employés sont donc limités à la chaleur ou aux ultra violets de faible énergie.
De plus, dans tous les procédés décrits, la formation des peroxydes lipidiques s'accompagne généralement par la formation de produits de dégradation cytotoxiques.
Ces produits sont en particulier des aldéhydes tels que le malondialdéhyde (MDA), qui est une molécule dont la toxicité pour la peau est aujourd'hui reconnue.
La présente invention vise pour cela un nouveau procédé de peroxydation des corps gras qui permet de maítriser la formation des produits de dégradation toxiques tels que le MDA en les limitant. Ce procédé se caractérise, entre autres, par des conditions réactionnelles permettant d'obtenir un corps gras peroxydé présentant un taux de MDA inférieur à 30 ppm, et plus particulièrement compris entre 10 et 30 ppm, soit 0,1 à 0,3 ppm pour 100 d'indice de peroxyde.
Le procédé de peroxydation d'un corps gras selon l'invention comprend les étapes consistant à :
  • a) introduire le corps gras dans un récipient susceptible d'être fermé ;
  • b) irradier le corps gras par un rayonnement X, gamma ou bêta, pour initier la réaction ;
    caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant, entre les étapes a) et b) à:
  • c) introduire de l'oxygène gazeux dans ledit récipient à une pression comprise entre 1.105 et 6.105 Pa (1 et 6 bars), et fermer le récipient, le corps gras une fois peroxydé présentant un taux de malondialdéhyde inférieur à 0,30 ppm par unité de peroxyde.
    • Ainsi, le procédé selon l'invention met en oeuvre des rayonnements plus énergétiques que les rayonnements ultraviolets, comme par exemple, les rayons X, rayons gamma, rayons beta.
    Par contre, les rayons alpha et les neutrons sont difficilement utilisables car l'énergie des rayonnements doit être telle qu'elle n'induit pas de réactions nucléaires significatives.
    Les corps gras sont peroxydés en présence de la quantité nécessaire d'oxygène, de façon rapide et contrôlée, évitant la formation de produits de dégradations qui apparaissent si la réaction est conduite au delà de la création des composés peroxydés.
    Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, le corps gras est placé dans un récipient transparent au rayonnement choisi et rempli partiellement de façon à emprisonner un volume suffisant d'oxygène ou d'air au dessus du corps gras. Le volume d'oxygène est calculé pour correspondre à la valeur de 1 'indice de peroxyde souhaité. Cet oxygène(ou le volume d'air le renfermant) peut être sous forme liquide ou gazeuse et est mis sous pression car il est alors directement dissous au sein du corps gras et peut réagir instantanément avec les radicaux créés par les rayonnements.
    On introduira de manière avantageuse l'oxygène sous une pression de 2.105 Pa (2 bars).
    La mise sous pression initiale est contrôlée au moyen d'un manomètre. A la fin de la réaction, la pression indiquée par le manomètre (prise à température initiale), doit être revenue à une valeur indiquant la consommation totale de l'oxygène présent par le corps gras. Dans le cas de l'utilisation d'oxygène pur sous pression, cette valeur sera voisine de zéro.
    Un dispositif d'agitation automatique intense peut aussi être utilisé au cours de la phase d'ionisation et juste après.
    De manière avantageuse, le rayonnement ionisant est appliqué essentiellement pour initier la réaction de peroxydation. Cependant, il peut également être appliqué pendant toute la durée de la réaction.
    Dans une variante de l'invention, l'addition, à un corps gras non traité, d'une partie de corps gras ainsi peroxydé et jouant alors le rôle d'amorce, permet de réduire la durée d'une peroxydation effectuée selon des procédés classiques, et donc de limiter la formation de composés de dégradation secondaires.
    Dans le procédé selon la présente invention, l'utilisation des radiations gammas, notamment, permet d'obtenir avantageusement un corps gras peroxydé présentant un taux de MDA inférieur à celui obtenu avec les techniques déjà décrites et dans des conditions réactionnelles plus économiques du fait de la réduction du temps d'opération.
    De manière pratique l'invention utilise de préférence les paramètres d'ionisation des unités de stérilisations industrielles à particules (rayons beta ou électrons accélérés) ou à ondes électromagnétiques (rayons gamma, rayons X).
    L'énergie utilisée est fonction du rayonnement employé. Les paramètres d'ionisation sont calculés afin de permettre l'émission d'une énergie totale comprise entre 10 et 100 Kgy.
    La relative courte durée de la réaction, comprise entre 4 et 10 heures permet d'éviter la formation des composés de dégradation secondaire des peroxydes lipidiques. En fin de réaction, l'absence d'oxygène au sein du récipient est avantageuse car elle permet d'obtenir un produit stable.
    On obtient un corps gras peroxydé présentant un taux de MDA inférieur à 30 ppm, et plus particulièrement compris entre 10 et 30 ppm, soit 0,1 à 0,3 ppm pour 100 d'indice de peroxyde.
    Les produits ainsi obtenus peuvent être utilisés purs ou en mélange, dans la constitution notamment de produits à usage thérapeutique, cosmétique, diététique.
    Dans un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux du procédé, il est prévu d'additionner un actif thermo-sensible au corps gras, avant l'ionisation de ce dernier. On peut alors bénéficier des effets stérilisants des rayonnements utilisés dans le cadre d'applications nécessitant un produit stérile.
    Cet actif thermo-sensible pourra être choisi notamment dans les groupes des antibiotiques, des vitamines liposolubles, des enzymes ou des protéines.
    Les huiles peroxydées utilisées dans le procédé selon l'invention sont végétales et/ou animales. Elles sont choisies dans le groupe des corps gras éthyléniques tels que l'huile d'olive, d'arachide, de sésame, de maïs, de tournesol, d'amande douce, ou dans le groupe des acides gras polyinsaturés comme l'huile d'onagre, de bourrache, de cassis, de germe de blé, ou encore dans le groupe des huiles animales comme celles issues du poisson. Cette liste n'est pas limitative.
    Les exemples suivants illustrent la présente invention sans en limiter les possibilités et les variantes de mise en oeuvre.
    Exemple 1
    Dans un obus cylindrique en polyéthylène de 20 litres et de 20 cm de diamètre, équipé d'un orifice muni d'un robinet permettant son remplissage, et d'un manomètre, on dispose 15 Kg d'huile de tournesol. 10 litres d'oxygène gazeux sont introduits. La pression indiquée est très légèrement supérieure à 2.105 Pa (2 bars). L'obus est disposé sur le chariot de gamma stérilisation. La durée d'exposition est de 8 heures, en quatre passages de 2 heures sur la source émettrice.
    A chaque passage l'énergie transmise est de 25 KGy. Au total 100 Kgy sont transmis. Après chaque passage on lit la pression sur le manomètre. Dans ce cas la pression décroít grossièrement d'un quart à chaque mesure, pour être pratiquement nulle après le dernier passage. On note un rougissement du milieu réactionnel après le deuxième passage. Ce rougissement disparaít à la fin de la réaction. L'huile de tournesol présente alors un indice de peroxyde voisin de 300, et un taux de MDA inférieur à 30 ppm, soit 0,1 ppm par unité de peroxyde.
    Exemple 2
    Les quinze litres de l'exemple 1 sont mélangés à 30 litres d'huile de tournesol non traitée. Le mélange présente un indice de peroxyde de 100, et un taux de MDA de 0,10 ppm par unité de peroxyde.
    Exemple 3
    Les conditions réactionnelles sont celles de l'exemple 1, mais l'obus n'est soumis qu'à un seul passage sous rayonnement ionisant à 25 kGy. La pression résiduelle est 25 de 1.105 Pa (1 bar), l'indice de peroxyde de 50, la teneur en MDA de 0,2 par unité de peroxyde.
    L'obus est placé dans un bain thermostaté à 95°C pendant 8 heures. On arrête la réaction alors que la pression résiduelle est de 1.104 Pa (0,1 bars). L'indice de peroxyde est de 120, et la teneur en MDA de 0,3 ppm par unité de peroxyde.
    Exemple 4
    Une huile de Calophylum Inophyllum est traitée avec les conditions de l'exemple 1.Les calculs sont effectués pour obtenir un indice de peroxyde de 50 et un taux de MDA inférieur à 0,3 ppm par unité de peroxyde. Cette huile appliquée sur des érythèmes solaires, permet d'obtenir une sédation rapide des manifestations douloureuses liés à l'érythème.

    Claims (13)

    1. Procédé de peroxydation d'un corps gras comprenant les étapes consistant à :
      a) introduire le corps gras dans un récipient susceptible d'être fermé ;
      b) irradier le corps gras par un rayonnement X, gamma ou béta, pour initier la réaction ;
      caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant, entre les étapes a) et b) à :
      c) introduire de l'oxygène gazeux dans ledit récipient à une pression comprise entre 1.105 et 6.105 Pa (1 et 6 bars), et fermer le récipient,
      le corps gras une fois peroxydé présentant un taux de malondialdéhyde inférieur à 0,30 ppm par unité de peroxyde.
    2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le rayonnement ionisant est appliqué essentiellement pour initier la réaction de peroxydation.
    3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le rayonnement ionisant est appliqué pendant toute ou sensiblement toute la réaction.
    4. Procédé selon les revendications 1 à 3, consistant à ajouter au corps gras préalablement à toute peroxydation habituelle une faible quantité de corps gras ionisé, jouant le rôle d'amorce afin de réduire la durée de la réaction.
    5. Procédé selon les revendications 1 à 4, consistant à introduire de l'oxygène gazeux à une pression de 2.105 Pa (2 bars).
    6. Procédé selon les revendications 1 à 5, consistant à fixer préalablement à la réaction les quantités d'oxygène et de rayonnement en fonction de l'indice de peroxyde souhaité dans le corps gras peroxydé.
    7. Procédé selon les revendications 1 à 6, consistant à soumettre le corps gras à un rayonnement gamma, l'énergie transmise étant comprise entre 10 et 100 kGy.
    8. Procédé selon les revendications 1 à 7, consistant à choisir le corps gras parmi les corps gras animaux et/ou végétaux
    9. Procédé selon les revendications 1 à 8, consistant à utiliser de préférence des huiles végétales éthyléniques comme l'huile d'olive, d'arachide, de sésame, de maïs, de tournesol, d'amande douce, ou des huiles végétales polyinsaturées comme l'huile d'onagre, de bourrache, de cassis, de germe de blé, ou encore dans le groupe des huiles animales comme celles issues du poisson.
    10. Procédé selon les revendications 1 à 9, consistant à choisir des conditions réactionnelles permettant d'obtenir un corps gras peroxydé comprenant un taux de MDA de préférence compris entre 0,10 et 0, 3 ppm par unité de peroxyde.
    11. Procédé selon les revendications 1 à 10, consistant à ajouter préalablement à la soumission au rayonnement ionisant un actif thermosensible au corps gras.
    12. Procédé selon les revendications 1 à 11, consistant à rajouter un actif thermosensible choisi notamment dans les groupes des antibiotiques, des vitamines liposolubles, des enzymes ou des protéines.
    13. Procédé selon les revendications 1 à 12, consistant à agiter le corps gras lors de la soumission au rayonnement ionisant et/ou juste après.
    EP97401447A 1996-06-28 1997-06-20 Procédé de peroxydation de corps gras Expired - Lifetime EP0816478B1 (fr)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9608143 1996-06-28
    FR9608143A FR2750432B1 (fr) 1996-06-28 1996-06-28 Procede de peroxydation de corps gras

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0816478A1 EP0816478A1 (fr) 1998-01-07
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    EP97401447A Expired - Lifetime EP0816478B1 (fr) 1996-06-28 1997-06-20 Procédé de peroxydation de corps gras

    Country Status (4)

    Country Link
    EP (1) EP0816478B1 (fr)
    AT (1) ATE252629T1 (fr)
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    FR (1) FR2750432B1 (fr)

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    FR2750432A1 (fr) 1998-01-02
    DE69725654D1 (de) 2003-11-27
    FR2750432B1 (fr) 1998-09-04

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