ES2411958T3 - Método para producir un concentrado de ésteres de los ácidos eicosapentaenoico y docosahexaenoico - Google Patents

Abstract

La presente invención divulga procesos para la obtención de concentrados de esteres de ácido eicosapentaenoico y ácido docosahexaenoico para su uso en consumo humano masivo y regular ya sea como ingrediente farmacéutico o como ingrediente de alimentos, caracterizado por poseer propiedades organolépticas neutras y estables, libre de efectos secundarios típicos de derivados de aceites marinos, y con bajo contenido de contaminantes orgánicos persistentes.

Description

Método para producir un concentrado de ésteres de los ácidos eicosapentaenoico y docosahexaenoico.

Campo de la invención.

Esta invención se refiere a un procedimiento para obtener un concentrado de ésteres de los ácidos eicosapentaenoicO y docosahexaenoico a partir de aceites marinos crudos o refinados.

Antecedent..de la invención.

Se conoce bien la importancia de los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga de tipo ú)·3, los ácidos (todo cis)-5, 8, 11, 14, 17·eicosapentaenoico, a continuación en el presente documento EPA. y (todo cis)-4, 7, 10, 13, 16, 19·docosahexaenoico, a continuación en el presente documento DHA, para ingredientes de prOductos alimenticios o farmacéuticos y está documentada debido a su utilidad, entre otros, para prevenir la arteriosclerosis y enfermedades cardlovasculares, aliviar estados Inflamatorios y mtrasar el crecimiento de tumores. Como consecuencia, los expertos recomiendan una ¡ngesta diaria de dichos ácidos grasos que oscila entre 0,5 y 10 g.

Una de las fuentes más ricas de EPA Y DHA son los aceites de pescado de diferente origen tal como sardinas, jurel, anchoa, salmón, bacalao y otros. Nonnalmente, el contenido combinado de EPA y DHA en dichos aceites es de aproximadamente ellO al 35% en peso. Por consi~lulente, los primeros intentos para proporcionar complementos alimenticios y productos farmacéuticos ricos en EPA y DHA se basaron en aceites de pescado refinados para eliminar su olor y sabor desagradables característicos, para su utilización como ingredientes para un producto alimenticio o fannacéullco adecuado para consumo humano. Estos procedimientos de refinado recurrían principalmente a los procedimientos clásicos para el refinado de aceites vegetales y adaptaciones específicas de dichos procedimientos a la materia prima en cuestión (lindsay, documento U8P 4.915.876; Chang, documento U8P 4.874.629; Marschner, documento USP 4.804.555; 8tage, documento USP 4.599.143; Merck, documento USP 4.636.997).

No obstante, los intentos actuales para proporcionar EPA y DHA a partir de aceites marinos refinados adecuados como ingrediente para un prOducto alimenticio o farmacéutico, no han tenido éxito en la provisión de un producto cuyas propiedades organoléptlcas fuesen aceptabl€>s y estuvieran libres de los efectos secundarios típicos tales como reflujo gástrico, irritación del estómago y la piel y meteorismo, entre otros. Estos efectos se acentúan cuando se consumen EPA y DHA en cantidades superiores a 1 g, es decir, dosis equivalentes a aproximadamente 5 9 de aceite de pescado, que producen los ef8CtOS secundarios mencionados en el consumidor.

Por consiguiente, los esfuerzos para proporcionar EPA y DHA se han dirigido a la producción de concentrados de estos ácidos a partir de aceites marinos. Estos conc<9ntrados pueden contener entre el 40 y el 95% de EPA y DHA en peso, o bien en forma de ácidos libres, o bien en forma de ésteres, normalmente ésteres etllicos o bien mono, di

o triglicéridos. El objetiVO de estos procedimientos es; proporcionar concentrados de EPA y DHA que tienen mejores propiedades organolépticas de sabor, olor y color, que pueden usarse directamente en productos para uso terapéutico en seres humanos, como principio activo farmacéutico o como ingredientes alimenticios en general. No obstante, el estado de la técnica no proporciona prc(;edimientos que puedan proporcionar productos que cumplan con las características de tener buenas propiedacles sensoriales, almacenamiento a largo plazo y estabilidad oxidativa para mantener sus propiedades organoléptlcas deseables a lo largo del tiempo, es decir, productos en los que no se produzca su reversión en el tiempo a un olor y sabor a pescado y que carezcan de los efectos secundarios tlplcos de los aceites marinos y derivados, tales como reflujO gastrico, flatulencia, alergia entre otros.

Los concentrados de EPA y DHA disponibles comercialmente en la actualidad no se usan directamente como ingrediente alimenticio, sino que en su lugar se utiliz,an en forma de jarabeS en los que se ha camuflado el sabor o en forma de pastillas recubiertas con azúcar o microencapsuladas, todo esto con el fin de ocullar o minimizar el sabor y olor no deseados que se desarrollan en el ti€tmpo en dichos productos. Adicionalmente, estos concentrados no son adecuados tampoco para usos terapéuticos que nonnalmente requieren dosis relativamente aNas de EPA o DHA, de varios gramos al día, porque a estas dosis los efectos secundarios no deseados de lOS concentrados incluso se acentúan más.

Otro enfoque para proporcionar EPA o DHA para consumo humano derivados de aceites marinos ha sido el desarrollo de procedimientos para obtener EPA o DHA puros, tal como se da a conocer en la patente estadounidense 6.846.942. No obstante, la obtención de EPA o DHA puros significa hacerlos pasar en primer lugar a través de una etapa en la que se obtiene una mezc la de EPA y DHA: comercialmente no parece haber una ventaja en este enfoque, y tal como puede observarse en IclS documentos de la tabla 1, la mayoría de los procedimientos dados a conocer tratan sobra la preparación de concentrados que contienen EPA y DHA o bien en forma de ácidos libres o bien en forma de ésteres.

En la tabla 1. se muestran numerosos procedimientos dados a conocer en la técnica, dirigidos a la obtención de concentrados de ácidos grasos w-3 a partir de aceite.

La patente europea n.o O 409 903 da a conocer un procedimiento para preparar mezclas que contienen EPA y DHA a partir de aceites animales o vegetales. El procedimiento comprende las etapas do saponificar la materia prima, el aceite animal o vegetal, acidificar la mezcla saponlflcada inmediatamente y luego extraer los ácidos formados coo éter de petróleo hasta agotamiento. Entonces se lav¡J¡n los extractos con agua, se elimina el disolvente y se somete el residuo a una o más etapas de destilación molecular a una presión de 0,133 Pa y una temperatura de entre 1 1012O"C. Se obtiene un destilado que contiene entre el 35 y el 90% de EPA YDHA.

Tabla 1: Patentes y solicitudes de patente para rnetodos o procedimientos para la producción de DHA y EPA

La patente estadounldonse 5.130.061 da a conocer un procedimiento para la preparación de una mezcla de éstores elllicos de EPA y DHA altamente concentrados a partir de aceite de pescado. El procedimiento dado a conocer incluye las etapas de transesterificación de aceite de pescado con alcohol etilico, seguido de la extracción del 10 producto transesterificado con hexano y la puriflcaclón del extracto mediante cromatografia en gel de sílice. Entonces. se somete el producto purificado a unSl o más etapas de destilación molecular a una presión de

aproximadamente 0,001 mmHg y una temperatura de entre 65 y 7DOC. Opcionalmente. antes de la destilación, puede cristalizarse el producto resultante de la cromatografía en acetona a -40"C y luego 6Qmeterse a destilación.

Muchos de los procedimientos dados a conocer pueden proporcionar productos con propiedades organolépticas aceptables pero en todos ellos, se producen los efectos secundarlos descritos anteriormente y la reversión al olor y sabor a pescado se produce con el tiempo, a diferencio. de en el producto obtenido por medio del procedimiento de la presente invenciÓn que mantiene sus propiedadE!'.l organolépticas neutras en condiciones de almacenamiento a lampe/atura ambiente durante un periodo de al menos tres meses y sin provocar efectos secundarios significativos en el consumidor. Por caracteristiCas organolépticas neutras, se quiere decir un producto que tiene propiedades organolépticas aceptables en ausencia de aditivos para enmascarar el sabor o el olor, mientras que se entiende que caracterlslicas organolópticas aceptables son un producto evaluado por un panel sensorial cualificado compuesto por al menos 9 miembros que evalúan propiedac\e,s del producto tales como aspecto, aroma y sabor con una calificación de cada parámetro igual a o mayor que E,I 60% del valor máximo de dicho parámetro, y la propiedad de rancidez, con una calificación igual a o mayor que el 00% del valor máximo de dichO parámetro.

Además del requisito de estabilidad y propiedades organolépticas acep1ables, lOs concentrados de EPA y DHA también deben cumplir con una serie de normas reglJladoras con respecto a su contenido de compuestos orgánicos contaminantes conocidos como contaminantes orglínicos persistentes (COP) que son sustancias qulmicas que persisten en el medio ambiente, se acumulan en la cadena alimentaria e impWcan un riesgo de provocar efectos adversos a la salud humana y el medio ambienl03. Entre estos contaminantes, que incluyen actualmente 17 sustancias reconocidas durante la Tercera Conferencia de las Partes del Convenio de Estocolmo de mayo de 2007, están derivados de dlox1nas, toranos, bifenUos pOliclorados, hidrocarburos aromaticos policiclicos, etc., cuya concentración en los acehes de pescado ha ido aumentando con el tiempo, de modo que están realizándose esfuerzos para desarrOllar procedimientos que puedan eliminar estos contaminantes de los aceites de pescado. Entre las Partes del Convenio de Estocolmo existen actualmente normas estrictas con respecto a los limites máximos admisibles de los COP en productos para clJOsumo humano, entre los que se Incluyen aceite de pescado y productos derivados de los acelles de pescado. So encuentran procedimientos dirigidos específicamente a la eliminación de los COP, entre otros, en los procedimientos dados a conocer en las solicitudes de patente US 2005/0256326 y US 2004/0022923 y la solicitud Internacional WO 02106430. Otro grupo de contaminantes reguladoS son lOS metales pesados tales como arsénico, mercurio, cadmio y plomo, entre !:tras.

Los procedimientos para la producción de concentrados de EPA y DHA descritos en la patente europea n.U O 409 903 Y en la patente estadounidense US 5.130.061 no se refieren al problema de la presenCia de COPo Por tanlO, para comparar la eficacia para la eliminación de contaminantes de los procedimientos dados a conocer con la eficacia del procedimiento de esta inv8T'oCión para el rnlsmo abieto, se reprodujeron los procedimientos mencionadOs con matBrias primas que tenlan una concentración conocida de COP y se compararon con los productos obtenidos mediante el procedimiento del presente documento. Se muestran los resultados en los eJemplos comparativos 1 y 2.

En la patente estadounidense 6.846.946, se hace monclón al problema de los bifenilos policlorados (PCB) pero no se da a conocer ninguna solución referente a su eliminación.

Se ha encontrado que, de manera sorprendente, el procedimiento de esta invención, a diferencia de los prOCedimientos de la técnica antenor, puede proporcionar un producto con propiedades organoléplicas aceptableS, sin producir una reversión al Olor '1 sabor a pescado durante un tiempo de almacenam~nto en condiciones ambientales de al menos tres meses y tanillén a diferencia de los procedimientos de la técnica anterior, también puede reducir o eliminar eficazmente los COP y melales pesados. Adicionalmente, el procedimiento dado a conocer no provoca la isomerización cis-trans no deseada de los isómeros de EPA y DHA de propiedades metabólicas desconocidas, sino que al contrario y de manera ~Lstante sorprendente, reducen el contenido en isómeros trans cuando se encuentran en las materias primas.

Pronova BioPharma (www.pronova.com) da a cono:er un procedimiento para la producción de concentrados de ésteres etílicos de EPA Y DHA para su uso como principio activo farmacéutico. En dicho procedimiento, en primer lugar se desacidifica acahe de pescado crudo para obtener aceite de pescado refinado y este aceite de pescado refinado se somete a un procedimiento de separación dirigido especlficamente a la eliminación de contamlnantos por medio del procedimiento dado a conocer en la solicitud estadounidense 2005/0256326. El aceite de pescado refinado obtenido se Iransesteritica posteriormente con alcohol etfllcc. El producto transesteriflCado se somete a \larias etapas de destilación molaclAar. Se trata el dostilado con urea, luego se blanquea y wel\le a someterse a destilación mOlecular, obteniéndose un producto final con hasta el 90% de ácld06 grasos 00-3 de cadena larga entre EPA y DHA. Una desventaja del procedimiento es la posibilidad de transisometizac:ión durante la etapa de separación. Adicionalmente, el producto comercial revierte al olor y sabor a pescada y pueden obsarvarse lodos los efectos secundarios mencionados previamente tras la ingestión del producto.

El procedimiento desarrollado por Napro Pharma (www.napro·pharma.no/production) para la producción de un concentrado de ésteres etílicos de EPA y DHA es sirnilar al prOCedimiento de Pronova BloPharma, pero sin la etapa de separación y la etapa de tratamiento con urea, pero el producto también revierte al olor y sabor a pescado y pueden observarse todos los electos secundarios mencionados previamente tras la Ingestión del producto.

En comparación con los concentrados de EPA y DHA obtenidos mediante el procedimiento del es1ado de la técnica, los concentrados obtenidos mediante el procedimiento de la invención tienen ventajas sorprendentes e inesperadas con respecto a la técnica anlerior laI como resultaré evidente a partir de la descripción detallada de la invención. ESlas ventajas incluyen la caraclerística de un producto estable y organolépticamente neutro, que carece de electos se<:undarios y niveles de contaminantes orgánicos persistentes que cumplen con las normas reguladoras internacionales. Además, tal como se mencionó anteriOf1Tl8nte el procedimienb no sólo impide la fonnaclón de isómeros cís·trans, sino que al contrario, de manora sorprendente e inesperada. reduce la concentración de isómeros !rans cuando es1án presentes en la materia prima. Como resultado de todas estas caraderís1icas combinadas, el producto obtenido mediante el procedimiento de esta invención es especialmente adecuado para su uso en terapias que requieren altas dosis de EPA y DHA Ycomo Ingrediente a"menticio.

El dcx::umento WQ-A-02l06430 se refiere a aceites marinos que contienen ácidos grasos pollinsaturados, tales como DHA y EPA Yniveles reducidos de contaminantes.

Et documento US-A-2006l0011 012 se refiere a compclSiciones de ácidos grasos que comprenden EPA y DHA.

El documento WQ·A-2009l009040 se refiere a una composición de ácidos grasos que comprende EPA y DHA.

El documento WQ-A-2007/091070 se refiere a un prc:x:oolmlento para preparar sales de ácidos grasos insaturados salubres en agua, por ejemplO de EPA y DHA.

Sumarlo de la Invención.

Un Objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento novedoso para la preparación de un concentrado de ésteres de EPA y DHA a partir ele aceites marinos que tiell9 propiedades organolépticas neliras, estabilidad y un contenido de contaminantes orgánicos persistentes por deba)o de los límites permitidos y, por consiguiente, aclecuado para consumo humano o bien como producto farmacéutico o bien como ingrediente alimenticio.

Dicho objetivo se logra mediante un concentrado que comprende ésteres etllicos de EPA Y OHA obtenidos por medio de un procedimiento que comprende las siguientes etapas:

a) poner en contacto aceite marino crudo o refinado con uno o más álCalis yagua a una temperatura no superior a IOOoe hasta QUe se obtiene una mezcla. comprendiendo la mezcla aceite marino saponificado;

b) poner en contacto la mezcla saponificada con une) o más disolventes orgánicos para formar una fase refinada, que comprende las sales alcalinas de ácidos grasos y una fase de extracto;

e) separar la fase de extracto de la fase refinada;

d) mezclar la fase refinada con una disolución acuclsa de un ácido para formar una fase acuosa y una fase no acuosa que comprende ácidos grasos:

e) separar la fase acuosa de la fase no acuosa:

f) mezclar la fase no acuosa separada con un alcohol y un catalizador de esterificaciÓll a una temperatura de no más de 15O"C hasta que se obtiell9 una mezcla esterificada que comprende ésteres de ácidos grasos;

g) retirar el catalizador de la mezcla esterilicada para obtener una mezcla esterificada Mbre de catalizador;

h) eliminar el disolvente de la mezcla estatifiCada libre de catalizador para obtener ésteres de ácidos grasos, e

i) destilar los ésteres en una columna de destilación de recorrtdo corto a una temperatura como máximo de 1800C y a una presión Iniarior a 1 mbar para obtener un concentrado que comprende ésteres de EPA y DHA.

Las etapas del procedimiento convergen de manora sinérgica hacia el objetivo de la invención de manera coordinada.

Descripción detallada de la Invención.

Materia prima.

Para llevar a cabo la Invención. puede usarse cualquier materia prima Que contenga EPA o DHA, preferiblemente aceites de pescado. Materias primas adecuadas para la Invención, tales como aceites de sardina, anchoa, jurel. caballa del Pacífico, atún, bacalao, salmón, krill y moluscos y mezclas de dichos aceites, aceites de los subproductos del procesamiento de animales marinos tales como las vlsceras de los animales marinos, y también aceites de rnicroalgas tal como, por ejemplo. Nannochloropsis sp y plancton. En la presente invención, el termino aceite también incluye grasas o ceras que contienen EPA o OHA y sus subproductos, tales como gliceridos y ácidos grasos.

Aunque se prefiere el uso de una maleria prima con un índice T otox menor que 30, el procedimiento de la presente invención también puede llevarse a cabo con materias primas que tienen un mayor índice Tolox tal como se muestra en los ejemplos.

Para llevar a cabo el procedimiento de la presente invención, se saponifica aceite marino crudo o refinado usando un álcali para hidrolizar los glicéridos u otros ésteres de ácidos grasos presentes en el aceite marino crudo o refinado para obtener una mezcla saponificada que comprende las sales alcalinas de los compuestos saponificables del aceite marino crudo o refinado y la materia no saponificable. Para ello, se pone en contacto aceite marino crudo o refinado con agua y uno o más álcalis apropiados, y opcionalmente, uno o más disolventes tales como alcoholes e hidrocarburos o con uno o más antioxidantes apropi~ldos. Los álcalis apropiados para el proceso de saponificación Incluyen hidróxidos de sodio. potasio, lilio, magnesio y mezclas de dichos hidróxidos. La cantidad de álcali oscila entre 5 y 40 gramos de álcali por cada 100 g de aceile marino crudo o refinado, aunque la razón preferida de álcali con respeclo a aceite marino crudo o refinado es de aproximadamente 15 gramos de álcali por 100 g de aceite marino crudo o refinado. La cantidad de agua usada oscila entre 10 y 500 g de agua por 100 g de aceite marino crudo O refinado, aunque la razón preferida de agua con respecto a aceile marino crudo o refinado oscila entre 50 y 200 9 de agua por 100 9 de aceite marino crudo o refinado. Cuando se usan alcoholes tales como elanol, la cantidad de alcohol oscila entre 10 Y 500 9 de alcohol por 100 g de aceite marino crudo o refinado, aunque la razón preferida de alcohol con respecto a aceite marino crudo O refinado oscita entre 50 y 200 g de alcohol por 100 g de aceite marino crudo o refinado, Cuando se usan hidrocarburos tales como hexano, la cantidad de disotvente oscila entre 10 y 500 g de disolvente por 100 g de aceite marino crudo o refinado. preferiblemente oscila entre 50 y 200 9 de disolvente por 100 9 de aceite marino crudo o refinado. Cuando se usan los antioxidantes apropiados, tates como, por ejemplo, BHT, tocoferoles o ácido ascórbico y sus derivados, la cantidad de antioxidante usada es preferiblemente no mayor que 1 g por 100 g de aceite marino crudo o refinado. El contacto entre el aceite marino crudo o refinado, agua, uno o más álcalis y opcionalmente uno o más disolventes, puede llevarse a cabo o bien de manera continua o bien de manera discontinua en un recipiente con agitación a una temperatura de entre 10 y

loo"C, preferiblemente a temperaturas de entre 40 y 85°C Y a presiones de entre 0,1 y 5 bar, preferiblemente a presión atmosférica. El tiempo para completar la saponificación del aceite marino crudo o refinado en el caso de la operación de manera discontinua o, el tiempo de residencia en el caso de una operación continua oscila entre 10 y 400 minutos, preferiblemente enlre 30 y 120 minutos.

la mezcla que comprende aceite marino saponificado se pone en contacto con uno o más disolventes orgánicos hasta que se forman una fase de extracto y una fase refinada inmiscible con la fase de extracto, comprendiendo la fase de extracto disolvente orgánico y material disue~to y comprendiendo la fase refinada las sales alcalinas de los ácidos grasos. Se separan dichas fases o bien mediante sedimentación o bien mediante centrifugación. La puesta en contacto entre la mezcla que comprende aceite marino crudo O refinado saponificado y los disolventes orgánicos puede llevarse a cabo o bien de manera discontinua el bien de manera continua a temperaturas de entre 10 Y 100"C. preferiblemente de entre 20 y 80"C, y a presiones dEl entre 0,1 Y 5 bar, preferiblemente a presión atmosférica. Los disolventes o mezclas de disolventes orgániCOS apropiados para la extracción pueden elegirse del grupo que consiste en éter de petróleo, pantano, hexano, hepta.nos, octano, ciclohexano, metil-ciclohexano, acetona, tOlueno, x¡¡eno, metil-xileno, etil-benceno, diclorometano, cloroformo, letracloruro de carbono, dicloruro de elileno, tricloruro de etileno, percloruro de elileno, dimetilsulfóxido y tetrahidrofurano. No obstante, los disolventes preferidos comprenden hidrocarburos alifátlcos tales como éter de petróleo, pentano, hexano, heptano, octano o mezcla de estos disolventes. La razón del disolvente o disolventes en relación con la mezcla saponificada oscila enlre 50 y 1000 9 por 100 9 de mezcla, preferiblemente entre 100 Y 500 g por 100 g de mezcla. Una vez que se separa la fase refinada de la fase de extracto. si se desea, puede pcmerse de nuevo en contacto con uno o más disolventes en las condiciones dadas a conocer para formar una segunda fase de extracto y una segunda fase refinada, y puede llevarse a cabo el procedimiento de extracción adicional de las fases refinadas, si se desea.

En la etapa de acidulación, se pone en contacto la fase refinada con una disolución de un ácido tal como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido fosfórico, ácido acético. ácido tricloroacético o carbónico, hasta que se forman una fase acuosa y una fase no acuosa que comprende ácidos grasos. la cantidad de ácido usado en la etapa de acidulación puede ser de hasta 1,5 veces la cantidad estequlométrica de álcali usada en la etapa de saponificaCión, preferiblemente 1,05 veces la cantidad estequiométrica de álcali requerida para la neutralización total de la fase refinada. La cantidad de ácido requerida para acidificar ta fase refinada puede determinarse midiendo la alcalinidad total de la fase refinada La puesta en contacto de la fase refinada y el ácido para formar una mezcla de acidificación puede llevarse a cabo o bien de manera disconlinu~1 o bien de manera continua en un recipiente con agitación a temperaturas de entre 10 y 100"C, preferiblemente de entre 20 y GO"C, Y presiones de entre 0,1 Y 5 bar, preferiblemente a presión atmosférica y con un tiempc> de residencia, en el caso de la operación continua, que oscila entre 1 y 120 minutos, preferiblemente entre 5 y 60 minutos. Opcionalmente, la mezcla también puede incluir un antioxidante o una mezcla de antioxidantes tales corno, BHT, tocoferoles o ácido ascórbico y sus derivados. Tras eso, se separa la fase no acuosa de la fase acuosa mediante sedimentación o centrifugación. La fase no acuosa separada se lava con una mezcla de lavado que comprende agua, un alcohol monohldroxllado, acetona o una disolución acuosa de sulfato de sodio o cloruro de s'ooio, a temperaturas de entre 10 y 100"C, preferiblemente de entre 20 y 60"C y a presiones de entre 0,1 y 5 bar. preferiblemente a presión atmosférica. La fase no acuosa lavada puede filtrarse opcionalmente para eliminar los sólidels insolubles. El término fase no acuosa usado a continuación designa tanto la fase no acuosa lavada as! como 111 fase no acuosa lavada y filtrada, obtenida tras la etapa de acidulación tal como se describió anteriormente.

Opcionalmente, puede eliminarse el disolvente de c:ualquiera de las fases no acuosas parcial o completamente mediante evaporación del disolvenle, preferiblemenle a presión reducida y a temperaturas inferiores a 150"C obteniéndose lo que 8e denomina una fase no acuosa con disolvente eliminado parcial o totalmente.

Opcionalmente, puede someterse cualquiera de las fases no acuosas o de las lases no acuosas con disolvente eliminado parcial o totalmente a una etapa de cristali2:3ción. Para ello, se mezcla la fase con un disolvente o mezcla de disolventes seleccionado del grupo que consiste en éter de petróleo, pentano, hexano, heptano, octano, ciclohexano, metil~iclohexano, lolueno, xileno, metil-xileno, etil-benceno, diclorometano, cloroformo, tetracloruro de carbono, dicloruro de etileno. tricloruro de etileno, perctoruro de etileno, dimetilsulfóxido, dimetn·formamlda y tetrahidrofurano. metanol, etanol, acetona y metil etil cetona. Disolventes preferidOS son hexano, etanol, acetona o mezclas de éstos. La cantidad de disolvente que va a usarse en esta etapa puede variar entre 50 y 1000 9 por 100 9 de la fase que se cristaliza, preferiblemente entre 100 y 500 9 por 100 9 de la fase que se cristaliza. La mezcla formada se enfría posteriormente hasta una temperatura que oscila entre O y ·50°C, preferiblemente entre ·20 y ·40"C hasla la formación de una fase cristalizada sólida en una lase liquida. La operaCión de cristalización puede llevarse a cabo de manera discontinua o de manera continua y preferiblemente a presión atmosférica. La fase sólida cristalizada y la tase Hquida se separan posteriormEmte mediante filtración o centrifugaCión, preferiblemente a la misma temperatura final de la cristalización. Entonc:es, los disolventes de la fase líquida se eliminan, parcial o totalmente, mediante evaporación del disolvente palra obtener lo que se denomina entonces primera fase con disolvente eliminado parcial o totalmente producida en la etapa de cristalización que comprende EPA y DHA en mayor concentración que la del aceite marino crudo o refinado utilizado.

Opcionalmente, puede tratarse cualquiera de las fa.ses no acuosas o cualquiera de las fases no acuosas con disolvente eliminado parcial o totalmente o la primera fase con disolvente eliminado parcial o totalmente prodUCida en la etapa de cristalización, con urea u otro compuesto que forma complejos o aductos con ácidos grasos o sus derivados. Para ello, se forma una disolución a una temperatura de entre 50 y 100~C, consistiendo la disolución en entre 5 y 40 g de la fase que se somete al tratamiento con urea por cada 100 9 de una disolución del compuesto que forma complejos o aclJctos en un disolvente orgánico, preferiblemente urea en etanol, que contiene aproximadamente 30 9 de urea por 100 9 de etanol. Entonces, la disolución se enfrla hasta temperatura ambiente o menos, formando una fase sólida que comprende complejos o aduelos y una fase liquida libre de sólidos. Los COmplejos o aductos y la lase liquida libre de sólidos se separan o bien mediante filtración o bien mediante centrifugación, y la fase liquida libre de sólidos se lava con agua o una disolución ácida hasta que se ha extraído el compuesto restante que forma complejos o aductos que está disuelto en esa fase. Entonces, los disolventes de la fase líquida libre de sólidos se eliminan, o bien total (1 bien parcialmente, para obtener lo que se denomina segunda fase con disolvente eliminado parcial o totalmente producida en la etapa de formación de complejos, y que comprende EPA y DHA en una concentración mayor que la que hay en la materia prima.

Entonces, se somete cualquiera de las fases no aGUosas o cualquiera de las fases no acuosas con disolvente eliminado parcial o totalmente o la primera fase con cJisolvente eliminado parcial o totalmente producida en la etapa de cristalización o la segunda fase con disolvente eliminado parcial o totalmente producida en la formación de complejos a una etapa de esterificación. Para ello, la fase se mezcla con un alcohol monohidroxilado tal como metanol o etanol o con un alcohol pollhldroxilado tal ClJmO glicerol en una razón que oscila entre 500 g de alcohol por cada 100 g de la fase, y 20 g de alcohol por cada 100 9 de fase, preferiblemente entre 20 y 200 g, Y con un catalizador tal como ácido sulfúrico, p-toluenosulfóniGo, m8tanosulfónico, etanosulfónico o con una resina tal como Amberlite, en una razón de 0,05 a 10 9 de catalizador por cada 100 9 de tase. La etapa de esteriticación puede llevarse a cabo o bien de manera discontinua o büen de manera continua en un reactor con agitación, a una temperatura de entre 10 Y 150"C. preferiblemente de entre 30 y 8Q°C y a una presión de entre 0,1 Y 5 bar, preferiblemente a presión atmosférica. El tiempo de esterificación en el caso de la operación discontinua o el tiempo de residencia en el caso de la operación continua oscilan entre 30 y 600 minutos, preferiblemente entre 60 y 240 minutos. Al final de la etapa de esterificación, se obtitme una mezcla esterificada que comprende ésteres de ácidos grasos. Entonces, el catalizador se retira de la mezcla esteriflCada mediante filtración en el caso de catalizador sólido o mediante neutralización y lavado con disoluciones acuosas en el caso de catalizador liquidO, para formar una mezcla esterificada libre de catalizador. Se elimina el disolvente de la mezcla estetiflcada libre de catalizador mediante evaporación, preferiblemente a presión reClucida y temperaturas menores que 150"C, para obtener una mezcla con disolvente eliminado que comprende ésteres de ácidos grasos.

Posteriormente, la mezcla de ésteres de ácidos grSISOS con disolvente eliminado se destila en una columna de destilación de recorrido corto para obtener un destilado y un residuo.

El destilado o el residuo puede destilarse de nuevo en las condiciones anteriores, obtenerse un segundo destilado y un segundo residuo. El procedimiento puede repetirst~ hasta que se obtiene un destilado o un residuo que contiene la concentración deseada de esteres de EPA y DH,Il, o un concentrado de EPA y DHA. Las destilaciones pueden llevarse a cabo a una temperatura menor que 18O"C, preferiblemente menor que 150"C y una presión menor que 1 mbar, preferiblemente menor que 0,1 mbar. Los concentrados resultantes pueden comprender hasta el 95% en peso de ésteres de EPA y DHA.

La fracción que contiene EPA y DHA o cualquier éHter puede someterse adicionalmente a una o más etapas de purificación adicionales lales como, fraccionamiento por medio de enfriamiento a una temperatura menor que ·5"(; y separación de los sOlidos mediante filtración O centrifugación; desodorizaclón en columnas rellenas o columnas de platos a presión reducida, y temperatura inferior a 2()()OC, preferiblemente menor que 150"C usando o bien nitrógeno

o bien vapor de agua para la desodorización; adsorción por medio del uso de tierra de ¡nfusonos, carbono activo, zeolitas '1 tamiz molecular, entre otros. Asimismo, opcionalmente, los concentrados de EPA y DHA pueden transesteri'icarse con glicerina para formar gticéridos de EPA y DHA concentrados.

Pueden añadirse uno o más antioxidantes apropiados al concentrado de EPA Y DHA, tales como tocolerol, ésteres de tocoferOl, ácido ascórbico y sus derivados, extracto de romero, extracto de boldo, entre otros. Preferiblemente, la cantidad de antioxidante en los concentrados es inferior al 1 % en peso, preferiblemente inferior al 0,5% del concentrado.

Los concentrados de EPA y DHA obtenidos están libres de los efectos secundarios no deseados asociados con el consumo de derivados de aceite de pescado. tal com o reflujo gástrico, irritación del estómago '1 la piel y meteorismo, entre otros. Adicionalmente, y de manera sorprendente, los concentrados de EPA y DHA no presentan reversión al olor o sabor a pescado, permitiendo su utilización como Ingredientes de productos alimenticios o farmacéuticos, sin necesidad de recurrir a enmascaradores del sabor y el olor, encapsulaciones y microencapsulación. Además, el procedimiento dado a conocer reduce significativamente el contenido de contaminantes orgánicos persistentes y metales pesados que podrían estar presentes en el aceite de pescado. por debajo de los niveles máximos permitidOS a nivel internacional. Además, el procedimiento no genera ácidos grasos trans y además, pero de manera sorprendente e inesperada, también puede reducir el contenido de ácidos grasos trans cuando están presentes en la materia prima.

Descripción de la figura.

Con referencia a la figura 1, se alimenta aceite d<e pescado crudo a través del conducto (1) a un reactor de saponificación (4), un recipiente con agitación al que también se alimenta una corriente de disolución de hidróxido de sodio a través del conducto (2) en una razón igual al índice de saponificación del aceite o en exceso hasta el 20"10 y a traves del conducto (3) se alimenta una corriente di! etanol acuoso al 50"1" al reactor, El reactor (4) funciona a una temperatura de entre 40 y as"C a una presión entre 1 y 2 bar y con un tiempo de residencia de 4S minutos para generar la mezcla saponificada. Dicha mezcla saponificada se alimenta a través del conducto (7) a una columna de extracción a contracorriente (a) que opera a una presión de entre 2 y S bar, y a una temperatura de entre 20 y 60"C. Se alimenta la columna de extracción (8) con una ml~zcla de hidrocarburos alifáticos a través del conducto (9) cuyo punto de ebullición oscila entre 60 y ao"C para reGuperar a través del conducto (10) una fase de extracto que comprende una mezcla de hidrocarburos alifáticos y material extrafdo en dicha fase y para recuperar a través del conducto (11) una fase refinada que comprende sales alcalinas de ácidos grasos. La fase refinada se alimenta a través del conducto (11) a un reactor de acldulaci(¡n (12) al que se alimenta una corriente de ácido clorhfdrlco también a través del conducto (13) a una razón igual a la alcalinidad total de la fase refinada o en un exceso hasta del 1 0%. El reactor (12) funciona a una temperatura de entre 20 y 70"C con agitación, una presión de 1 a 2 bar y un tiempo de residencia de hasta 30 minutos para genEirar una mezcla acidulada. La mezcla acidulada se alimenta al sedlmentador (1S) a través del conducto (14) para separar la fase no acuosa de la lase acuosa de la acidulación, El sedimentador (IS) funciona a una temperatura de entre 20 y 70"C, a una presión entre 1 y 2 bar y un tiempo de residencia de entre 5 y 60 minutos. La tase acuosa St! relJra a través del conducto (16) para su posterior tratamiento, para recuperar disolventes y glicerina. A través del conducto (17) la fase no acuosa separada en el sedlmentador (lS) se alimenta a un reactor de lavado (18) en el que se pone en contacto con agitación con la corriente (19) que comprende una disolución de etanof alSO% en agua. para producir una mezcla de lavado. El reactor (18) funciona a una temperatura de entre 20 y 70"C, una presión de '1 y 2 bar y un tiempo de residencia de entre 1 y 30 minutos. La mezcla de lavado del reactor (1a) se alimenta a un decantador (21) a Iravés del conducto (20) para separar la fase ligera de la fase pesada de la mezcla de lavado. El decantador (21) funciona a una temperatura de entre 20 y 70"C, a una presión entre 1 y 2 bar y un tiempo de residenc'ia de entre 5 y 60 minutos. La fase pesada se retira a través del conducto (22) para su posterior tratamiento, para rElcuperar disolventes O para recircular la misma o parte de la misma al reactor de lavado (1a). A través del conducto (23), la fase ligera separada en el sedimentador (21) se alimenta a un reactor de esterificación (24) que también se alimenta a través del conducto (25) con una corriente de una disolución de ácido p-toluenosulfónlco disuelto en etanol. El reactor (24) funciona a una temperatura de entre 40 y asoc con agitación, a una presión entre O,S y 2 ba.r y con un tiempo de residencia de 180 minutos para producir una mezcla esteriflCada. la mezcla esterificada se alimenta a través del conducto (26) al reactor de lavado y neutralización (27) en el que se pone en contacto con agitación, a una temperatura de entre 20 y 70"C, a una presión de 1 y 2 bar y con un tiempo de residencia de! entre 1 y 30 minutos, con la corriente (28) que comprende una disolución de carbonato de sodio al S% en agua. para generar una mezcla de lavado neutralizada. La mezcla de lavado neutralizada del reactor de lavado (27) se alimenta a un sedimentador (31) a través del conducto (30) para separar una mezcla de ésteres de ácidos grasos y una fase acuosa. El decantador (31) funciona a una temperatura de entre 20 y 70"C, a una presión entre 1 y 2 bar y un tiempo de residencia de entre 6 '160 minutos. La fase acuosa se retira a través del conducto (32) para su posterior tratamiento para recuperar disolventes. A través del conducto

(33) la mezcla de ésteres de ácidos grasos separa.da en el sedimentador (31) se alimenta a un evaporador de pelfcula descendente (34) que funciona a una tempel'atura de entre SO y 180"C, a una presión entre 1 y 100 mbar y un tiempo de residencia no mayor que 30 minutos, para obtener un destilado y un residuo con disolvente eliminado

que comprende ésteres de ácidos grasos. A travé~; del conducto (35) el destilado se alimenta a un tanque de almacenamiento no mostrado. Los ésteres de ácidclS grasos con disolvente eliminado se alimentan a través del conducto (36) a un evaporador de recorrido corto (:-17) que opem a una temperatura de entre 50 y 18O"C, a una presión entre 0,001 '11 mbar. A través del conducto (38) el destilado se retira del evaporador de recorrido corto (37) ya través del conducto (39) el residuo de la destilación del evaporador de recorrido corto (37) se retira y se alimenta al evaporador de recorrido corto (40). El evaporador de recorrido corto (40) funciona a una temperatura de entre 50 y 1BO"C, a una presión entre 0,001 y 1 mbar. A travl~ del conducto (41) se retira el residuo de la destilación del evaporador de recorrido corto (40) y a través del conducto (42), se retira el destilado del evaporador de recorrido corto (40), que comprende una mezcla concentrada de ésteres de EPA y DHA.

Ejemplos.

Los ejemplos 1 a 11 ilustran maneras en que puede llevarse a cabo esta invención así como las excepcionales propiedades organolépticas y estabilidad oxidativa de los concentrados obtenidos.

Ejemplo comparativo 1 tEP O 409 903).

Preparación de un concentrado de éster etílico de EPA y DHA a partir de aceite de salmón según el procedimiento dado a conocer por EP O 409 903.

Se pusieron 300 g de aceite de salmón (muestra M1) cuyas caracteristicas se muestran en la tabla 2, 150 g de etanol y 150 g de una disolución de hidróxido de s;adio en agua destilada al 28% en un matraz Erienmeyer de 2000 m!. Se puso la mezcla a reflujo y se purgó con nitrógeno durante una hora, dando como resultado la saponificación completa del aceite de salmón, después de eso se añadieron 160 9 de una disolución acuosa de ácido clorhídrico al 26% y se agitó la mezcla vigoros.amente durante 5 minutos. Entonces, se anadieron 450 mi de éter de petróleo y se agitó una vez más. Se puso la muestra en un embudo de decantación de 2000 mi y se permitió que sedimentase para la separación en una fase sUpEHior y una inferior. Se retiró la fase superior y se extrajo la fase acuosa inferior dos veces más con 450 mi de éter da petróleo. Se recogieron los extractos de éter de petróleo en un embudo de 2000 mi y se lavaron con agua hasta I,eutralidad. Se evaporó el extracto lavado en un evaporador rotatorio que operaba a 10 mbar y 60°C. Posterionnente, se eliminaron trazas de éter de petróleo alimentando el residuo de la evaporación del evaporador rotatorio a una co'umna de destilación de recorrido corto KDL5 UIC. a una velocidad de flujo de 1250 ml./h, temperatura de camisa de 900c, temperatura de condensador a -4°C, velocidad de rodillo de 350 rpm y una presión de 4 mbar. Se obtuvo una mezcla de ácidos grasos de aceite de salmón con el 30,1% de ácidos grasas 00-3 de cadena larga (muestfl~ M2).

Se alimentó la mezcla de ácidos grasos de salmón a una columna de destilación de recorrido corto KDL5 UIC, a una velocidad de flujo de 100 mVh, temperatura de camisa de 65OC, temperatura de condensador a 4cC, velocidad de los rodillos de 350 rpm, presión de 0,005 mbar y se obtuvieron un primer destilado y un primer residuo. Se sometió el primer residuo a una segunda etapa de destilación de racorrldo corto, a una temperatura de 850C obteniéndose un segundo destilado y un segundo residuo. El segundo destilado contenía el 52,2% de ácidos grasos ora de cadena larga (muestra M3).

Se muestra el análisis de las muestras del ejemplO comparativo 1 en la tabla 2.

Tabla 2: Análisis de muestras del ejemplO comparativo 1

EPA, o/" DHA % w-3 total, %

I Aceite de salmón Muestra Ml 103 15,1 26,2 Primer destilado Muestra M2 114 16,6 30,1 Segundo destilado Muestra M3 16,6 30,7 52,2

PCB, b PCB como dioxinas, oot Dioxina.furanos, t

148 6 4,6 2,7 133,2 4,5 2,4 96,7 4,1 2 1

Peróxidos Anisidina Totox

me 7,2 6 1 20,3 1 3 2,4 87 1 1 1,9 4,1

MetalesCesados Arsénico, b

1200 538 359

Ejemplo comparativo 2 IUS 5.130.0611.

Preparación de un concentrado de éster elllico de Ef'A Y DHA a partir de aceite de salmón según el procedimiento dado a conocer por US 5.130.061.

\O

Se mezclaron 300 9 del aceite de salmón usado en el ejemplo comparativo 1 y 200 9 de una disolución de ácido sulfúrico al 5% en etanol absoluto en un matraz Erlenmeyer de 2000 mI. Se puso la mezcla a refluJo y se purgó con nitrógeno durante 8 horas. Se eliminó el etanol en exceso mediante destilación a presión reducida mientras que se enfriaba la mezcla de reacción hasta temperatura ambiente. Se diluyó el residuo de la destilación con 400 mi de hexano y se lavó con 500 mi de agua. Se agitó la mezcla heterOgénea vigorosamente. Se separó la fase acuosa de la fase de hexano en un embudo de decantación y so lavó la fase de hexano con agua repetidamente hasta que el pH de la fase acuosa fue neutro. Se purificó el extracto hexánico lavado haciéndolo pasar a través de una columna de gel de silice. Posteriormente, se evaporó el extracto de hexano purificado en un evaporador rotatooo hasta 1 ° mbar y 60"C. Se eliminaron trazas de disolvente alimentando el residuo de la evaporación a una columna de destilación de recorrido corto KDl5 UIC, a una velocidad de flujo de 1250 ml/h, temperatura de camisa de 90°C, temperatura de condensador a -4°C, velocidad de rooillo de 350 rpm y presión de 4 mbar. Se obtuvo una mezcla de ésteres etílicos que contenia el 27,9% de ácidos grasos w-3 de cadena larga (esterificados) (muestra M4).

Se alimentó la mezcla de ésteres etllicos a una columna de destilación de recorrido corto KDl5 UIC, a una velocidad de flujo de 100 mVh, temperatura de camisa 65OC, temperatura de condensador de 4OC, velocidad de rodillo de 350 rpm, presión de 0,005 mbar y se obtuvieron un primer destilado y un primer residuo. Se sometió el primer residuo a una segunda etapa de destilación de recorrido corto, a una temperatura de 85"C obteniéndose un segundo destilado y un segundo residuo. El segundo destilado contenía el 51,6% de ácidos grasos de cadena larga (esterificados) (muestra M5).

Se muestra el análisis de las muestras del ejemplo comparativo 2 en la tabla 3.

Tabla 3: Análisis de mUI:¡stras del ejemplo comparativo 2

EPA,"'~ DHA, % / w-3 lotal, % I

Aceite de salmón Muestra MI 10,3 15 1 28,2 Primer destilado Muestra M4 9,9 14,8 27,9 Segundo destilado Muestra M5 17,1 297 51,6

pce;Ool) PCS como dioxinas Dioxina + !uranos,

1, 148 6 4,6 2,7 136.4 45 2,5 103,7 39 2,3

Peróxidos, m Anisidina Tolox

72 6,1 20,3 7,5 6,0 21,0 39 24 10,2

Metales esados ArséniCo, b

1200 945 450

Ejemplo 1.

Preparación de un concentrado de ésteres emicos de EPA y DHA de aceite de salmón.

Se pusieron 300 9 del aceite de salmón usado en el ejemplo comparativo 1, 150 g de etanol y 150 g de disolución de hidróxido de sodio en agua destilada. al 28% en un matraz Erlenmeyer de 2000 mi. Se puso la mezcta a reflujo y se purgó con nitrógeno durante una hora, dando como resultado la saponificación completa del aceite de salmón.

Se puso la mezcta saponificada en un embudo de dec:anlación de 3000 mi y se añadieron 150 g de elanol, 150 g de agua destilada y 900 g de hexano al embudo. Se agitó la mezcla resultante vigorosamente y se dejó que sedimentase. Se separó la fase hexánica superior y se extrajo la fase acuosa inferior tres veces más con 700 mi de hexano. Se eliminó el disolvente de los extractos hexá.nicos en un evaporador rotatorio a presión reducida.

Se aciduló la fase acuosa añadiendo 200 9 de una disolución acuosa de ácido clorhfdrlco al 20%. Se lavó la fase orgánica resultante con porciones de una disolución :acuosa de etanol al 50% hasta pH 4-5 Y enlonces se evaporó en un evaporador rotatorio a 10 mbar y 60OC. Se obtuvo una mezcla de ácidos grasos que contenía el 29,6% de ácidos grasos w-3 de cadena larga (muestra M6).

Se mezcló la mezcla de ácidos grasos con 100 9 de una disolución de ácido sulfúrico al 1,0% en etanol absoluto y se puso a rellujo durante 2 horas. Se consideró que I~l reacción habra finalizado tras alcanzar la mezcla un índice de acidez constante. Se neutralizó la mezcla que había reacciooado con 40 g de una disolución de carbonato de sodio al 10% en agua destilada seguido por lavados con polCiones de 40 g de agua destilada. Posteriormente, se evaporó la mezcla en un evaporador rotatorio a 10 mbar y 60"C. Se eliminaron trazas de disolvente alimentando el residuo de la evaporación a una columna de destilación de recorrido corto KDl5 UIC, a una velocidad de flujo de 1250 mVh, temperatura de camisa de 9O"C. temperatura de comjensador a -4"C, velocidad de rodillo de 350 rpm y presión de 4 mbar. Se obtuvo una mezcla de ésteres etílicos que contenía el 30,9'Y" de ácidos grasos ffi-3 de cadena larga (muestra M7).

Se aliment6 1a mezcla de ésteres etilicos a una columna de destilación de recorrido corto KDLS UIC, a una velocidad de flujo de 100 rnVh, temperatura de camisa de 65"C, temperatura de condensador 4°C, velocidad de rodillo de 350 rpm. una presión de O,OOS mbar obteniéndose un primer destilado y un primer residuo. Se destiló de nuevo el primer residuo en la columna de destilación de recorrido corto a una temperatura de 85"C obteniéndose un segundo destilado y un segundo residuo. El segundo destilado contenía el 52,3% de ácidos grasos 0)-3 de cadena larga (muestra Ma).

Se muestra el análisis de las muestras del ejemplo 1 Eln la labia 4.

Tabla 4: Análisis de muestras del ejemplo 1

Acelle de :~~6n

AcldoSg~~~

; e~;~~s

"~'

MR

,

ro

:%07D

~

28,2

30,9

I ro·

IIotal. % oID

29 ,

i i :00.

~

0,6

'no. . DDI

2.7

0,6

0,8

I

7.2

,

~

I

20C

; '.oob

10 Ejemplo 2.

Preparación de un concentrado de ésteres etllicos de EPA y OHA a partir de aceile de sardina.

Se duplicó el ejemplo 1 usando aceile de sardina, con un indice Totox de 45. Se muestra el análisis de las muestras

en la tabla 5: Tabla 5: Análisis de muestras Ejemplo 2

EPA DHA hl-3 lotal

Aceite de sardina 16,1 6,2 24,1 ¡o\cidos arasos 16,3 6,1 24,2 Ésteres etilicos 16 62 23,4 Seaundo destilado 30,1 154 48,2

PCB, I ::;'B

b como dioxinas, 1046 3,2 41 ,6 0,3 44 I 0,4 185 0,6

Oioxina + furanos-:tiDt

2,1 0,3 03 0,4

Peróxidos, meatkcl Anisidina Tolox

107 23,6 45 3,5 1,9 69 36 1,8 9,0 O I O I 0,2

Metales sados ArséniCO,oob

980 345 330 < 100

15 Elemplo 3.

Preparación de un concentrado de ésteres etílicos de EPA Y DHA a partir de aceite de caballa.

Se duplicó el ejemplO 1 usando aceite de jurel que tenía un índice Totol( de 33. Se muestran los resultados del

ejemplo en la tabla 6: Tabla 6: Análisis de muestras del ejemplo 3 Aceite de jurel Ácidos grasos Esteres etnicos Segundo destilado

EPA DHA

5,' 16,8 5,' 16,9 5,1 16,3 15,7 32,2

(¡)o3 tolal

24,4 24,6 22,6 50,1

pes, b pes como dioxinas, ppt Dloxlna + furanos, t

91 37 3,1 26 0,9 0,5 27 1 ° 0,5 1B 1 1 0,4

Peróxidos me Anisidina Totox

92 14,6 33 ., 1,1 93 3B 1,1 B,7 0,3 0,2 O,B

Metales asados Arsénico, ppb

B90 210 196 < 100

\O

Ejemplo 4.

Preparación de un concentrado de ésteres elllicos de EPA y DHA a partir de aceile de sardina en un reactor de 200 litros.

Se cargó un reactor de acero inoxidable. agitado por turbina, con camisa y deflector, de 200 litros con 15 kg de etanol, 15 kg de una disolución acuosa de hidróxido de sodio al 18,7% y 15 kg de aceite de sardina (muestra M10) cuyas caraclerfsticas se muestran en la tabla 7. Se c::alent6 la mezcla hasta 55"C durante una hora y enlonces se enfrió hasta 45°C. Entonces, se añadieron 45 kg de hexano y se agitó durante 10 minutos. Se dejó que sedimentase la muestra durante 15 minutos y se separó la fase or!~ánica de la fase acuosa. Se extrajo la fase acuosa dos veces usando el mismo procedimiento. Se recogieron los e.xtractos hexánicos y se eliminó el disolvente de los mismos a presión reducida. Se aciduló la lase acuosa o refinada a una temperatura de 25gC con 2B kg de una disolución de ácido clorhídrico al 10% Y 5 agitando la mezcla duralnte 5 minutos. Se dejÓ que sedimentase la mezcla acidulada durante 15 minutos, para separar las fases acuosa y orgánica. Una vez que se retiró, se lavó la fase orgánica con lO kg de una disolución acuosa de etanol al 50% hasta pH 5. Se filtró la tase orgánica lavada para separar los sólidos en suspensión. Se diluyó la fase orgánica, lavada y filtrada, con hexano hasta el 20% en peso y se transfirió a un segundo reactor de 150 litros, dotado de un ag~:ador de tipo ancla y camisa de refrigeración, y se enfrió hasta -25°C. Se filtró la mezcla enfriada a -2S"C en una boh~ filtrada a través de malla de pOliéster de 10 micrómetros. Se cargó el filtrado obtenido en el reactor de 200 litros y se calentó a SS'"C a una presión de 200 mbar. Se puso la mezcla de ácidos grasos con disolvente eliminado en contacto con una disolución de 20 kg de urea disuelta en 55 kg de elanol a BOcC. Se agitó la mezcla para lormar el complejo con urea y entonces se enfrió hasta IScC. Se separaron por filtración los sólidos preCipitadOS y se obtuvo un filtrado libre de sólidos. Se enfrió el filtrado libre de sólidos hasta 1°C y se filtró para Obtener un segundo filtrado libre de sólidos. Se mezcló el segundo filtrado libre de sólidos con 3 kg de ácido clorhrdrico disuelto en SO kg de agua y 20 kg de hexano, se agitó y se dejó que sedimentase. Se separó la fase acuosa ácida y Se lavó la tase orgánica con 5 kg de agua hasta que el pH fue neutro. Se eliminó el disolvente de la fase orgánica a 80"e y 50 mbar. Se obtuvieron 2,3 kg de una mezcla de ácidos grasos que contenfa el 77,2 % de ácidos grasos 00-3 (muestra M-tI).

Entonces, se cargaron 40 g de ácido sulfúrico disuelto en 10 kg de etanol en el reactor y se calentó a 80°C. Posteriormente, se enfrió el reactor hasta 40°C y Se añadieron 10 kg de hexano junto con 70 g de carbonato de sodio diSuelto en 5 kg de agua. Se agitó la mezcla durante 5 minutos entonces tras sedimentar Se separó la fase acuosa de la tase orgánica. Se lavó la fase orgánica con 5 kg de agua y se eliminó el disolvente a 80°C y 50 mbar. Se obtuvieron 2,5 kg de una mezcla de ésteres ellllcos de ácidos grasos que contenia el 70.9 % de ácidos grasos 003 (muestra M-12).

Se eliminaron trazas de disolvente de los ésteres etfllcos alimentando la mezcla a una columna de destilación de recorrido corto KDLS UIC, a una velocidad de flujo de 1250 mllh, temperatura de camisa de 80°C, temperatura de condensador a _5°C. velocidad de rodillo de 350 rpm y presión de 4 mbar. Se alimentó la mezcla de ésteres etílicos destilados a una columna de destilación de recorrido corto KDLS UIC, a una velocidad de flujO de 90 mllh, temperatura de camisa de 85"C. temperatura de condensador a 4"C, velocidad de rodillo de 350 rpm, presión de 0,005 mbar obteniéndose un primer destilado y un primer residuo.

Se mezcló el primer residuo con el 1% de Tonsll a 70°C y a presión reducida durante 30 minutos y se filtró obteniéndose un filtrado purificado que se sometió a una segunda etapa de destilación de recorrido corto, a una temperatura de 98"e obteniéndose un segundo destilado y un segundo residuo. El segundo destilado contenla el 86,20/0 de ácidos grasos 00-3 de cadena larga. Se enfrió el segundo destilado hasta -25'"C durante t2 horas y entonces se filtró. Se alimentó el filtrado resultante a una columna de desoclorización, a una temperatura de 100"C usando nitrógeno a 130"e y una presión de 15 mbar durante la desodorizaciÓn. Se obtuVO un concentrado desodorizado de ésteres elflicos de ácidos grasos 00-3 de cadena larga (muestra Mt3) al que se añadió una mezcla de ésteres de tocoferol, palmitato de ascorbilo y extracto de romero a una concentración de 2550 ppm.

Se muestra el análisis de las muestras del ejemplo 4 Em la tabla 7. Tabla 7: Análisis de muestras del ejemplo 4

A,.~ite de i

' ~I~~~'

MIO

Mll

• MI3

l EPA

27,1

I 00-3 tolal

~

~~S, ppb

~S como , ppl

i i

,3

,

~

19,

2,6

1,4

i

Ejemplo 5.

Preparación de un concentrado de esteres eUlicos de EPA y DHA a partir de aceite de caballa en reactor de 200 5 litros.

Se cargó un reactor de acero inoxidable, agitado por turbina, con camisa y deflector, de 200 lilros con 15 kg de etanol, 15 kg de una disolución acuosa de hidróxido de sodio al 17,4% y 15 kg de aceite de lurel del ejemplo 3 y cuyas caracterlsticas se muestran en la tabla 8. Se c alentó la mezcla a 75"C duranle una hora y entonces se enfrió hasta 45°C. A continuación, se ai'iadieron 45 kg de hexano y se agitó durante diez minutos. Se dejó que \O sedimentase la mezcla durante 15 minutos y se separó la fase organica de lalase acuosa. Se extrajo la fase acuosa dos veces mediante el mismo procedimiento. Se aciduló la fase acuosa o refinada a una temperatura de 25°C con 26 kg de una disolución de ácido clorhídrico al 10%. Y se agitó durante 5 minutos. Se dejó que sedimentase la mezcla acidulada durante 15 minutos, y entonces Sl:l separó la fase acuosa de la fase orgánica. Se lavó la fase orgánica con 10 kg de disolución acuosa al 50",," hasta pH 5. Se mezcló la fase orgánica lavada con 100 g de ácido

15 sulfúrico disuelto en 10 kg de etanol y se calentó destilando una mezcla de disolventes hasta que se alcanzó la temperatura de 80"C. Posteriormente, se enfrió el rE~ctor hasta 40"C, se añadieron 350 9 de carbonato de sodio disuelto en 5 kg de agua y se agitó durante 10 minutos. Se separó la fase acuosa. Se lavó la fase orgánica con 5 kg de agua y se eliminó el disolvente a 80"C y 50 mbar. Se obtuvieron 14,6 kg de una mezcla de ésteres elllicos de ácidos grasos que contenra el 24,7% de ácidos graso$ w-3. (muestra M-14).

20 Se eliminaron trazas de disolvente de los ésteres elllicos alimentando la mezcla a una columna de destilación de recorrido corto KDLS UIC, a una velocidad de flujo de 1250 mllh, temperatura de camisa de 80"C, temperatura de condensador a -5OC, velocidad de rodillo de 350 rpm y presión de 4 mbar. Se alim9fltaron los ésteres etrlicos destilados a una columna de destilación de recorrido corto KDL5 UIC, a una velocidad de flujo de 90 ml/h, temperatura de camisa de 8S"C, temperatura de condensador a 4°C, velocidad da rodillo da 350 rpm, una presión de

25 0,005 mbar, obteniSndose un primer destilado y un primer residuo.

Posteriormente, se sometió el primer residuo a una segunda destilación de recorrido corto, a una tempe ratura de 96°C y se obtuvieron un segundo destilado y un segundo residuo. El segundo destilado contenia el 51 .2% de ácidos grasos 00·3 de cadena larga (muestra M15). Finalmente, se mezclaron 2000 ppm de acetato de tocolerol (Grindox Toco 70, Danisco) con el segundo destilado.

30 Se muestra el análisis de las muestras del ejemplo 5 en la labia 8.

Tabla 8: Análisis de muestras del ejemplo 5

Aceite de jun~1

Esteres etrticos Segundo destilado

Muestra M14

Muestra M15

EPA

54 5,a 12,9

DHA

16 a 161 35,7

00-3 total

24,4 24,7 51,2

PCS, ppb

91 3t 15

PCB como dioxinas I

37 1 4 1 O

Dioxina + furanos, ppt

3,1 0,7 0.4

Per6xidOS, me Anlsldlna Totox Metales sados Arsénico, ppb

92 14,6 33 890 3,4 0,9 7,7 269 0,1 0,3 OS < 100

Ejemplo 6.

Isómeros cisltrans de EPA en los concentrados de los ejemplos 2 y 3.

Se saponificó un gramo del segundo destilado del ejemplo 2 con una disolución de hidróxido de potasio en metanol acuoso a 10"C durante 24 horas. Entonces, se acidul61a mezcla saponificada con ácido clorhldrico al 1%, a 10"C. Se extrajo la mezcla acidulada con éter de petróleo Ires veces. Se recogieron los extractos de éter de petróleo, se lavaron con una disolución acuosa de metanol al 20% y se eliminó el disolvente del extracto lavado en un vaporizador rotatorio a 20°C y 5 mbar. Se metlló el residuo usando trinuoruro de boro. Se obtuvieron 870 mg de ésteres metllicos de ácidos grasos 0>-3 de cadena lurga. Se preparó una lTUestra de ésteres metrlicos de acidos grasos 00-3 de cadena larga del segundo destilado del ejemplo 3 de manera similar.

De manera similar, se prepararon ésteres metflicos dt3 ácidos grasos de aceite de sardina del ejemplo 2 y aceite de jurel del ejemplo 3 usando la técnica de5(:rita.

Se inyectó un patrón de éster metllico de ácido tOdo·cls(5, 8, 11, 14, 17)-elcosapentaenolco en un cromatógrato de gases, serie 7890A dotado de detector selectivo de masas de 5975Cinert, de Agilent TechnOlogies, usando una columna SP 2560 de 100 metros, que tenia un diámetro intemo de 0,25 mm y un grosor de pelfcula de 0,20 micrómetros. El programa cromatográfico era: temperatura inicial de 14Q"C durante 5 minutos; temperatura creciente a la velocidad de 2°C/min hasta 240"C y se mantuvo a 240"C durante 30 minutos. La temperatura del inyector y el detector era de 250°C. Se usó helio extrapuro como portador. Se almacenaron los espectros de masas del patrón en la biblioteca de datos.

Posteriormente, se inyectaron las muestras de los ésteres metrticos preparados a partir de las muestras del segundo destilado de los ejemplos 2 y 3 Y de los ésteres metrlicos obtenidos a partir de los aceites originales de los ejemplos 2 y 3 en el cromatógrafo. Se usó el software Chemstation para obtener una ~calidad de colncldencia~ del 99% para cada una de las muestras metlladas. Adicionalmente, se compararon los cromatogramas y espectrogramas de todos los ésteres metílicos cromatografiados y no se deteci<'lron nuevos picos asociados con la isomerizaciÓll de EPA.

Adicionalmente, se determinó el contenido de Isómer()5 trans de los ácidos grasos de desde 16 hasta 22 átomos de carbono, según la metodologia de AOCS Ce 1h·05. Se muestran los resultados en la tabla 9. Tal como puede observarse, en las pruebas de los ejemplos 2 y 3, no se generaron isómeros trans y hubo de forma inesperada una disminución de dichos isómeros en el producto final.

Tabla 9: Análisis de ácidos grasos trans en concentrados de los ejemplos 2 '13.

Ejemplo 7.

Evaluación sensorial '1 detenninaclón de la estabilidad de muestras de ésteres etilicos de ácidos grasos de los ejemplos 2 y 3.

Se evaluaron las propiedades organolépticas y la estabilidad por un panel cualificado de 12 panelistas. Se proporcionaron a cada panelista las muestras que (:tebran evaluar en pequeños vasos codificados con 3 dlgitos aleatorios y que contenlan 15 mi de las muestras. Se llevó a cabo la evaluación en un laboratorio de evaluación sensorial aproximadamente a las 11:00 de la mañana.

Para valorar las caracterlsticas sensoriales de los productos, se consideraron los siguientes parámetros: aspecto, aroma, sabor, rancidez y presencia de sabores y olores extrai\os. La e5(:ala de medición para dichos parámetros osciló entre 1 y 9 puntos, en la que 9 representa, en el caso de sabor "excelente, típico, excepcionalmente

agradable" y 1 "raro, desagradable, asqueroso". En e~ caso de la rancidez, el cmerio tenia un intervalo de S puntos en el que 5 significa ·sin rancidez" y 1 "extremadamente rancio~.

La tabla 10 presenta los resultados promedio obtenidos en la valoración organoléptica de las muestras de ésteres etflicos de ácidos grasos M15 de muestras recientes, el ejemplo 5 (Al Ylas mismas muestras tras 29 semanas de almacenamiento a temperatura ambiente. No se añacrteron agentes de enmascaramiento del sabor, olor o aspecto a las muestras.

Tabla 10: Resultados de la evalu21ción organoléptica yestabilidad Ejemplo 7

Muestra

Aspecto J\roma Sabor Rancidez

M15 Ejemplo 5 (A)

7,5 ,',6 7,1 4,7

M1SE'em 105 B

7,9 ,',4 7,2 4,6

Aspecto: puntuación de 7,5, 10 que significa que el aspecto es "bueno". Aroma: la puntuación obtenida fue de 7,6, que lo califica como "bueno·. Sabor: con respecto al sabor, la muestra puntuó 7,1 lo que significa "bueno". Rancidez: las muestras puntuaron 4,610 que significa "de baja rancldez~. Tal como puede observarse, todas las muestras tenían propiedades organolépticas y estabilidad aceptables. Ejemplo 8. Efectos secundarios de muestras ingeridas. Para comparar los efectos secundarios provocados por diferentes concentrados de EPA y DHA obtenidos a partir de

aceite de pescado, se dividieron 10 voluntarios en dos grupos, A y S, de S individuos cada uno. Se mezclaron 900 g de yogur con 100 gramos de p reparación comercial de ésteres elllicos de ácidos grasos que

contenía 33 g de EPA y 22 g de DHA (muestra 1). De forma paralela, se mezclaron 100 g de ésteres etflicos del ejemplo 5, muestra M15 también con 900 g de yogur (muestra 2). Cada miembro del grupo A Ingirió 150 g de mezcla de yogur de la muestra 1, Y cada miembro del grupo 8 ingirió

150 g de mezcla de yogur de la muestra 2. Tres horas tras la ingestión, 4 miembros del grupo A y 1 miembro del

grupo 8 notificaron que estaban experimentando refll.ljo gástrico. Una semana más tarde, se repitió la prueba con los mismos individuos de los grupos A y B usando la muestra 1 y la muestra 2 recian preparadas tal como se describió anteriormente pero esta vez se les administró a 105 miembros del grupo A la muestra 2 y se les administró a los miembros del grupo B la muestra 1, Tres horas tras la ingestión, ninguno de los miembros del grupo A experimentó remuJo gástrico mientras que los 5 miembros del grupo notificaron que estaban experimentando reflujo gástrico.

Puede concluirse que los concentrados de EPA y DHA preparados segun el procedimiento dado a conocer en el presente documento no presentan los efectos secundarlos caracterfstk::os asociados comúnmente con la Ingestión de derivados de aceite de pescado.

Elempl09. Evaluación sensorial de una muestra mantenida en cClndiciooes oxidativas. Se mantuvo una placa Petri de t5 cm de diámetr') con 20 g de muestra MIS del ejemplo 5 en un horno de

convección forzada a 45°C durante 6 horas. Posteriormente, se retifÓ la muestra del horno y se permitió que se enfriase. Se evaluó la muestra por un panet de 5 personas. No se detectó olor a pescado.

Se repitió la prueba con la muestra M3 del ejemplo comparativo 1. Se percibió un olor a pescado rancio por el panel. Se repitió la prueba con la muestra MS del ejemplo c:omparativo 2. De nuevo, se percibió un olor a pescado rancio por el panel.

Se repitió la prueba con la muestra de ésteres etilicos de ácidos grasos 3m2 EPAlDHA usada en el ejemplo 8. De nuevo, se percibiÓ un olor a pescado rancio por el panel. Ejemplo 10. Determinación de la estabilidad oxidativa de la muestra MIS.

Se midió la estabilidad a la oxidación de una parte de la muestra M15 del ejemplo 5 por medio del método de prueba Ranclmat. El tiempo de Inducción a 8O"C fue de 28,11 ± 0,97 horas. En paralelo, se llevaron a cabo pruebas Rancimat con la muestra de ésteres etílicos 3M?2 usada en el ejemplo B. El tiempo de inducción a 80"C fue de 1,67 ± 0,10 horas.

5 Ejemplo 11.

Espectro de masas de una muestra.

Se determinó una muestra del residuo hexánico del ejemplo 4 mediante CG·EM en un cromatógrafo HP7890 acoplado a un aparato 5975Cinert dotado de un detec:tor de masas. El infonne cromatográfico indicó la presencia en la muestra de más de 50 compuestos en una concentración mayor que 1000 ppm lal como puede observarse en la

10 labia 11 .

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Tal como puede concluirse a partir de los datos mostrados en la tabla 11 , el procedimiento dado a conocer puede eliminar una gran familia de compuestos en aceites~ marinos. incluyendo tanto compuestos que se producen de manera natural diferentes a acidos grasos <0-3 y contaminantes, que podrían ser Iltsponsables de los efectos secundarios y reversiones no deseadas del sabor y 81 olor de muchos concentrados de aceite de pescado,

,.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11 .

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   Procedimiento para obtener un concentrado de ésteres de EPA y DHA a partir de aceites marinos crudos o refinedos, caracterizado porque comprende las siguienles etepas:

   a). poner en contacto aceite marino crudo o refinado con uno o más álcalis yagua a una temperatura como máximo de 1 OO"C hasta que se obtiene una mezcla que comprende aceite marino saponificado;

   b). poner en contacto la mezcla saponificada con uno o más disolventes orgánicos para formar una fase refinada que comprende sales alcalinas de al:idos grasos y una fase extraída;

   c), separar la fase extraída de la fase refinadia;

   d). mezclar la fase refinada con una disoluc:ión acuosa de un ácido para formar una fase no acuosa que comprende ácidos grasos y una fase acuosa;

   e). separar la fase acuosa de la fase no acuosa;

   f). mezclar la fase no acuosa separada con IJn alcohol y un catalizador de esterificación a una temperatura como máximo de 150"C hasta que se obtiene una mezcla esterificada que comprende ésteres de ácidos grasos;

   g). retirar el catalizador de la mezcla esterificada para obtener la mezcla esterificada libre de catalizador;

   h). eliminar el disolvente de la mezcla esterificada libre de catalizador para obtener ésteres de los ácidos grasos, e

   ¡). destilar los ésteres de ácidos grasos en una columna de destilación de recorrido corto a una temperatura de al menos 18O"C y una presión inferior a 1 mbar para obtener un concentrado que comprende ésteres de EPA y DHA.

   Procedimiento segun la reivindicación 1, caracterizado porque el álcali en la etapa (a) se elige del grupo que consiste en hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de litio, hidróxido de magnesio y sus mezclas, y la razón en peso de álcali con respecto a aceite crudo o refinado es de aproximadamenle 0,15:1 y la razón en peso de agua con respecto a aceite crudo o refinado es de entre 0,5:1 y 2: 1.

   Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de la etapa (a) comprende etanol y la razón en peso de etanol con respecto a aceite crudo o refinado es de entre 0,5:1 y 2:1 .

   Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de la etapa (a) comprende hexano y la razOO en peso del hexano con respecto al aceite crudo o refinado es de entre 0.5 :1 y 2:1.

   Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de la etapa (a) comprende uno o más antioxidantes y la razón en peso del antioxidante con respecto al aceite crudo o refinado es inferior a

   1:100.

   Procedimiento segun la reivindicación 1, car,acterizado porque la mezcla de la etapa (a) se mantiene a una presión de aproximadamente 1 bar y a una temperatura de no más de 100"C durante un periodo de tiempo de entre 30 y 120 minutos para obtener aceite marino saponificado.

   Procedimiento segun la reivindicación 1. camcterizado porque en la etapa (b) la temperatura es de entre 20 y 60"C, la presión es de aproximadamente 1 bar, el disolvente usado se elige del grupo que consiste en pelróleo, pentano, hexano, heptanos y octano y la razón en peso del disolvente que va a hacerse reaccionar es de entre 1:1 y 5:1.

   Procedimienlo según la reivindicación 1, caraclerizado porque en la etapa (d) el ácido se elige del grupo que consiste en ácido sulfúrico, ácido lastó'riCO, ácido acético, ácido fónnico, ácido tricloroacético y ácido carbónico, la temperatura es de entre 20 y 7O"C, la presión es de aproximadamente 1 bar y porque la razón estequiométrica del ácido con respecto ai álcali de la etapa (a) es de aproximadamente 1,05: 1.

   Procedimiento segun la reivindicación 1, caracterizado porque el alcohol de la etapa (f) se elige del grupo que consiste en metanol, etanol y glicerol, la temperatura es de entre 30 y 80"C, la presión de aproximadamente 1 bar y la mezcla de estmificación se mantiene a una temperatura de entre 30 y 80"C durante un tiempo de entre 60 y 240 minutos para formar la mezcla esterificada.

   Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los ésteres de ácidos grasos se destilan a una presión menor que 0,1 mbar y una temperatura menor que ISCf'C.

   Concentrado de ésteres de EPA y DHA obtenido segun el procedimiento de la reivindicación 10, caracterizado porque el contenido total de ésteres de EPA y DHA es de al menos el 40% en peso del concentrado, el contenido de isómeros trans de dichos concentrados es igual a o menor que el contenic:kl de iSÓmeros Irans del aceite marino c rudo o retinado, teniendo los concentrados propíedades organolépticas neutras y eS1abildad oxidativa, siendo su contenido de pea mel"lOf que 90 ngfg Y siendo su contenido de dloxinas y turanos como mucho de 2 pgfg de concentrado.