ES2281277B1 - Procedimiento para la preparacion de xantofilas de origen natural de elevada pureza. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación de concentrados de luteína de fórmula I (esquema 1) a partir de productos extractivos de origen vegetal que consta de las siguientes fases: - lavado sucesivo con disoluciones acuosas de álcali y de ácido, - saponificación a elevada temperatura, entre 140ºC y 180ºC, - tratamiento térmico prolongado en un medio acuoso ligeramente ácido, - extracción de las xantofilas libres por acción de un disolvente orgánico, - lavado con una disolución acuosa ácida con un pH controlado, - secado a baja temperatura, por debajo de 0ºC y aplicando un alto vacío, - lavado sucesivo con un disolvente apolar y otro polar, - secado y, opcionalmente, formulado por adición de adyuvantes y agentes auxiliares. La luteína purificada tiene aplicación como aditivo en la alimentación humana, en particular, en el tratamiento precoz de la degeneración macular.
Description
Procedimiento para la preparación de xantofilas
de origen natural de elevada pureza.
En la presente memoria se describe un
procedimiento para la preparación de concentrados de Luteína
(esquema 1) de alta pureza a partir de productos extractivos de
origen vegetal.
Esquema
1
La luteína forma parte de un grupo muy amplio de
productos de origen natural denominado Carotenoides. Se trata de
compuestos químicos caracterizados, estructuralmente, por una
elevada cantidad de dobles enlaces conjugados que contienen, lo que
les confiere una de sus más representativas propiedades, el intenso
color.
Dentro de la familia de los carotenoides se
pueden distinguir dos grandes grupos. Aquellos cuya estructura está
basada en carbono e hidrógeno, exclusivamente, que se denominan
habitualmente Carotenos. Y, por otra parte, aquellos que contienen
oxígeno, p.e. funciones hidroxilo, cetona o carboxilo, y que se
denominan Xantofilas. La Luteína está incluida en este último
grupo.
Las xantofilas tienen gran aplicación como
aditivos colorantes en la alimentación animal. Es destacable su
utilización en la pigmentación de yemas y piel de pollo, así como,
en salmónidos y crustáceos.
También se ha descrito su utilidad como
protector frente a la oxidación fotoinducida, lo que podría
prevenir muchas enfermedades, incluyendo el cáncer. En la
bibliografía son frecuentes las referencias a la prevención química
en estados precancerosos ó la profilaxis de enfermedades
cardiovasculares.
En el caso de la Luteína también se ha
demostrado recientemente el positivo efecto que produce en la
reducción del riesgo de degeneración macular en el ser humano. De
ahí, que se haya incrementado considerablemente en los últimos años
el interés por disponer de este carotenoide con un grado de pureza
elevado.
La biosíntesis de los carotenoides es debida al
metabolismo secundario de plantas verdes, algas, algunos
microorganismos y zooplancton. Sin embargo, aunque los animales no
tienen la capacidad de sintetizarlos, sí los absorben de los
alimentos de su dieta.
Una de las xantofilas más ampliamente
distribuidas en la naturaleza es la Luteína (Esquema 1). Este
carotenoide es el principal constituyente de la resina de marigold
(Tagetes erecta L.), producto extractivo que constituye una
de las fuentes naturales más importantes de xantofilas. La resina
de marigold contiene junto con la Luteína pequeñas cantidades de
otras xantofilas, principalmente la Zeaxantina.
En esta resina las xantofilas se encuentran
esterificadas, es decir, presentan enlaces químicos tipo éster
entre grupos hidroxílicos propios de las xantofilas y ácidos
grasos.
Es sabido que la absorción intestinal de las
xantofilas es menor cuando éstas se encuentran esterificadas. Es
por ello que el procesado industrial de los concentrados naturales
de carotenoides incluye una reacción química de saponificación, que
libera las xantofilas de los enlaces ésteres mejorando así su
biodisponibilidad.
El objeto de la presente invención es la
descripción de un procedimiento para la preparación de concentrados
de Luteína de muy alta pureza a partir de fuentes extractivas de
origen vegetal mediante técnicas instrumentales de fácil utilización
industrial.
Aunque se han realizado intentos para la
preparación de la Luteína por vía sintética, los rendimientos
obtenidos, así como el elevado número de fases que caracteriza a
todos ellos, han hecho económicamente inviable su producción según
estos esquemas.
Quizás el aspecto más determinante a la hora de
optar por la preparación de luteína a partir de extractos vegetales
ha sido la elevada concentración de esta xantofila presente en
algunas variedades vegetales, en particular, las flores de
marigold.
Se han descrito multitud de aproximaciones para
la preparación de concentrados de luteína a partir de las fuentes
vegetales.
Uno de los primeros ensayos de preparación de
xantofilas libres a partir de marigold es el descrito y
reivindicado en el año 1970, en US 3,523,138. En él se somete el
extracto de marigold a una saponificación con KOH o NaOH en medio
alcohólico. La neutralización con ácido fosfórico y el posterior
lavado con un disolvente inerte permite recuperar un concentrado
con elevada pureza en xantofilas totales.
Un ejemplo posterior es el descrito por
Tyczkowski y Hamilton en Poultry Sci., 70 (3),
651-4 (1991). Según su procedimiento se preparan
concentrados de luteína con purezas elevadas. El método consiste en
la saponificación del extracto de marigold por acción de la KOH
alcohólica y su extracción con una mezcla de disolventes (HEAT).
Según los autores, tras la separación de fase orgánica y su
evaporación parcial se obtiene una luteína cristal, cuya
recristalización en hexano:acetona permite aislar cristales con más
del 99% de pureza de luteína.
Especial interés presenta el procedimiento
general reivindicado por IQF en el año 1995 en ES 2,099,683. Según
este método se obtienen concentrados de alta pureza mediante la
saponificación de los extractos grasos marigold ó de páprika por
acción de una disolución alcohólica de NaOH o KOH, en presencia,
opcionalmente de propilenglicol. La acidulación, separación de la
grasa y lavado con disolventes no polares, tales como éter de
petróleo, hexano, o bien polares, como glicoles, y posterior
extracción permite aislar concentrados en forma de polvo amarillo
con más de 60% de concentración en carotenoides totales.
Similar procedimiento es el descrito y
reivindicado en US 5,382,714. En este antecedente, tras una
saponificación con KOH, se utiliza un sistema agua- alcohol para
precipitar y lavar los cristales obtenidos. La recristalización a
temperaturas de -10ºC a -20ºC con un disolvente binario del tipo
cloruro de metileno:hexano permite, tras un secado a vacío durante
3 días, aislar unos cristales con más del 99% de luteína.
Una variante sobre este esquema general es el
descrito en US 5,648,564, según el cual, se obtienen cristales de
gran tamaño por adición durante la saponificación de una importante
cantidad de propilenglicol. La dilución con agua permite obtener
cristales con un 93% de pureza en trans-luteína.
Se han ensayado variantes en el proceso de
saponificación. Merece especial mención el descrito en US
6,262,284. Según este procedimiento la saponificación se lleva a
cabo fácilmente por acción de KOH a pH 12 en un medio THF: alcohol.
La recristalización en THF y agua y, opcionalmente, la cromatografía
en columna, permite separar la mezcla de luteína y zeaxantina con
una concentración del 70% y 93% de luteína.
En la bibliografía se encuentran algunos otros
ejemplos de preparación de concentrados con ligeras diferencias
respecto de lo descrito. Así, en US 6,504,067 se describe un
procedimiento para preparar xantofilas purificadas a partir de
extractos de marigold, de páprika, de Bixa orellana, de
Crocus sativa o de Hematococcus pluviales. El proceso
de refinado, la saponificación con KOH y agua, el acidulado a pH 5
y posterior lavado con hexano, permite preparar concentrados con
purezas del orden de luteína + zeaxantina 96.5%.
A similares concentrados se llega a partir de
extractos ricos en clorofila, tal como se describe en US 6,329,557,
en el que se parte de extractos procedentes, simultáneamente de las
hojas y de la flor de marigold. Los productos así obtenidos
alcanzan valores de luteína + zeaxantina superiores a 95% con
concentraciones hasta del 90%.
En los últimos años han aparecido en la
bibliografía antecedentes que implican modificaciones mínimas
respecto al estado de la técnica. Así en US 6,380,442, se incluye
una saponificación con KOH en isopropanol, dilución con agua y
centrifugación. La pureza de luteína obtenida puede alcanzar hasta
el 93% con una concentración del producto de hasta el 95%.
En US 6,743,953 se describe un procedimiento
según el cual, tras una saponificación en KOH y alcohol y posterior
extracción con acetato de etilo, se lava el residuo obtenido con
una mezcla de disolventes polar y no polar, tal como
hidrocarburo:cetona. El secado a vacío permite aislar cristales que
tienen hasta el 92% de luteína con un 85% de concentración.
La acción de los haluros metálicos para inducir
la separación de los ácidos grasos obtenidos en la saponificación
se describe en US 2005/0153002. Según este método se obtienen
concentrados de pureza en luteína hasta el 95% y concentraciones
del orden del 90%.
En CN1,436,774 se ha utilizado una mezcla de
tres disolventes en la recristalización del crudo de
saponificación. Así, con una mezcla de THF, agua y hexano o éter de
petróleo se obtienen cristales con un 95% de pureza.
El procedimiento que aquí se describe, tal como
se ha indicado anteriormente, consiste en la preparación de un
concentrado de luteína a partir de un producto extractivo de origen
vegetal.
El proceso consta de las siguientes fases:
- Tratamiento del extracto vegetal a partir de
flores de marigold o similar.
- Saponificación de los ésteres de las
xantofilas a elevada temperatura y en tiempos extraordinariamente
cortos.
- Tratamiento térmico prolongado en medio
ligeramente ácido.
- Extracción con disolvente orgánico.
- Lavado con disolución acuosa ácida.
- Evaporación completa de disolvente a baja
temperatura (liofilización).
- Liberación de Luteína purificada en forma de
polvo amorfo fino.
- Lavado secuenciado con disolvente apolar y
polar.
- Secado y, opcionalmente, formulado.
El procedimiento que se describe presenta un
número muy importante de ventajas frente a lo descrito y
reivindicado en la bibliografía.
En la mayoría de los procedimientos recogidos en
la bibliografía se parte, tal como hemos descrito anteriormente, de
una resina procedente directamente de extracción con disolventes de
las flores de marigold. La resina así obtenida, se somete
directamente a una saponificación y, posteriormente, a un proceso de
purificación. De acuerdo con este esquema, el producto saponificado
contiene gran cantidad de gomas y ceras que dificultan
considerablemente el proceso de purificación.
En el procedimiento que se describe en la
presente memoria, la primera fase implica el tratamiento previo de
la resina de marigold, con objeto de obtener un producto
purificado, libre de ceras y gomas vegetales, cuya saponificación
conduzca a un concentrado de xantofilas libres de elevada
pureza.
El tratamiento previo, tal como se describe en
detalle más adelante, se realiza por lavados sucesivos con una
disolución alcalina de carbonato, bicarbonato o similar, con objeto
de eliminar la acidez libre, y con una disolución de un ácido,
preferentemente fosfórico que contribuye a la eliminación de gomas
por formación de los fosfatos de residuos vegetales.
En la bibliografía tanto patente como no
patente, existen, como se ha puesto de manifiesto anteriormente,
gran cantidad de ejemplos de saponificación de la resina de
marigold. Las diferencias entre unos y otros ejemplos se basan en la
naturaleza, fundamentalmente, del medio de reacción, agua,
propilenglicol, disolventes alcohólicos, entre otros.
En prácticamente todos los casos, la temperatura
de saponificación es una constante, con valores que rondan los
80-90ºC como valores máximos. Esto lleva a tiempos
de saponificación relativamente largos del orden de una a varias
horas. La razón de limitar la temperatura de reacción, aspecto que
condiciona lógicamente el tiempo de ésta, reside en la baja
estabilidad térmica que presentan las xantofilas.
Pues bien, nosotros hemos observado que es
factible elevar considerablemente la temperatura de saponificación
consiguiendo que se complete la reacción sin provocar degradación de
las xantofilas. La clave reside en mantener la calefacción durante
tiempos muy breves, tal como se describe más adelante. De esta
forma se consiguen saponificaciones en pocos minutos con el ahorro
de tiempo que esto implica. Además, se ha podido comprobar que el
producto saponificado en estas condiciones presenta un porcentaje
de degradación extraordinariamente pequeño, lo que supone una
mejora importante frente a lo descrito.
Las condiciones de extracción o del secado de
las flores de marigold provoca la formación de productos de
evolución de las xantofilas, principalmente, sus epóxidos.
Lógicamente, su presencia dificulta la purificación de la Luteína.
En la mayor parte de los procedimientos descritos en la
bibliografía, se eliminan estos compuestos por lavado, lo que
conlleva una cierta pérdida de rendimiento por arrastre de
xantofilas.
En el proceso que aquí se describe se ha
comprobado que, un tratamiento térmico prolongado en medio
ligeramente ácido permite la eliminación prácticamente completa de
los epóxidos y, además, un incremento del contenido en xantofilas
totales. Este hecho supone también una ventaja importante frente a
lo descrito, no sólo por recuperar, al menos, parcialmente los
epóxidos presentes, sino también, porque su eliminación favorece
considerablemente el proceso posterior de purificación.
En una fase posterior, una alternativa que ha
dado buenos resultados en el proceso de purificación de las
xantofilas libres obtenidas en la saponificación, es la extracción
por disolución en un disolvente. La razón está en que, es posible
que si las partículas formadas como consecuencia de la
saponificación son excesivamente grandes puedan ocluir impurezas
que son difícilmente eliminables por un lavado del producto sólido.
De esta manera, la disolución en un disolvente adecuado, libera
estas impurezas que se pueden entonces eliminar más fácilmente. Tal
como se describe más adelante, se han ensayado diferentes
disolventes para llevar a cabo una extracción eficaz, siendo el
diclorometano y disolventes similares los que han dado mejores
resultados.
Si bien en la bibliografía se recogen algunos
ejemplos de extracción con diferentes disolventes, no se encuentran
casos que completen el proceso de purificación tal como se describe
en la presente memoria. Nosotros hemos observado que, una vez
liberadas las impurezas mediante un proceso de extracción con
disolventes orgánicos, el lavado con disoluciones acuosas de ácidos
inorgánicos, preferentemente, y también orgánicos con valores de pH
próximos a 3-5 permite eliminar gran cantidad de
impurezas, preferentemente ácidos grasos, y permiten elevar la
pureza de las xantofilas considerablemente. Este tratamiento supone
un avance importante frente a todo lo descrito con
anterioridad.
El procedimiento se completa, tal como se ha
señalado anteriormente, con la eliminación completa del disolvente
de extracción. Se ha comprobado que si dicho proceso de evaporación
se lleva a cabo a baja temperatura y aplicando alto vacío,
siguiendo las condiciones habituales de un proceso de liofilización,
tal como se describe en detalle más adelante, se obtiene un
concentrado de alta pureza de luteína con partículas relativamente
pequeñas y una estructura predominantemente amorfa. La ventaja de
este proceso radica en disponer de partículas que pueden ser
opcionalmente purificadas más a fondo mediante un lavado con
disolventes. Así, se pueden obtener niveles de pureza muy elevados.
Esta fase de la purificación de xantofilas, en general, y de
Luteína en particular supone una mejora importante frente a todo lo
descrito con anterioridad.
La purificación final se puede realizar por un
lavado secuencial con disolventes orgánicos, tal como se describe
en detalle más adelante. Una secuencia que ha dado muy buenos
resultados es la utilización de un disolvente apolar, en primer
lugar, seguido por otro polar. Se consigue, de esta manera,
extractos con un contenido en luteína + zeaxantina superiores al
99%, valores que no son habituales en la bibliografía.
El producto de partida consiste en un extracto
de origen vegetal. Es particularmente útil para el objeto de la
presente invención, la flor de marigold ya que contiene una elevada
proporción de xantofilas, principalmente, luteína y, en menor
proporción, zeaxantina. Sin embargo, en el objeto de la presente
invención no se excluye la utilización de otras fuentes vegetales
alternativas que presenten, a su vez, elevado contenido en dichas
xantofilas.
Para poder alcanzar niveles de pureza elevados
en luteína libre es recomendable el tratamiento previo de la
oleoresina con una base acuosa, tal como hidróxidos o carbonatos
alcalinos o alcalino-térreos a temperatura ambiente
y decantación de la capa acuosa, seguido de un tratamiento con
ácidos inorgánicos de concentración moderada, como el ácido
fosfórico, que permite la eliminación de ceras y gomas. Este doble
tratamiento permite disponer de una oleoresina muy depurada y más
apta para la extracción de luteína.
Como es bien sabido, en la naturaleza las
referidas xantofilas se encuentran en forma de ésteres de ácidos
grasos. También es sabido que la luteína se deposita más
eficazmente cuando se encuentra en forma libre. Por tanto, la
siguiente fase del procedimiento que se describe aquí, es el
proceso de saponificación.
El proceso de saponificación se lleva a cabo en
presencia de un reactivo alcalino. Se han obtenido buenos
resultados por la acción de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos
de metales alcalinos y alcalinotérreos. También se ha llevado a cabo
la saponificación con resultados aceptables en presencia de bases
orgánicas, principalmente alcóxidos alcalinos, tales como metóxido
sódico, o aminas de peso molecular elevado.
En cuanto a las condiciones de la
saponificación, el proceso se lleva a cabo, preferentemente, a
elevadas temperaturas, del orden de 140-180ºC y en
tiempos extraordinariamente cortos. En relación con este apartado
hay que hacer una serie de consideraciones.
Las xantofilas, en general, presentan una
relativamente baja estabilidad frente a la temperatura. Por esta
razón, los tratamientos térmicos prolongados provocan procesos
degradativos.
Sin embargo, se ha podido comprobar que si los
tratamientos a elevada temperatura se llevan a cabo durante tiempos
muy cortos, del orden de algunos minutos, se puede completar la
saponificación y además se evita procesos de degradación.
Tal como se ha señalado anteriormente, el
producto de partida que se utiliza, la oleoresina de marigold, es
de naturaleza vegetal y procede de las flores de marigold. Previo a
la extracción de la oleoresina, se somete la flor a un proceso de
secado que, conduce a la formación cantidades variables de epóxidos
de las xantofilas. Pues bien, el tratamiento del producto
saponificado en presencia de un medio acuoso ligeramente ácido
durante tiempos prolongados permite reducir considerablemente la
proporción de epóxidos.
Para llevar a cabo este proceso se ha utilizado
una gran variedad de ácidos, bien, inorgánicos como fosfórico,
clorhídrico y sulfúrico, o bien, orgánicos como acético,
tricloroacético, entre otros. La temperatura durante este
tratamiento se mantiene entre los 40ºC y los 70ºC. Los mejores
resultados se han obtenido con ácidos inorgánicos con valores de pH
próximos a 6.5 y temperaturas del orden de
50ºC-60ºC, durante 3-5 horas.
Para la extracción de las xantofilas libres
obtenidas de acuerdo con lo descrito se han utilizado una gran
variedad de disolventes orgánicos inmiscibles con agua, tales como
ésteres, p.e. acetato de etilo o de metilo, éteres, tales como
ditercbutiléter o similares, o hidrocarburos halogenados tales como
diclorometano. Los mejores resultados se han obtenido con este
último.
La disolución de las xantofilas en el disolvente
orgánico se somete, en la siguiente fase del procedimiento, a un
lavado a fondo con una disolución acuosa ácida con valores de pH
entre 3-5. Se pueden emplear ácidos inorgánicos u
orgánicos, aunque los mejores resultados se han obtenido cuando los
lavados se han hecho con disoluciones acuosas de ácidos inorgánicos
tipo clorhídrico o sulfúrico muy diluidos.
El extracto en el disolvente orgánico lavado, se
somete opcionalmente a una filtración, utilizando tierra de
diatomeas o similar para una mejor purificación y, posteriormente
se procede a la eliminación del disolvente.
La eliminación del disolvente se hace de forma
extraordinariamente cuidadosa. Los mejores resultados se obtienen
rebajando considerablemente la temperatura a valores inferiores a
0ºC y aplicando alto vacío. Las condiciones son similares a las
utilizadas en un proceso de liofilización. Con este paso lo que se
consigue es obtener un residuo sólido en forma de polvo fino amorfo
cuyas características son óptimas para una posterior purificación
por lavado.
Efectivamente, el procedimiento de purificación
se puede completar por un lavado secuencial utilizando en primer
lugar un disolvente apolar, tipo hidrocarburo tal como ciclohexano,
heptano, o similar, y posteriormente un disolvente polar tipo
alcohol alifático, éster o similar. Los mejores resultados se
obtienen utilizando en primer lugar, el ciclohexano y posteriormente
el metanol.
Las características del producto obtenido han
mostrado un comportamiento óptimo en el proceso de secado. Así, se
puede alcanzar niveles de disolventes indetectables con tiempos y
temperaturas de secado muy suaves. Con ello se evita la degradación
que habitualmente acompaña a los tratamientos térmicos
prolongados.
El concentrado de luteína se puede formular
opcionalmente, de diferentes maneras, adecuadas para su aplicación
posterior. Se describen a continuación algunos ejemplos que muestran
las mejores formas de llevar a cabo la invención, pero que no
tienen carácter limitativo alguno.
En un reactor provisto de agitador se introducen
500 g de oleoresina procedente de la extracción a partir de las
flores de marigold. Se adiciona manteniendo una fuerte agitación
1000 ml de una disolución al 3% de bicarbonato de sodio en agua. La
mezcla así obtenida se agita durante 1 hora a temperatura ambiente
y se descarga la capa acuosa.
Sobre el residuo contenido en el mismo reactor
se adicionan 500 ml de disolución acuosa al 5% de ácido fosfórico,
manteniendo la agitación a temperatura ambiente durante 1 hora. De
nuevo, la capa acuosa se decanta y desprecia, dejando un residuo
oleoso que contiene las xantofilas en forma de ésteres de ácidos
grasos.
Los tratamientos de purificación de la
oleoresina se pueden llevar a cabo según el procedimiento descrito
en el ejemplo 1, utilizando una disolución al 2% de hidróxido
sódico, en lugar del bicarbonato sódico y, posteriormente, una
disolución al 10% de fosfato monosódico, en lugar del ácido
fosfórico.
Se toman 100 g de oleoresina preparada según el
ejemplo 1 con un contenido aproximado en carotenoides totales de
120 mg/g y se mezclan con 4 g de etoxiquín y 38 g de una disolución
acuosa de hidróxido potásico a una temperatura de 50ºC.
Esta mezcla se bombea a un reactor tubular
termostatizado a 170ºC. Se fija el tiempo medio de residencia de
las xantofilas en el interior del reactor en 15 segundos. La salida
del reactor se conecta a un atomizador de laboratorio sometido a
una corriente de aire atmosférico. El jabón solidifica en forma de
pequeñas partículas esféricas de un tamaño situado entre 20 y 70
\mu de diámetro.
La preparación de las xantofilas en forma libre
a partir de sus ésteres se lleva a cabo según el procedimiento
descrito en el ejemplo 3, utilizando como reactivo alcalino una
disolución acuosa de hidróxido sódico y elevando la temperatura
hasta los 160ºC. En estas condiciones se mantiene la saponificación
hasta que se completa, usualmente entre 45 y 60 segundos.
El jabón obtenido según el ejemplo 4 se recoge
en un reactor provisto de agitador y camisa calefactora. Se
adiciona ácido acético diluido hasta alcanzar un pH comprendido
entre 5,9-6,0.
Se eleva la temperatura hasta alcanzar un valor
entorno a los 50ºC y se mantiene la agitación a esa temperatura
durante 4 horas. Se enfría la masa de reacción hasta alcanzar la
temperatura ambiente y las partículas de jabón semisólido se separan
por filtración.
El sólido filtrado se disuelve en 30 partes de
diclorometano y se trata con 30 partes de una disolución acuosa
diluida de ácido acético. Se decanta la capa orgánica y seca sobre
un agente desecante tipo sulfato sódico anhidro.
La disolución obtenida en el ejemplo 5 se filtra
y somete a un proceso de evaporación a baja temperatura, por debajo
de 0ºC, y aplicando un alto vacío, manteniendo una suave
agitación.
Una vez eliminado todo el disolvente se recoge
el residuo en forma de partículas en su mayoría amorfas y de muy
pequeño tamaño. Se suspenden en 30 partes de ciclohexano y con
agitación se permite que alcance la temperatura ambiente.
Se separa por filtración el sólido que se trata
de nuevo, con agitación y temperatura ambiente, con 30 partes de
metanol. Se mantiene la agitación durante 15 minutos y se
filtra.
El producto se seca a vacío manteniendo la
temperatura entre 10 y 15ºC preferentemente, con lo que se obtiene
un sólido con un contenido en carotenoides totales expresado en
luteína del 95.5%. El análisis por HPLC de la mezcla obtenida
indica un % de Luteina y sus isómeros del 93.5% y un % de Zeaxantina
del 5,7%.
Se puede preparar el concentrado de luteína de
alta pureza siguiendo el procedimiento de evaporación a baja
temperatura descrito en el ejemplo 6, y utilizando como disolventes
de lavado, hexano en lugar de ciclohexano, y metil etil cetona, en
lugar de metanol. De esta manera, y tras un secado a vacío se
prepara un producto sólido pulvurulento con un contenido en
carotenoides totales expresado en luteína superior al 96.5%. El
análisis por HPLC muestra un contenido en Luteína del 93.5% y un
contenido en Zeaxantina del 6%.
Claims (21)
1. Un procedimiento para la preparación de
concentrados de Luteína de alta pureza (Esquema 1)
\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
1
a partir de productos extractivos
de origen vegetal que consta de las siguientes
fases:
- -
- lavado sucesivo del extracto vegetal obtenido a partir de flores de marigold ó de otra fuente vegetal con elevado contenido en xantofilas, con una disolución acuosa de un álcali, seleccionado entre un hidróxido, carbonato o bicarbonato alcalino o alcalinotérreo y, posteriormente, con una disolución acuosa de un ácido inorgánico seleccionado entre ácido fosfórico, ácido sulfúrico ó ácido clorhídrico,
- -
- saponificación de los ésteres de las xantofilas por tratamiento de la resina purificada en un medio acuoso en presencia de una base seleccionada entre hidróxido ó metóxido de potasio o de sodio, a una temperatura comprendida entre 140ºC y 180ºC, durante un intervalo de tiempo comprendido entre 30 segundos y varios minutos hasta completar la saponificación,
- -
- tratamiento del producto saponificado en un medio acuoso a temperaturas entre 40ºC y 60ºC durante un periodo de tiempo del orden de 4 a 10 horas, en presencia de un ácido seleccionado entre los ácidos clorhídrico, sulfúrico ó acético, y manteniendo el pH en valores entre 4 y 6,
- -
- extracción de las xantofilas libres por acción de un disolvente orgánico inmiscible con agua seleccionado entre éteres, tales como éter dietílico, éter diisopropílico o similares, ésteres, como acetato de etilo, acetato de isopropilo, o similares, o disolventes halogenados, como diclorometano o similares,
- -
- lavado de la disolución en el disolvente orgánico con una disolución acuosa ácida con un pH entre 4 y 6,
- -
- secado del concentrado por evaporación completa de disolvente manteniendo la temperatura por debajo de los 0ºC y aplicando un alto vacío,
- -
- lavado del residuo sólido así obtenido con disolvente apolar, seleccionado entre los hidrocarburos pentano, hexano, heptano, ciclohexano o similares y, posteriormente, uno polar, seleccionado entre alcoholes de bajo peso molecular, tales como metanol, etanol, isopropanol, o bien, ésteres, tales como acetato de etilo o acetato de metilo, o bien, cetonas, tales como acetona, metil etil cetona o metil isobutil cetona,
- -
- secado y, opcionalmente, formulado por adición de adyuvantes y agentes auxiliares.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el extracto vegetal se obtiene a partir de flores de
marigold.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el lavado acuoso alcalino del extracto vegetal se realiza
utilizando una disolución acuosa de un hidróxido ó un carbonato
sódico ó potásico, preferentemente, hidróxido sódico.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el lavado acuoso ácido del extracto vegetal se realiza
utilizando una disolución acuosa de un ácido inorgánico,
preferentemente, ácido fosfórico.
5. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que la saponificación se lleva a cabo en medio acuoso en presencia
de un hidróxido sódico o potásico, preferentemente, hidróxido
potásico.
6. Procedimiento según la reivindicación 1 y 5
en el que la saponificación se lleva a cabo a una temperatura entre
140ºC y 180ºC, preferentemente entre 160ºC y 170ºC.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 5 y
6 en el que el proceso de saponificación se realiza en un periodo
de tiempo aproximado entre 30 segundos y 30 minutos,
preferentemente entre 4 y 15 minutos, dependiendo de la temperatura
de reacción.
8. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que el tratamiento térmico posterior a la saponificación se realiza
a una temperatura entre 40ºC y 60ºC, preferentemente, entre 45ºC y
55ºC.
9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y
8 en el que el tratamiento térmico posterior a la saponificación se
realiza en presencia de una disolución acuosa de un ácido
inorgánico, preferentemente, ácido clorhídrico.
10. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y
8 en el que el tratamiento térmico posterior a la saponificación se
realiza en presencia de una disolución acuosa de un ácido orgánico,
preferentemente, ácido acético.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 1,
9 y 10 en el que en el tratamiento térmico posterior a la
saponificación se mantiene el pH en un intervalo entre 4 y 6,
preferentemente entre 4,5 y 5,5.
12. Procedimiento según la reivindicación 1 en
el que se utiliza para la extracción de las xantofilas libres un
disolvente orgánico del tipo éster, éter, halogenado o
hidrocarburo, preferentemente clorado y, más preferentemente,
diclorometano.
13. Procedimiento según la reivindicación 1 en
el que la disolución de las xantofilas se somete a un lavado a
fondo con una disolución acuosa ácida con valores de pH entre 4 y
6, preferentemente entre 5 y 5,5.
14. Procedimiento según la reivindicación 13 en
el que el pH se ajusta por adición de ácidos inorgánicos u
orgánicos, preferentemente, ácidos inorgánicos y, más
preferentemente, ácido sulfúrico o fosfórico.
15. Procedimiento según la reivindicación 1 en
el que la eliminación del disolvente orgánico que contiene el
concentrado de xantofilas que ha sido sometido a un lavado con la
disolución acuosa ácida se realiza por evaporación manteniendo la
temperatura por debajo de 0ºC.
16. Procedimiento según la reivindicación 15 en
el que la eliminación se completa por aplicación de alto vacío.
17. Procedimiento según la reivindicación 1 en
el que el residuo de eliminación del disolvente orgánico a baja
temperatura se somete a un lavado con otro disolvente orgánico
apolar, seleccionado entre pentano, hexano, ciclohexano, heptano y
similares, preferentemente, ciclohexano.
18. Procedimiento según la reivindicación 1 en
el que tras el lavado con un disolvente apolar, el residuo se
somete a un lavado con otro disolvente orgánico polar, seleccionado
entre seleccionado entre alcoholes de bajo peso molecular, tales
como metanol, etanol, isopropanol, o bien, ésteres, tales como
acetato de etilo o acetato de metilo, o bien, cetonas, tales como
acetona, metil etil cetona o metil isobutil cetona, preferentemente
metanol.
19. Procedimiento según la reivindicación 1 en
el que el concentrado obtenido se somete a un proceso de secado a
vacío manteniendo la temperatura entre 10ºC y 25ºC, preferentemente
entre 15ºC y 20ºC.
20. Procedimiento según la reivindicación 1 en
el que al concentrado rico en luteína se adicionan adyuvantes y
agentes auxiliares, tales como, emulgentes, antioxidantes y
estabilizantes adecuados para la preparación de aditivos para la
alimentación humana.
21. Procedimiento según la reivindicación 1 en
el que el concentrado final presenta un contenido en carotenoides
totales expresado en luteína superior al 90% y una proporción
superior al 98% de Luteína+Zeaxantina, apto para su utilización como
aditivo en la alimentación humana.
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