ES2863452T3

ES2863452T3 - Method to separate polar and neutral lipids and an oil rich in polar lipids

Info

Publication number: ES2863452T3
Application number: ES10751080T
Authority: ES
Inventors: Magnus Härröd
Original assignee: Swedish Oat Fiber AB
Current assignee: Swedish Oat Fiber AB
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2021-10-11
Anticipated expiration: 2030-03-10

Abstract

Un método para separar lípidos neutros y polares de un aceite de un material biológico, caracterizado por fraccionar los lípidos usando una mezcla de un disolvente polar que comprende al menos un átomo de carbono, agua y una sustancia adicional seleccionada del grupo que consiste en: mono-, di- y oligosacáridos que comprenden de 3 a 10 unidades de monosacáridos, conteniendo dicha mezcla al menos 25% en peso de dicho disolvente polar, dicha sustancia adicional está presente en una cantidad de al menos 0,1% en peso calculada sobre el peso total de disolvente, agua y sustancia adicional, en donde al menos una parte de dicha sustancia adicional puede derivar del aceite y se disuelve en la mezcla de disolvente y agua en el fraccionamiento del aceite, en donde se forman al menos dos fracciones líquidas que tienen diferentes densidades, en donde una fracción es rica en lípidos polares y otra fracción es rica en lípidos neutros.A method for separating neutral and polar lipids from an oil from a biological material, characterized by fractionating the lipids using a mixture of a polar solvent comprising at least one carbon atom, water and an additional substance selected from the group consisting of: mono -, di- and oligosaccharides comprising from 3 to 10 monosaccharide units, said mixture containing at least 25% by weight of said polar solvent, said additional substance is present in an amount of at least 0.1% by weight calculated on the total weight of solvent, water and additional substance, where at least a part of said additional substance can be derived from the oil and dissolves in the mixture of solvent and water in the oil fractionation, where at least two liquid fractions are formed that they have different densities, where one fraction is rich in polar lipids and another fraction is rich in neutral lipids.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Método para separar lípidos polares y neutros y un aceite rico en lípidos polaresMethod to separate polar and neutral lipids and an oil rich in polar lipids

Campo de la invenciónField of the invention

La presente invención se refiere a un método para separar lípidos neutros de lípidos polares. En particular, el método es adecuado para producir aceites purificados y lípidos polares a partir de extractos, o extractos parcialmente concentrados, u otras fracciones de tipo lipídico de cereales, granos u hojas. Además, el método abre la extracción con disolventes polares como una alternativa interesante a los métodos tradicionales de extracción con disolventes no polares, p. ej., métodos que utilizan hexano. La invención se refiere además a un aceite rico en lípidos polares obtenido mediante el método.The present invention relates to a method for separating neutral lipids from polar lipids. In particular, the method is suitable for producing purified oils and polar lipids from extracts, or partially concentrated extracts, or other lipid-like fractions of cereals, grains or leaves. Furthermore, the method opens up polar solvent extraction as an interesting alternative to traditional non-polar solvent extraction methods, e.g. eg, methods using hexane. The invention further relates to an oil rich in polar lipids obtained by the method.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Aceites vegetales de diferentes orígenes, p. ej., la soja, el girasol, la colza o el maíz, se producen mediante extracción con disolventes, comúnmente hexano, seguida de refinado. La primera etapa en el refinado es el llamado desgomado, en el que los lípidos polares se obtienen como un precipitado después de una adición de aproximadamente 2% en peso de agua. El precipitado de lípidos polares se separa del líquido, se seca y se blanquea, dando un producto llamado lecitina. El producto lecitina contiene 40-60% de lípidos polares, siendo la fracción restante principalmente lípidos neutros. La fracción de lecitina es típicamente 1% en peso del producto aceite de partida. La lecitina obtenida del aceite de soja contiene típicamente 85% en peso de fosfolípidos, 10% en peso de glicolípidos y 5% en peso de otras sustancias (Lecithins: Sources, Manufacture & Use, B.F. Szuhaj, editor, American Oil Chemists 'Society, 1989, capítulo 7).Vegetable oils of different origins, p. For example, soybeans, sunflowers, rapeseed or corn are produced by extraction with solvents, commonly hexane, followed by refining. The first stage in the refining is the so-called degumming, in which the polar lipids are obtained as a precipitate after an addition of approximately 2% by weight of water. The polar lipid precipitate is separated from the liquid, dried, and bleached, yielding a product called lecithin. The lecithin product contains 40-60% polar lipids, the remaining fraction being mainly neutral lipids. The lecithin fraction is typically 1% by weight of the starting oil product. Lecithin obtained from soybean oil typically contains 85% by weight of phospholipids, 10% by weight of glycolipids, and 5% by weight of other substances (Lecithins: Sources, Manufacture & Use, BF Szuhaj, editor, American Oil Chemists' Society, 1989, chapter 7).

Los lípidos polares constituyen una parte importante de la membrana de la pared celular del material vegetal y se sabe que muestran una alta actividad superficial, lo que los hace interesantes en una multitud de aplicaciones.Polar lipids make up an important part of the cell wall membrane of plant material and are known to show high surface activity, making them interesting in a multitude of applications.

El aceite de los granos de avena ha despertado interés como material de partida para producir emulsionantes naturales en varios productos, por ejemplo, en alimentos, cosméticos y composiciones farmacéuticas. El aceite de avena se obtiene mediante extracción con un disolvente, p. ej., hexano o alcoholes alifáticos, tales como etanol o isopropanol. Cuando se utiliza etanol como disolvente, se extraen del grano más lípidos polares y azúcares. El aceite de avena contendrá entonces un 10-20% de lípidos polares, es decir, contenidos mucho más altos que el aceite de las semillas oleaginosas tradicionales. Además, los lípidos polares de la avena, así como los lípidos polares de otros cereales tales como el trigo y el centeno, tienen una composición diferente en comparación con las semillas oleaginosas tradicionales. Los contenidos de fosfolípidos son bajos y los contenidos de glicolípidos, principalmente galactolípidos, son altos. Una publicación reciente sobre la composición de los lípidos polares en la avena se puede encontrar en Lipids (2008) 43:533-548.Oil from oat grains has aroused interest as a starting material for producing natural emulsifiers in various products, for example in food, cosmetics and pharmaceutical compositions. Oat oil is obtained by extraction with a solvent, e.g. eg, hexane or aliphatic alcohols, such as ethanol or isopropanol. When ethanol is used as the solvent, more polar lipids and sugars are extracted from the grain. Oat oil will then contain 10-20% polar lipids, that is, much higher content than traditional oilseed oil. Furthermore, the polar lipids of oats, as well as the polar lipids of other grains such as wheat and rye, have a different composition compared to traditional oilseeds. The phospholipid contents are low and the glycolipid contents, mainly galactolipids, are high. A recent publication on the composition of polar lipids in oats can be found in Lipids (2008) 43: 533-548.

A medida que el aceite de avena extraído con etanol se concentra por evaporación del etanol, partes del azúcar se disuelven en el aceite junto con el etanol y el agua restantes, las partes restantes del azúcar forman un precipitado finamente disperso que es difícil de separar por sedimentación. También pueden estar presentes partículas de almidón y proteínas en extractos brutos.As the ethanol-extracted oat oil is concentrated by evaporation of the ethanol, parts of the sugar dissolve in the oil along with the remaining ethanol and water, the remaining parts of the sugar form a finely dispersed precipitate that is difficult to separate by sedimentation. Starch and protein particles may also be present in crude extracts.

Debido a los altos contenidos de lípidos polares y a la presencia de azúcares en este tipo de aceites, los métodos tradicionales de refinado o "desgomado" no son factibles. Se requieren grandes cantidades de agua para precipitar todos los lípidos polares y, en lugar de formar una fase separada, los lípidos polares tensioactivos producen una emulsión estable. La separación sería muy tediosa y costosa.Due to the high content of polar lipids and the presence of sugars in these types of oils, traditional refining or "degumming" methods are not feasible. Large amounts of water are required to precipitate all polar lipids, and instead of forming a separate phase, the surfactant polar lipids produce a stable emulsion. The separation would be very tedious and expensive.

La Patente SE-B-417441 describe un método de este tipo, en el que los lípidos polares del trigo se obtienen a partir de un aceite crudo mediante la adición de agua. El agua puede ser pura, pero también puede contener sal hasta un 4% en peso. Siete partes de agua y tres partes de aceite formaban una emulsión que podía separarse en tres fases, lípidos neutros, una fase oleosa mixta y una fase acuosa, solo sometiéndola a altas fuerzas gravitacionales durante un tiempo prolongado. La fase oleosa mixta contenía la mayoría de los lípidos polares y 50-70% de agua. Se reivindicó que esta fracción tenía buenas propiedades para hacer pan.Patent SE-B-417441 describes such a method, in which the polar lipids of wheat are obtained from a crude oil by adding water. The water can be pure, but it can also contain salt up to 4% by weight. Seven parts of water and three parts of oil formed an emulsion that could be separated into three phases, neutral lipids, a mixed oil phase and an aqueous phase, only by subjecting it to high gravitational forces for a long time. The mixed oil phase contained most of the polar lipids and 50-70% water. This fraction was claimed to have good bread making properties.

En el documento US5466782 el trigo se extrae con etanol caliente. El extracto de la planta se filtra tibio y se eliminan el almidón y las proteínas. Cuando el extracto se enfría entre -20°C y 4°C se precipitan ceramidas y se puede separar por filtración un polvo con un alto contenido de ceramidas. El filtrado se evapora y se obtiene un aceite con 50% de triglicéridos, 25% de galactolípidos y 25% de fosfolípidos.In US5466782 wheat is extracted with hot ethanol. The plant extract is filtered warm and the starch and proteins are removed. When the extract is cooled to between -20 ° C and 4 ° C, ceramides precipitate and a powder with a high content of ceramides can be filtered off. The filtrate is evaporated and an oil with 50% triglycerides, 25% galactolipids and 25% phospholipids is obtained.

En el documento EP1043016 el trigo se extrae con etanol caliente. El agua y las proteínas se eliminan del extracto utilizando tierra de diatomeas o celite y filtración, antes de que el extracto se concentre por destilación. El aceite se fracciona mediante la adición de un emulsionante y agua desionizada 70-90°C y durante 30-60 minutos antes de dejar la mezcla durante 24 h. Se consigue una fracción rica en lípidos polares. Esta fracción se congela, liofiliza, muele y microniza.In EP1043016 wheat is extracted with hot ethanol. Water and proteins are removed from the extract using diatomaceous earth or celite and filtration, before the extract is concentrated by distillation. The oil is fractionated by adding an emulsifier and deionized water 70-90 ° C and for 30-60 minutes before leaving the mixture for 24 h. A fraction rich in polar lipids is achieved. This fraction is frozen, lyophilized, ground and micronized.

Se reivindica que este extracto es útil en composiciones farmacéuticas, cosméticas y alimentarias. This extract is claimed to be useful in pharmaceutical, cosmetic and food compositions.

Las separaciones que utilizan métodos cromatográficos se describen en varias patentes, p. ej., EP0009842, WO95/20943 y WO9638160. Se pueden producir compuestos con una pureza muy alta, > 95%, pero los costos del proceso son muy altos usando estos métodos.Separations using chromatographic methods are described in various patents, e.g. eg, EP0009842, WO95 / 20943 and WO9638160. Compounds with a very high purity,> 95%, can be produced, but the process costs are very high using these methods.

Previamente se han descrito fraccionamientos de aceite de avena utilizando diferentes disolventes. En la familia de patentes WO 88/08253 (EP0 371 601, US5026548), se describen dos métodos para obtener un extracto de avena, que se afirma tiene un fuerte efecto reductor de la viscosidad en el chocolate. En el primer método se extrae la avena con un disolvente polar, el aceite obtenido se fracciona mediante la adición de metanol, dando como resultado una fase de metanol rica en los lípidos deseados. En el segundo método, la avena se trata primero con un disolvente no polar, seguido de una extracción con disolventes polares, a saber, etanol o isopropanol. El último extracto de disolvente polar contiene los lípidos polares. El efecto de la viscosidad reducida se atribuye a la presencia de digalactosildiglicérido (DGDG) en la avena. Este compuesto contiene uno o más ácidos grasos hidroxilo insaturados que están esterificados por otros ácidos grasos del mismo tipo.Oat oil fractionations using different solvents have been previously described. In the patent family WO 88/08253 (EP0 371 601, US5026548), two methods are described for obtaining an oat extract, which is claimed to have a strong viscosity reducing effect on chocolate. In the first method, the oats are extracted with a polar solvent, the oil obtained is fractionated by adding methanol, resulting in a methanol phase rich in the desired lipids. In the second method, the oats are first treated with a non-polar solvent, followed by extraction with polar solvents, namely ethanol or isopropanol. The last polar solvent extract contains the polar lipids. The effect of the reduced viscosity is attributed to the presence of digalactosyldiglyceride (DGDG) in the oats. This compound contains one or more unsaturated hydroxyl fatty acids that are esterified by other fatty acids of the same type.

El mismo grupo de investigación reivindica más tarde que DGDG con ácidos grasos hidroxil esterificados, estólidos, solo existe en la avena (Jee M.H. 1995, "A new emulsifier from oat", Proc. 21st World Congress ISF, La Haya, artículo 135). The same research group later claimed that DGDG with stolide esterified hydroxyl fatty acids only exists in oats (Jee M.H. 1995, "A new emulsifier from oat", Proc. 21st World Congress ISF, The Hague, article 135).

En el documento EP-A-0 371 601 se describe un procedimiento en el que el aceite de avena se fracciona utilizando metanol. Después de evaporar la fase de metanol, queda una fracción oleosa que presenta propiedades tensioactivas. Añadiendo acetona a esta fracción oleosa se obtuvo un precipitado lipídico. Se encontró que este material insoluble en acetona era un buen emulsionante, tanto para emulsiones de aceite en agua como de agua en aceite. Esto se demostró en la producción de pan y margarina, así como en la formación y estabilización de espumas acuosas. In EP-A-0 371 601 a process is described in which oat oil is fractionated using methanol. After evaporating the methanol phase, an oily fraction remains which exhibits surfactant properties. By adding acetone to this oily fraction, a lipid precipitate was obtained. This acetone insoluble material was found to be a good emulsifier, both for oil-in-water and water-in-oil emulsions. This was demonstrated in the production of bread and margarine, as well as in the formation and stabilization of aqueous foams.

En el documento WO 97/10050 se describe un método adicional para el fraccionamiento de aceite de avena utilizando metanol. Después de la evaporación del extracto de metanol queda una sustancia oleosa. También en este método, los restos aceitosos se fraccionaron adicionalmente mediante la adición de acetona. Sin embargo, a diferencia del método descrito en el documento EP-A-0371 601, el componente tensioactivo se obtiene a partir de la fracción soluble en acetona. Se reivindicó que el componente principal de esta fracción era DGDG. Los inventores reivindican que la fracción insoluble en acetona contiene principalmente hidroxil ácidos grasos. Se encontró que la fracción soluble en acetona tiene un buen efecto estabilizador sobre las emulsiones de agua en aceite.A further method for fractionating oat oil using methanol is described in WO 97/10050. After evaporation of the methanol extract, an oily substance remains. Also in this method, the oily residues were further fractionated by the addition of acetone. However, unlike the method described in EP-A-0371 601, the surfactant component is obtained from the fraction soluble in acetone. The main component of this fraction was claimed to be DGDG. The inventors claim that the acetone-insoluble fraction contains mainly hydroxyl fatty acids. The acetone soluble fraction was found to have a good stabilizing effect on water-in-oil emulsions.

En el documento WO 97/11141 se describe un método mediante el cual se extrae un material vegetal, por ejemplo, avena, con hexano para obtener un aceite crudo. El aceite crudo extraído con hexano se fracciona adicionalmente mediante la adición de un alcohol y agua. En los experimentos en los que se utiliza etanol, la concentración de agua es inferior al 8% en peso. Los rendimientos de las fracciones de lípidos polares recuperados fueron del 15% y el contenido de lípidos polares fue de aproximadamente el 40%, de los cuales el 80% fueron glicolípidos y de éstos 76% DGDG. Se prepararon con éxito varias emulsiones de aceite en agua utilizando estas fracciones.In WO 97/11141 a method is described by which a plant material, for example oats, is extracted with hexane to obtain a crude oil. The crude oil extracted with hexane is further fractionated by the addition of an alcohol and water. In experiments using ethanol, the water concentration is less than 8% by weight. The yields of the recovered polar lipid fractions were 15% and the polar lipid content was approximately 40%, of which 80% were glycolipids and of these 76% DGDG. Several oil-in-water emulsions were successfully prepared using these fractions.

El documento WO01/76385 describe un procedimiento para la producción de materiales polares ricos en lípidos y preferiblemente fosfolípidos. Preferiblemente, los materiales ricos en lípidos polares se separan y recuperan de las materias primas nativas mediante extracción con un disolvente orgánico soluble en agua y el uso de separación por densidad para separar la mezcla resultante.WO01 / 76385 describes a process for the production of polar materials rich in lipids and preferably phospholipids. Preferably, the polar lipid rich materials are separated and recovered from the native raw materials by extraction with a water soluble organic solvent and the use of density separation to separate the resulting mixture.

El documento WO97/11141 describe un método para producir un aceite vegetal fraccionado a partir de un material vegetal, en el que el material vegetal se extrae con un disolvente no polar y el disolvente se evapora dando un aceite crudo que comprende lípidos no polares y polares, que se caracteriza porque el aceite crudo se mezcla con un alcohol a temperatura controlada, la fase alcohólica se separa y se evapora y se obtiene un aceite vegetal fraccionado rico en lípidos polares.WO97 / 11141 describes a method for producing a fractionated vegetable oil from a plant material, in which the plant material is extracted with a non-polar solvent and the solvent is evaporated giving a crude oil comprising non-polar and polar lipids. , which is characterized in that the crude oil is mixed with an alcohol at a controlled temperature, the alcoholic phase is separated and evaporated and a fractionated vegetable oil rich in polar lipids is obtained.

Todos estos métodos son bastante tediosos y requieren mucho tiempo, ya que implican varias etapas de extracción utilizando varios disolventes diferentes. Además, el producto DGDG se recupera con un bajo rendimiento global y en concentraciones relativamente bajas de lípidos polares. Por tanto, los métodos son poco factibles desde un punto de vista económico.All of these methods are quite tedious and time consuming as they involve several extraction steps using several different solvents. Furthermore, the DGDG product is recovered in a low overall yield and in relatively low concentrations of polar lipids. Therefore, the methods are not very feasible from an economic point of view.

Los métodos de extracción tradicionales que utilizan hexano como disolvente adolecen de la dificultad de eliminar el hexano de los residuos sólidos. Este residuo se utiliza principalmente como pienso y, de esta manera, el hexano tóxico se introduce en nuestros alimentos. Por tanto, existe la necesidad de métodos que eliminen los componentes tipo disolventes tóxicos en la alimentación.Traditional extraction methods using hexane as a solvent suffer from the difficulty of removing hexane from solid waste. This residue is used mainly as feed and, in this way, toxic hexane gets into our food. Thus, there is a need for methods that eliminate toxic solvent-like components in feed.

Por lo tanto, sería ventajoso un método mejorado para la extracción de aceite o la separación de lípidos y, en particular, un método que permita un mayor rendimiento de lípidos polares, un método mejorado para manipular lípidos que contienen altas cantidades de lípidos polares, mayores posibilidades de manipular azúcar, mayor posibilidad de manipular residuos insolubles y el método debe ser flexible y rentable.Therefore, an improved method for oil extraction or lipid separation would be advantageous, and in particular a method that allows a higher yield of polar lipids, an improved method for handling lipids containing high amounts of polar lipids, higher possibilities of handling sugar, greater possibility of handling insoluble residues and the method must be flexible and cost-effective.

Sumario y principales características de la invenciónSummary and main characteristics of the invention

El alcance de la presente invención es un método que fracciona eficazmente lípidos neutros y lípidos polares de una mezcla de aceite, tal como un aceite crudo o un extracto parcialmente evaporado de un material biológico que contiene estas sustancias como se define en la reivindicación 1. El método tiene que ser simple y no costoso de aplicar y proporcionar un alto rendimiento de material.The scope of the present invention is a method that effectively cleaves neutral lipids and polar lipids from an oil mixture, such as a crude oil or a partially evaporated extract of a biological material containing these substances as defined in claim 1. The method has to be simple and inexpensive to apply and provide a high yield of material.

Según la invención, se proporciona un método para separar lípidos neutros y polares de un aceite de un material biológico, en el que los lípidos se fraccionan utilizando una mezcla de al menos el 25% en peso de un disolvente polar que comprende al menos un átomo de carbono, agua y un sustancia adicional seleccionada del grupo que consiste en: mono , di- y oligosacáridos que comprenden de 3 a 10 unidades de monosacáridos, dicha sustancia adicional está presente en una cantidad de al menos 0,1% en peso calculado sobre el peso total de disolvente, agua y sustancia adicional, en donde al menos una parte de dicha sustancia adicional puede derivarse del aceite y se disuelve en la mezcla de disolvente y agua en el fraccionamiento del aceite, en donde se forman al menos dos fracciones líquidas que tienen diferentes densidades, en donde una fracción es rica en lípidos polares y otra fracción es rica en lípidos neutros.According to the invention, there is provided a method for separating neutral and polar lipids from an oil from a biological material, in which the lipids are fractionated using a mixture of at least 25% by weight of a polar solvent comprising at least one atom of carbon, water and an additional substance selected from the group consisting of: mono, di- and oligosaccharides comprising 3 to 10 monosaccharide units, said additional substance is present in an amount of at least 0.1% by weight calculated on the total weight of solvent, water and additional substance, where at least a part of said additional substance can be derived from the oil and dissolves in the mixture of solvent and water in the oil fractionation, where at least two liquid fractions are formed that have different densities, where one fraction is rich in polar lipids and another fraction is rich in neutral lipids.

En una realización, dicho disolvente polar se selecciona del siguiente grupo: alcoholes, cetonas, ésteres, éteres y mezclas de los mismos. Preferiblemente, dicho disolvente polar es etanol.In one embodiment, said polar solvent is selected from the following group: alcohols, ketones, esters, ethers, and mixtures thereof. Preferably, said polar solvent is ethanol.

En una realización adicional, dicha mezcla contiene hasta un 20% en volumen de un disolvente no polar. Dicho disolvente no polar puede seleccionarse del grupo que consiste en: propano, butano y hexano.In a further embodiment, said mixture contains up to 20% by volume of a non-polar solvent. Said non-polar solvent can be selected from the group consisting of: propane, butane and hexane.

En otra realización más, dicha sustancia adicional es sacarosa.In yet another embodiment, said additional substance is sucrose.

Según un aspecto de la invención, dicha sustancia adicional está presente en una cantidad de al menos 0,5, preferiblemente al menos 1 y más preferiblemente al menos 2% en peso calculado sobre el peso total de disolvente, agua y sustancia adicional.According to one aspect of the invention, said additional substance is present in an amount of at least 0.5, preferably at least 1 and more preferably at least 2% by weight calculated on the total weight of solvent, water and additional substance.

Según otro aspecto, dicho aceite de material biológico se deriva de plantas, animales o especies microbiológicas. According to another aspect, said biological material oil is derived from plants, animals or microbiological species.

Según otro aspecto más, el aceite se deriva de granos u hojas de cereales. La avena es un ejemplo de cereal del que se deriva el aceite.According to yet another aspect, the oil is derived from grains or cereal leaves. Oatmeal is an example of a cereal from which oil is derived.

En una realización adicional, el aceite se deriva de la soja.In a further embodiment, the oil is derived from soybeans.

En una realización el aceite es crudo, total o parcialmente evaporado o el aceite es previamente fraccionado.In one embodiment the oil is crude, totally or partially evaporated or the oil is previously fractionated.

En una realización adicional se realiza una etapa de fraccionamiento adicional sobre dicha fracción rica en lípidos polares y/o dicha fracción rica en lípidos neutros, en la que se añade disolvente y/o agua a la fracción respectiva de tal forma que la concentración de disolvente en la mezcla se controla al menos al 50% en peso, preferiblemente al menos al 58% en peso, más preferiblemente al menos al 60% en peso, en donde el % en peso se calcula sobre el peso total de disolvente, agua y sustancia adicional, en donde dicha mezcla se separa en al menos dos fracciones: una fracción más pesada rica en lípidos y cantidades muy pequeñas o nulas de dicha sustancia adicional y una fracción de disolvente más ligera rica en disolvente, agua y dicha sustancia adicionalIn a further embodiment, an additional fractionation step is performed on said fraction rich in polar lipids and / or said fraction rich in neutral lipids, in which solvent and / or water are added to the respective fraction in such a way that the solvent concentration in the mixture is controlled at least 50% by weight, preferably at least 58% by weight, more preferably at least 60% by weight, where the% by weight is calculated on the total weight of solvent, water and substance additional, wherein said mixture is separated into at least two fractions: a heavier fraction rich in lipids and very little or no amounts of said additional substance and a lighter fraction of solvent rich in solvent, water and said additional substance

Al menos una parte de dicha sustancia adicional se deriva del aceite y en el fraccionamiento del aceite se disuelve en la mezcla de disolvente y agua.At least a part of said additional substance is derived from the oil and in the fractionation of the oil it dissolves in the mixture of solvent and water.

Según la invención, dicha mezcla de disolvente, agua y dicha sustancia adicional utilizada para fraccionar el aceite contiene al menos un 25% en peso de dicho disolvente, en donde el % en peso se calcula sobre el peso total de disolvente, agua y sustancia adicional.According to the invention, said mixture of solvent, water and said additional substance used to fractionate the oil contains at least 25% by weight of said solvent, wherein the% by weight is calculated on the total weight of solvent, water and additional substance .

Según otro aspecto, dichas al menos dos fracciones líquidas comprenden:According to another aspect, said at least two liquid fractions comprise:

• Una fase disolvente rica en lípidos polares y que muestra la densidad más baja, y• A solvent phase rich in polar lipids and showing the lowest density, and

• Una fracción de aceite rica en lípidos neutros y que presenta la mayor densidad.• A fraction of oil that is rich in neutral lipids and that has the highest density.

La fracción de disolvente rica en lípidos polares se puede concentrar para recuperar una fracción de lípidos polares concentrada, por ejemplo, mediante evaporación o filtración por membrana.The polar lipid rich solvent fraction can be concentrated to recover a concentrated polar lipid fraction, for example, by evaporation or membrane filtration.

En una realización, dicha etapa de fraccionamiento adicional se realiza en dicha fracción lipídica polar concentrada. In one embodiment, said further fractionation step is performed on said concentrated polar lipid fraction.

En una realización adicional, se forman tres fracciones líquidas en la extracción:In a further embodiment, three liquid fractions are formed on extraction:

• Una fase ligera de aceite rica en lípidos neutros y que también contiene disolvente, agua y cantidades relativamente bajas de dicha sustancia adicional; teniendo dicha fase ligera de aceite la densidad más baja, • A light oil phase rich in neutral lipids and also containing solvent, water and relatively low amounts of said additional substance; said light oil phase having the lowest density,

• Una fase intermedia que contiene disolvente, agua y la mayor parte de dicha sustancia adicional, teniendo dicha fase intermedia una densidad intermedia• An intermediate phase containing solvent, water and most of said additional substance, said intermediate phase having an intermediate density

• Una fracción pesada de aceite rica en lípidos polares y que también contiene disolvente, agua y cantidades relativamente bajas de dicha sustancia adicional, teniendo dicha fracción pesada de aceite la densidad más alta. • A heavy oil fraction rich in polar lipids and also containing solvent, water and relatively low amounts of said additional substance, said heavy oil fraction having the highest density.

En otra realización más, dicha fracción pesada de aceite contiene al menos un 25% de lípidos polares.In yet another embodiment, said heavy oil fraction contains at least 25% polar lipids.

Según un aspecto de la invención, en la extracción se forman al menos dos fracciones líquidas y una fracción sólida:According to one aspect of the invention, in the extraction at least two liquid fractions and one solid fraction are formed:

• Una fracción ligera de aceite rica en lípidos neutros y que también contiene disolvente, agua y cantidades relativamente bajas de dicha sustancia adicional; dicha fracción ligera de aceite tiene la densidad más baja, • Una fracción pesada de disolvente rica en lípidos polares, conteniendo dicha fase también disolvente, agua y dicha sustancia adicional, teniendo dicha fracción pesada de disolvente rica en lípidos polares la densidad más alta, y• A light oil fraction rich in neutral lipids and also containing solvent, water and relatively low amounts of said additional substance; said light oil fraction has the lowest density, • A heavy fraction of solvent rich in polar lipids, said phase also containing solvent, water and said additional substance, said heavy fraction of solvent rich in polar lipids having the highest density, and

• Una fracción sólida entre la fracción ligera de aceite y la fracción pesada de disolvente, conteniendo dicha fracción sólida proteínas y almidón.• A solid fraction between the light oil fraction and the heavy solvent fraction, said solid fraction containing proteins and starch.

Según un aspecto adicional, se forma además una fracción intermedia de disolvente que contiene disolvente, agua y la mayor parte de dicha sustancia adicional, teniendo dicha fracción intermedia una densidad intermedia.According to a further aspect, a solvent intermediate fraction is further formed which contains solvent, water and most of said additional substance, said intermediate fraction having an intermediate density.

Según otro aspecto más, la fracción pesada de disolvente rica en lípidos polares se mezcla con disolvente adicional y se realiza dicha etapa de fraccionamiento adicional en la mezcla de modo que dicha mezcla se separe en al menos dos fracciones: una fracción de aceite más pesada rica en lípidos polares y sin o cantidades muy pequeñas de dicha sustancia adicional y una fracción de disolvente más ligera rica en disolvente y dicha sustancia adicional.According to yet another aspect, the heavy fraction of solvent rich in polar lipids is mixed with additional solvent and said additional fractionation step is carried out in the mixture so that said mixture is separated into at least two fractions: a richer, heavier oil fraction in polar lipids and without or very small amounts of said additional substance and a lighter solvent fraction rich in solvent and said additional substance.

En un aspecto de la invención, la fracción pesada de aceite contiene al menos 25, preferiblemente al menos 40, más preferiblemente al menos 50% de lípidos polares calculado sobre la cantidad total de lípidos en dicha fracción. La invención se refiere además a un aceite rico en lípidos polares obtenido del fraccionamiento de un aceite de material biológico según el método anterior, comprendiendo dicho aceite una mezcla de un disolvente polar que comprende al menos un átomo de carbono y agua, caracterizado porque dicho aceite contiene al menos 40, preferiblemente al menos 50% de lípidos polares calculado sobre la cantidad total de lípidos en dicho aceite y que la cantidad total de disolvente polar y agua en dicho aceite está entre el 20 y el 30% en peso.In one aspect of the invention, the heavy oil fraction contains at least 25, preferably at least 40, more preferably at least 50% polar lipids calculated on the total amount of lipids in said fraction. The invention also relates to an oil rich in polar lipids obtained from the fractionation of an oil of biological material according to the previous method, said oil comprising a mixture of a polar solvent comprising at least one carbon atom and water, characterized in that said oil it contains at least 40, preferably at least 50% polar lipids calculated on the total amount of lipids in said oil and that the total amount of polar solvent and water in said oil is between 20 and 30% by weight.

En una realización, el disolvente polar es etanol y la relación en % en peso entre agua y etanol en dicho aceite está entre 30:70 y 50:50.In one embodiment, the polar solvent is ethanol and the weight% ratio of water to ethanol in said oil is between 30:70 and 50:50.

También se menciona un aceite de avena fraccionado según el método y que contiene DGDG (digalactocil diglicérido) con dos ácidos grasos y DGDG con más que dos ácidos grasos (estólidos) en donde el aceite contiene más que 50% de DGDG con más de dos ácidos grasos (estólidos) calculado sobre la cantidad total de DGDG en dicho aceite. En la invención descrita en este documento, el fraccionamiento del material de partida se logra utilizando una mezcla de al menos el 25% en peso de un disolvente que comprende al menos un átomo de carbono, agua y una sustancia adicional, un aditivo elegido del grupo que consiste en mono- , di- u oligosacáridos que comprenden de 3 a 10 unidades de monosacárido. Durante el fraccionamiento pueden producirse varias fases. Las densidades de las fases se controlan controlando las concentraciones del disolvente que comprende al menos un átomo de carbono, el agua y la sustancia adicional. Se producen buenos resultados de fraccionamiento al menos de tres formas diferentes:An oat oil fractionated according to the method and containing DGDG (digalactocyl diglyceride) with two fatty acids and DGDG with more than two fatty acids (stolides) is also mentioned where the oil contains more than 50% DGDG with more than two acids fat (stolides) calculated on the total amount of DGDG in said oil. In the invention described herein, the fractionation of the starting material is achieved using a mixture of at least 25% by weight of a solvent comprising at least one carbon atom, water and an additional substance, an additive chosen from the group consisting of mono-, di- or oligosaccharides comprising 3 to 10 monosaccharide units. During fractionation, several phases can occur. The densities of the phases are controlled by controlling the concentrations of the solvent comprising at least one carbon atom, the water and the additional substance. Good fractionation results occur in at least three different ways:

1) Dos fracciones1) Two fractions

Una fase ligera de disolvente, rica en lípidos polares y dicha sustancia adicional, por ej., azúcar, y que muestra la densidad más baja,A light solvent phase, rich in polar lipids and said additional substance, e.g. sugar, and exhibiting the lowest density,

Una fracción de aceite densa, rica en lípidos neutros y que presenta la mayor densidad.A dense oil fraction, rich in neutral lipids and with the highest density.

Después del fraccionamiento, la fase ligera de disolvente se evapora y, si se requiere, la sustancia adicional, p. ej., el azúcar se elimina del aceite rico en lípidos polares.After fractionation, the light solvent phase is evaporated and, if required, the additional substance, e.g. For example, sugar is removed from the oil rich in polar lipids.

2) Tres fracciones2) Three fractions

Una fase de aceite, rica en lípidos neutros y con la menor densidad,An oil phase, rich in neutral lipids and with the lowest density,

Una fase de disolvente, rica en sustancia adicional, p. ej., azúcar, pero casi libre de lípidos, con una densidad intermedia,A solvent phase, rich in additional substance, e.g. eg, sugar, but almost lipid-free, with an intermediate density,

Una fracción de aceite, rica en lípidos polares y que muestra la densidad más alta.An oil fraction, rich in polar lipids and showing the highest density.

Después del fraccionamiento, si es necesario, la sustancia adicional, p. ej., azúcar, se extrae del aceite rico en lípidos polares. After fractionation, if necessary, the additional substance, e.g. For example, sugar is extracted from oil rich in polar lipids.

3) Cuatro fases3) Four phases

Una fase de disolvente, rica en sustancia adicional, p. ej., azúcar, pero casi libre de lípidos, y con una mayor densidad,A solvent phase, rich in additional substance, e.g. eg, sugar, but almost lipid-free, and with a higher density,

Partículas sólidas de almidón y proteína insolubles están flotando en la parte superior de la fase anterior, Una fase pesada de disolvente, rica en lípidos polares y que muestra la densidad más alta.Solid insoluble starch and protein particles are floating on top of the above phase, a heavy solvent phase, rich in polar lipids and showing the highest density.

Después del fraccionamiento, la concentración de etanol de la fase pesada de disolvente aumenta por encima de un nivel crítico y luego se forman muy rápido una fracción pesada de aceite, rica en lípidos polares y una fase ligera de disolvente, rica en sustancia adicional, p. ej., azúcar, y casi libres de lípidos.After fractionation, the ethanol concentration of the heavy solvent phase rises above a critical level and then a heavy oil fraction, rich in polar lipids and a light solvent phase, rich in additional substance, are formed very rapidly, p . eg, sugar, and almost lipid-free.

La relación de disolvente a agua es el parámetro clave para la separación entre lípidos neutros y polares. La relación entre aceite y fase disolvente es muy importante para el rendimiento.The solvent to water ratio is the key parameter for the separation between neutral and polar lipids. The relationship between oil and solvent phase is very important for performance.

El disolvente polar que comprende al menos un átomo de carbono debe ser muy soluble en agua y capaz de disolver los lípidos neutros y polares, por completo o en cierta parte. Los disolventes polares preferidos son metanol, etanol, propanol y butanol. El disolvente polar más preferido es el etanol.The polar solvent comprising at least one carbon atom must be very soluble in water and capable of dissolving neutral and polar lipids, in whole or in part. The preferred polar solvents are methanol, ethanol, propanol, and butanol. The most preferred polar solvent is ethanol.

Se dan métodos para recuperar y recircular el disolvente.Methods are given for recovering and recirculating the solvent.

La sustancia adicional debe ser muy soluble en la mezcla de disolvente y agua y debe seleccionarse de tal manera que perjudique la estabilidad de la emulsión del sistema y controle la densidad de fases específicas en el sistema. La sustancia preferida es un azúcar y la sustancia más preferida es la sacarosa. Se proporcionan métodos para recuperar y recircular la sustancia adicional. También se dan métodos para fraccionar la sustancia adicional de los aceites. Los lípidos polares obtenidos son preferiblemente glicolípidos y/o fosfolípidos. El glicolípido más interesante en los aceites de avena es el digalactocil diglicérido (DGDG).The additional substance must be highly soluble in the solvent / water mixture and must be selected in such a way as to impair the emulsion stability of the system and control the density of specific phases in the system. The preferred substance is a sugar and the most preferred substance is sucrose. Methods are provided for recovering and recirculating the additional substance. Methods are also given for fractionating the additional substance from the oils. The polar lipids obtained are preferably glycolipids and / or phospholipids. The most interesting glycolipid in oat oils is digalactocyl diglyceride (DGDG).

Los métodos anteriores también se pueden aplicar en aceites ricos en fosfolípidos y de bajo contenido de glicolípidos, p. ej., aceites de soja crudos o lecitinas de soja.The above methods can also be applied to high phospholipid and low glycolipid oils, e.g. eg, crude soy oils or soy lecithins.

Otras realizaciones de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.Other embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

La presente invención tiene la ventaja sobre la técnica anterior de que permite una separación rápida y rentable de lípidos, especialmente la separación de lípidos polares y neutros.The present invention has the advantage over the prior art that it enables rapid and cost-effective separation of lipids, especially the separation of polar and neutral lipids.

Por lo tanto, esta solicitud describe nuevos métodos para fraccionar un aceite crudo en lípidos polares y no polares y contiene nuevos métodos que permiten un mayor rendimiento de lípidos polares, nuevos métodos para manejar lípidos que contienen altas cantidades de lípidos polares, nuevos métodos para manejar azúcar, nuevos métodos para manejar residuos insolubles y los métodos son flexibles y rentables.Therefore, this application describes new methods for fractionating a crude oil into polar and non-polar lipids and contains new methods that allow a higher yield of polar lipids, new methods for handling lipids that contain high amounts of polar lipids, new methods for handling sugar, new methods for handling insoluble waste, and the methods are flexible and cost-effective.

En la actualidad, en la producción de aceites comestibles se utiliza un disolvente no polar, principalmente hexano. La razón principal es que los disolventes no polares no extraen el azúcar del material vegetal, lo que facilita en gran medida la producción posterior. Los disolventes polares extraen agua y azúcar del material vegetal y actualmente no se dispone de ningún método eficaz para solucionar este problema.At present, in the production of edible oils a non-polar solvent is used, mainly hexane. The main reason is that non-polar solvents do not extract sugar from plant material, which greatly facilitates subsequent production. Polar solvents extract water and sugar from plant material and there is currently no effective method to solve this problem.

La nueva tecnología en esta solicitud puede abrir una nueva forma de reemplazar la extracción tradicional con hexano por una extracción con etanol más verde, porque resuelve el problema de cómo manejar el azúcar extraído del material vegetal mediante el uso de disolventes polares.The new technology in this application may open up a new way to replace traditional hexane extraction with greener ethanol extraction, because it solves the problem of how to handle sugar extracted from plant material by using polar solvents.

Descripción de las figurasDescription of the figures

La Figura 1 ilustra las diferentes fases que pueden producirse durante el fraccionamiento de un aceite crudo de origen biológico.Figure 1 illustrates the different phases that can occur during the fractionation of a crude oil of biological origin.

La Tabla 1 presenta ejemplos de fraccionamiento de aceite de avena crudo usando diferentes mezclas de disolventes (etanol, metanol), agua y azúcar.Table 1 presents examples of crude oat oil fractionation using different solvent mixtures (ethanol, methanol), water and sugar.

La Tabla 2 presenta ejemplos de fraccionamiento de lecitina, un material rico en fosfolípidos y bajo en galactolípidos, en lípidos polares y no polares.Table 2 presents examples of fractionation of lecithin, a material rich in phospholipids and low in galactolipids, into polar and non-polar lipids.

Las Figuras 2 a 10 representan el volumen y la densidad relativas de diferentes fases de los Ejemplos dados en la Tabla 1 y la Tabla 2. Los ejemplos en las Figuras se seleccionan para demostrar el efecto sobre la separación debido a la:Figures 2 to 10 represent the relative volume and density of different phases of the Examples given in Table 1 and Table 2. The examples in the Figures are selected to demonstrate the effect on separation due to:

• Variación en la concentración de disolvente (67-41%) a alta concentración de azúcar (6-16%), Figura 2. • Variation in solvent concentration (67-41%) at high sugar concentration (6-16%), Figure 2.

• Variación en la concentración de disolvente (55-35%) a baja concentración de azúcar (3%), Figura 3.• Variation in solvent concentration (55-35%) at low sugar concentration (3%), Figure 3.

• Variación en la concentración de disolvente (55-35%) a alta concentración de azúcar (20%), Figura 4. • Variation in solvent concentration (55-35%) at high sugar concentration (20%), Figure 4.

• Variación en la concentración de disolvente (50-35%) a alta concentración de azúcar (20%) y una gran cantidad de disolvente (la relación de aceite a disolvente es 1: 2), Figura 5.• Variation in solvent concentration (50-35%) at high sugar concentration (20%) and a large amount of solvent (oil to solvent ratio is 1: 2), Figure 5.

• Variación en la concentración de disolvente (51-33%) a alta concentración de azúcar (10-18%) y una gran cantidad de disolvente (la relación de aceite a disolvente varía de 1:1,7 a 1:2,5), Figura 6.• Variation in solvent concentration (51-33%) at high sugar concentration (10-18%) and a large amount of solvent (oil to solvent ratio varies from 1: 1.7 to 1: 2.5 ), Figure 6.

• Variación de densidad para lograr la separación deseada, Figura 7.• Density variation to achieve the desired separation, Figure 7.

• Variación de temperatura (5, 20, 40°C), Figura 8.• Temperature variation (5, 20, 40 ° C), Figure 8.

• Variación del tipo de disolvente (etanol o metanol), Figura 9.• Variation of the type of solvent (ethanol or methanol), Figure 9.

• Variación en el tipo de material de partida (lecitina de soja en lugar de aceite de avena), Figura 10.• Variation in the type of starting material (soy lecithin instead of oat oil), Figure 10.

La Tabla 3 describe las condiciones de separación, la composición de las fases y el rendimiento de lípidos polares usando dos fases (alternativa 1 del procedimiento).Table 3 describes the separation conditions, the composition of the phases and the yield of polar lipids using two phases (alternative 1 of the procedure).

La Tabla 4 describe las condiciones de separación, la composición de las fases y el rendimiento de lípidos polares usando tres fases (alternativa 2 del procedimiento).Table 4 describes the separation conditions, the composition of the phases and the yield of polar lipids using three phases (alternative 2 of the procedure).

La Tabla 5 describe las condiciones de separación, la composición de las fases y el rendimiento de lípidos polares usando cuatro fases (alternativa 3 del procedimiento).Table 5 describes separation conditions, phase composition, and polar lipid yield using four phases (method alternative 3).

La Tabla 6 contiene un ejemplo que describe cómo se puede producir una fracción muy rica en lípidos polares y cómo se puede fraccionar el azúcar del aceite (alternativa 4 del procedimiento).Table 6 contains an example that describes how a fraction very rich in polar lipids can be produced and how the sugar can be fractionated from the oil (alternative 4 of the procedure).

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

El método de la invención se basa en el fraccionamiento de aceites empleando un disolvente que comprende al menos un átomo de carbono, agua y una sustancia adicional como se define en la reivindicación 1. Durante el fraccionamiento pueden producirse varias fases. Estas fases deben separarse fácilmente. Las densidades de las fases se controlan controlando las concentraciones del disolvente que comprende al menos un átomo de carbono, el agua y la sustancia adicional. La sustancia adicional también se usa para inhibir la formación de emulsiones estables; de esta manera, las separaciones se pueden realizar a concentraciones de disolvente más bajas sin formación de emulsiones estables. Para facilitar el fraccionamiento también se puede utilizar la temperatura.The method of the invention is based on the fractionation of oils using a solvent comprising at least one carbon atom, water and an additional substance as defined in claim 1. Several phases can occur during the fractionation. These phases should easily separate. The densities of the phases are controlled by controlling the concentrations of the solvent comprising at least one carbon atom, the water and the additional substance. The additional substance is also used to inhibit the formation of stable emulsions; in this way, separations can be performed at lower solvent concentrations without formation of stable emulsions. Temperature can also be used to facilitate fractionation.

El etanol es el disolvente más preferido. La sacarosa es la sustancia adicional más preferida.Ethanol is the most preferred solvent. Sucrose is the most preferred additional substance.

Los aceites tienen un origen biológico, por ejemplo, de origen vegetal o animal o microbiológico. Los aceites se pueden prensar o extraer con disolventes polares o no polares. Los aceites pueden ser crudos, total o parcialmente evaporados. Alternativamente, el aceite puede ser una fracción de una etapa de separación anterior.The oils have a biological origin, for example, of vegetable or animal or microbiological origin. The oils can be pressed or extracted with polar or non-polar solvents. The oils can be raw, fully or partially evaporated. Alternatively, the oil can be a fraction of a previous separation step.

La forma en que se prepara el aceite crudo es importante para el procesamiento posterior. A continuación, se ilustra el efecto de la polaridad del disolvente de extracción sobre la calidad del aceite crudo usando avena como material de partida. Sin embargo, las tendencias generales son válidas para todos los demás materiales vegetales y eso se ilustra usando lecitina de soja como ejemplo.The way the crude oil is prepared is important for further processing. The effect of extraction solvent polarity on crude oil quality is illustrated below using oats as the starting material. However, the general trends are valid for all other plant materials and that is illustrated using soy lecithin as an example.

Cuando la avena se extrae con un disolvente no polar, p. ej., hexano, da un aceite de avena crudo que contiene lípidos, nada de azúcar, algo de almidón y proteínas insolubles (1-10% en peso), cantidades muy pequeñas de agua (0-0,5% en peso) y quizás algunas trazas de hexano (0-0,1% en peso). La concentración de lípidos polares está típicamente en el intervalo del 8 al 15% de los lípidos totales.When the oats are extracted with a non-polar solvent, e.g. e.g., hexane, gives a crude oat oil that contains lipids, no sugar, some starch and insoluble proteins (1-10% by weight), very small amounts of water (0-0.5% by weight) and perhaps some traces of hexane (0-0.1% by weight). The polar lipid concentration is typically in the range of 8 to 15% of total lipids.

Cuando la avena se extrae con un disolvente polar, p. ej., etanol, da un aceite de avena crudo que contiene lípidos, grandes cantidades de azúcar (3-15% en peso), algo de almidón y proteínas insolubles (1 -10% en peso), algo de agua (3-6% en peso) y algo de etanol (5-10% en peso) ). El disolvente no se puede eliminar más debido a que el azúcar forma tortas imposibles de manipular en el equipo de evaporación. La concentración de lípidos polares está típicamente en el intervalo de 12-25% de los lípidos totales.When the oats are extracted with a polar solvent, e.g. For example, ethanol, gives a crude oat oil that contains lipids, large amounts of sugar (3-15% by weight), some starch and insoluble proteins (1-10% by weight), some water (3-6 % by weight) and some ethanol (5-10% by weight)). The solvent cannot be removed any more because the sugar forms cakes that are impossible to handle in evaporation equipment. The polar lipid concentration is typically in the range of 12-25% of total lipids.

Los datos anteriores están pensados como datos típicos directamente después de la extracción y evaporación del disolvente en aceite de avena producido industrialmente. Por tanto, existe una diferencia considerable si se obtiene un aceite crudo mediante extracción utilizando un disolvente no polar o un disolvente polar. Esto tiene que tenerse en cuenta en el fraccionamiento posterior.The above data is intended as typical data directly after extraction and evaporation of the solvent in industrially produced oat oil. Therefore, there is a considerable difference whether a crude oil is obtained by extraction using a non-polar solvent or a polar solvent. This has to be taken into account in the subsequent fractionation.

En los ejemplos presentados, el material de partida para los fraccionamientos es aceite de avena crudo obtenido por extracción con etanol; sin embargo, la invención incluye todo tipo de material biológico que contenga una mezcla de lípidos polares y neutros, de especies vegetales tales como aceites vegetales de granos u hojas de cereales, o aceites de especies animales o microbiológicas.In the examples presented, the starting material for the fractionations is crude oat oil obtained by ethanol extraction; however, the invention includes all kinds of biological material that contains a mixture of polar and neutral lipids, from plant species such as vegetable oils from grains or leaves of cereals, or oils from animal or microbiological species.

Al menos una parte de la sustancia adicional puede derivarse del material de partida biológico. Un ejemplo preferido de tal sustancia son los azúcares. El material de las plantas contiene azúcares y los azúcares incluyen mono-, di-, tri-, tetra- así como oligosacáridos. Por ejemplo, la avena contiene: monosacáridos como glucosa, galactosa, fructosa; disacáridos como sacarosa, maltosa; trisacáridos como rafinosa, glucodifructosa, fructosano; tetrasacáridos como estaquiosa, pentasacáridos como verbascosa. El azúcar es causante tanto de cambios en la densidad de las fases en el sistema, particularmente en las fases de disolvente, como de la reducción de la estabilidad de la emulsión del sistema. Ambas propiedades son deseables en la presente invención. Si se forma una emulsión estable, la separación de fases se ve gravemente afectada. La concentración de la sustancia adicional en el sistema de fraccionamiento es crucial. La sustancia adicional puede provenir del material vegetal o puede agregarse desde una fuente externa. Cuando la sustancia adicional proviene del material vegetal, es principalmente azúcar que contiene una amplia variedad de sacáridos como se describió anteriormente para la avena. Cuando la sustancia adicional proviene de una fuente externa, puede ser sacarosa pura. La sustancia adicional debe estar presente en una cantidad de al menos 0,1, preferiblemente al menos 0,5, más preferiblemente al menos 1 y lo más preferiblemente al menos 2% en peso calculado sobre el peso total de disolvente, agua y sustancia adicional. La concentración máxima es cuando la fase disolvente/agua se satura. Una forma sencilla de estimar la concentración máxima de sacarosa es el 40% del contenido de agua en la mezcla. Además de azúcares, se pueden añadir otras sustancias con propiedades similares, es decir, capaces de alterar la densidad de la fase de disolvente y afectar a la estabilidad de la emulsión. La sustancia más preferida es la sacarosa.At least a part of the additional substance can be derived from the biological starting material. A preferred example of such a substance is sugars. Plant material contains sugars and sugars include mono-, di-, tri-, tetra- as well as oligosaccharides. For example, oats contain: monosaccharides such as glucose, galactose, fructose; disaccharides such as sucrose, maltose; trisaccharides such as raffinose, glucodifructose, fructosan; tetrasaccharides like stachyose, pentasaccharides like verbascosa. Sugar is the cause of both changes in the density of the phases in the system, particularly in the solvent phases, as well as the reduction of the emulsion stability of the system. Both properties are desirable in the present invention. If a stable emulsion is formed, the phase separation is severely affected. The concentration of the additional substance in the fractionation system is crucial. The additional substance can come from plant material or it can be added from an external source. When the additional substance comes from plant material, it is primarily sugar containing a wide variety of saccharides as described above for oats. When the additional substance comes from an external source, it can be pure sucrose. The additional substance should be present in an amount of at least 0.1, preferably at least 0.5, more preferably at least 1 and most preferably at least 2% by weight calculated on the total weight of solvent, water and additional substance . The maximum concentration is when the solvent / water phase becomes saturated. A simple way to estimate the maximum sucrose concentration is 40% of the water content in the mixture. In addition to sugars, other substances with similar properties can be added, that is, capable of altering the density of the solvent phase and affecting the stability of the emulsion. The most preferred substance is sucrose.

El disolvente que comprende al menos un átomo de carbono, y en este texto también llamado simplemente disolvente, es miscible con agua y capaz de disolver los lípidos neutros y polares, completamente o hasta cierto punto. El disolvente preferido es el etanol, pero también se pueden utilizar otros alcoholes, p. ej., metanol, propanol, butanol o mezclas de estos alcoholes. Estos alcoholes también se pueden mezclar con pequeñas cantidades de cetonas, ésteres o éteres y disolventes no polares como acetona, dióxido de carbono, acetato de etilo, dimetil éter, propano, butano o hexano. Si se usa dióxido de carbono, dimetil éter, propano o butano, se debe aplicar suficiente presión. El fraccionamiento del material de partida, que consiste en una mezcla de lípidos polares y neutros y quizás otros componentes como azúcar, almidón y proteínas, se logra mediante el uso de una mezcla de un disolvente, agua y una sustancia adicional. El patrón fundamental de fases que aparecen durante el fraccionamiento de un aceite con lípidos polares y neutros es similar para todos los disolventes y sustancias. Sin embargo, las concentraciones exactas cuando se producen o desaparecen las diferentes fases son diferentes para diferentes disolventes y sustratos. Para ilustrar este patrón los presentes inventores usan principalmente el sistema de aceite de avena crudo, etanol, agua y sacarosa, véanse las Figuras 2-9. Para ilustrar que esto es válido también para otros aceites, en la Figura 10 se ilustra el fraccionamiento de lecitina de soja.The solvent that comprises at least one carbon atom, and in this text also simply called solvent, is miscible with water and capable of dissolving neutral and polar lipids, completely or to some extent. The preferred solvent is ethanol, but other alcohols can also be used, e.g. eg, methanol, propanol, butanol, or mixtures of these alcohols. These alcohols can also be mixed with small amounts of ketones, esters, or ethers and nonpolar solvents such as acetone, carbon dioxide, ethyl acetate, dimethyl ether, propane, butane, or hexane. If carbon dioxide, dimethyl ether, propane, or butane is used, sufficient pressure must be applied. Fractionation of the starting material, which consists of a mixture of polar and neutral lipids and perhaps other components such as sugar, starch, and proteins, is accomplished through the use of a mixture of a solvent, water, and an additional substance. The fundamental pattern of phases that appear during the fractionation of an oil with polar and neutral lipids is similar for all solvents and substances. However, the exact concentrations when different phases occur or disappear are different for different solvents and substrates. To illustrate this pattern the present inventors primarily use the crude oat oil, ethanol, water and sucrose system, see Figures 2-9. To illustrate that this is true for other oils as well, the fractionation of soy lecithin is illustrated in Figure 10.

Se producen buenos resultados de fraccionamiento al menos de tres formas diferentes:Good fractionation results occur in at least three different ways:

1) Dos fracciones1) Two fractions

Una fase de disolvente ligera, rica en lípidos polares y azúcar, y que muestra la densidad más baja,A light solvent phase, rich in polar lipids and sugar, and exhibiting the lowest density,

Después del fraccionamiento, se evapora la fase ligera de disolvente y, si es necesario, se elimina el azúcar del aceite rico en lípidos polares.After fractionation, the light solvent phase is evaporated and, if necessary, the sugar is removed from the oil rich in polar lipids.

2) Tres fracciones,2) Three fractions,

Una fase oleosa, rica en lípidos neutros y con la menor densidad,An oily phase, rich in neutral lipids and with the lowest density,

Una fase de disolvente, rica en azúcares, pero casi libre de lípidos, de densidad intermedia,A solvent phase, rich in sugars, but almost lipid-free, of intermediate density,

Después del fraccionamiento, si es necesario, el azúcar se elimina del aceite rico en lípidos polares.After fractionation, if necessary, the sugar is removed from the polar lipid-rich oil.

3) Cuatro fases3) Four phases

Una fase de disolvente, rica en azúcar, pero casi libre de lípidos, y con una densidad más alta,A solvent phase, rich in sugar, but almost lipid-free, and with a higher density,

Partículas sólidas de almidón y proteínas insolubles flotan en la parte superior de la fase anterior,Solid particles of starch and insoluble proteins float on top of the previous phase,

Una fase de disolvente pesada, rica en lípidos polares, y que muestra la densidad más alta. A heavy solvent phase, rich in polar lipids, and exhibiting the highest density.

Después del fraccionamiento, la concentración de etanol de la fase pesada de disolvente aumenta por encima de un valor crítico y luego se forma muy rápidamente una fracción de aceite pesada, rica en lípidos polares, y una fase ligera de disolvente, rica en azúcar y casi libre de lípidos.After fractionation, the ethanol concentration of the heavy solvent phase rises above a critical value and then a heavy oil fraction, rich in polar lipids, and a light solvent phase, rich in sugar and almost lipid free.

Para lograr un buen rendimiento y una alta pureza de las fases lipídicas, es importante un buen mezclado antes de que comience la separación.To achieve good yield and high purity of the lipid phases, good mixing is important before the separation begins.

Una primera realización, (1), comprende una separación que utiliza dos fracciones líquidas.A first embodiment, (1), comprises a separation using two liquid fractions.

Después de la separación, esta realización da como resultado:After separation, this realization results in:

• Una fracción de aceite rica en lípidos neutros, que contiene algo de disolvente y agua. El almidón y las proteínas insolubles permanecerán con la fracción de lípidos neutros.• An oil fraction rich in neutral lipids, containing some solvent and water. The starch and insoluble proteins will remain with the neutral lipid fraction.

• Una fase de "disolvente ligera" rica en disolvente, agua, sustancia adicional y lípidos polares.• A "light solvent" phase rich in solvent, water, additional substance, and polar lipids.

La relación de lípidos polares a neutros en la fase de "disolvente ligera" se controla mediante la relación de disolvente a agua en la mezcla inicial. Se ha logrado un aceite con un contenido de lípidos polares de hasta el 95% de lípidos, es decir, una concentración de lípidos polares de hasta el 95% en peso de los lípidos totales; véase el Ej. 38 en la Tabla 3.The ratio of polar to neutral lipids in the "light solvent" phase is controlled by the ratio of solvent to water in the initial mixture. An oil has been achieved with a polar lipid content of up to 95% lipids, that is, a polar lipid concentration of up to 95% by weight of total lipids; see Ex. 38 in Table 3.

Para lograr altos rendimientos se requieren grandes cantidades de disolvente y agua en la mezcla inicial. Además, si el material de partida se extrae usando un disolvente polar, el aceite crudo contendrá grandes cantidades de azúcar y almidón y proteínas insolubles. El azúcar se extraerá junto con los lípidos polares a la fase de "disolvente ligera". Por lo tanto, se requerirá un etapa de fraccionamiento adicional para obtener una fracción de lípidos polares de bajo contenido de azúcar. Dicha etapa se describe en la realización (4) a continuación.To achieve high yields, large amounts of solvent and water are required in the initial mix. Furthermore, if the starting material is extracted using a polar solvent, the crude oil will contain large amounts of sugar and starch and insoluble proteins. The sugar will be extracted along with the polar lipids to the "light solvent" phase. Therefore, an additional fractionation step will be required to obtain a low sugar polar lipid fraction. Said step is described in embodiment (4) below.

En resumen, la fase de "disolvente ligera" se puede usar para producir un aceite que contiene al menos un 25% de lípidos de lípidos polares, es decir, la concentración de lípidos polares es al menos un 25% en peso de los lípidos totales.In summary, the "light solvent" phase can be used to produce an oil containing at least 25% polar lipid lipids, that is, the polar lipid concentration is at least 25% by weight of total lipids. .

Una segunda realización, (2), comprende una separación con tres fracciones líquidas.A second embodiment, (2), comprises a separation with three liquid fractions.

La segunda realización, un fraccionamiento de una sola etapa, da como resultado:The second embodiment, a single-stage fractionation, results in:

• Una fase superior de "aceite ligera" de aceite de avena transparente, que comprende principalmente lípidos neutros, algunos lípidos polares, algo de disolvente y agua y una cantidad muy baja de azúcar;• An upper "light oil" phase of clear oat oil, comprising mainly neutral lipids, some polar lipids, some solvent and water, and a very low amount of sugar;

• Una fase intermedia de fase de "disolvente" que contiene la mayor parte del azúcar y el disolvente y el agua;• An intermediate "solvent" phase containing most of the sugar and solvent and water;

• Una fase inferior de "aceite pesada" que consiste en una alta pureza de lípidos polares, algo de disolvente y agua y una cantidad muy baja de azúcar.• A lower "heavy oil" phase consisting of a high purity polar lipid, some solvent and water, and a very low amount of sugar.

En algunos casos, la concentración de lípidos polares en la fase de "aceite pesada" ha sido alta, por encima del 70% de lípidos. Se ha conseguido un buen rendimiento, superior al 35% de lípidos (véase la Tabla 4). Por tanto, en resumen, esta fracción de "aceite pesada" contiene al menos un 25% en lípidos de lípidos polares, es decir, la concentración de lípidos polares es al menos un 25% en peso de lípidos totales.In some cases, the concentration of polar lipids in the "heavy oil" phase has been high, above 70% lipids. A good yield has been achieved, higher than 35% lipids (see Table 4). Thus, in summary, this "heavy oil" fraction contains at least 25% by weight of polar lipids, that is, the concentration of polar lipids is at least 25% by weight of total lipids.

Si el aceite crudo contiene almidón y proteínas insolubles, estos compuestos saldrán junto con la fracción de "aceite pesada", véanse los Ejemplos 19, 20 en la Figura 6.If the crude oil contains insoluble starch and proteins, these compounds will come out along with the "heavy oil" fraction, see Examples 19, 20 in Figure 6.

Después de la separación, la fase "disolvente" se puede concentrar para recuperar el disolvente y los sacáridos y luego se puede eliminar el agua. El método de concentración puede ser, por ej., evaporación, destilación o filtración por membrana.After separation, the "solvent" phase can be concentrated to recover the solvent and saccharides and then the water can be removed. The method of concentration can be, eg, evaporation, distillation or membrane filtration.

Una tercera realización, (3), comprende una separación con tres fases líquidas y una cuarta fase sólida.A third embodiment, (3), comprises a separation with three liquid phases and a fourth solid phase.

El patrón de fases se caracteriza por:The phase pattern is characterized by:

• Una fase de aceite, fase de "aceite ligera" o una fase de "aceite ligera" y una fase de "aceite", en la parte superior;• An oil phase, "light oil" phase or a "light oil" phase and an "oil" phase, on top;

• Una fase sólida "insoluble" está flotando en la parte superior de la fase de "disolvente".• An "insoluble" solid phase is floating on top of the "solvent" phase.

• Una fase de "disolvente" en el medio y• A "solvent" phase in between and

• Una fase de "disolvente pesada" en la parte inferior. En algunos casos, la fase de "disolvente pesada" llena todo el volumen desde el fondo hasta la fase de aceite. • A "heavy solvent" phase at the bottom. In some cases, the "heavy solvent" phase fills the entire volume from the bottom to the oil phase.

Después de la separación, con esta realización se puede obtener:After separation, with this embodiment you can obtain:

• Una fase superior de un aceite transparente, que comprende la mayoría de los lípidos neutros, pequeñas cantidades de lípidos polares, algo de disolvente y agua, y una cantidad muy pequeña de azúcar;• An upper phase of a clear oil, comprising most of the neutral lipids, small amounts of polar lipids, some solvent and water, and a very small amount of sugar;

• Una fracción intermedia que contiene algo de aceite de la fase superior, todo el almidón y las proteínas insolubles y algo de disolvente, agua y azúcar de la fase "disolvente" o de la fase de "disolvente pesada"; • An intermediate fraction containing some oil from the upper phase, all the starch and insoluble proteins and some solvent, water and sugar from the "solvent" phase or the "heavy solvent" phase;

• Una fracción de fondo que contiene algo de fase de "disolvente" y la fase de "disolvente pesada". Esta fracción contiene la mayoría de los lípidos polares, mucho azúcar y mucho disolvente y agua.• A background fraction that contains some "solvent" phase and the "heavy solvent" phase. This fraction contains most of the polar lipids, a lot of sugar, and a lot of solvent and water.

La relación de volumen de "disolvente" a volumen de fase de "disolvente pesada" se controla mediante la relación de disolvente a agua. Más agua produce más fase de "disolvente pesada". Si la concentración de agua se vuelve demasiado alta, se forma una emulsión estable. Una mayor concentración de azúcar permite que entre más agua en el sistema antes de que se forme una emulsión estable. Por tanto, la mezcla de disolvente, agua y dicha sustancia adicional usada para extraer el aceite contiene al menos 25% en peso de dicho disolvente, en donde el % en peso se calcula sobre el peso total de disolvente, agua y sustancia adicional. El rendimiento de lípidos polares se controla mediante la relación entre el volumen de fase de "disolvente pesada" y el volumen de la fase de "aceite" en el sistema total.The ratio of volume of "solvent" to volume of "heavy solvent" phase is controlled by the ratio of solvent to water. More water produces more "heavy solvent" phase. If the water concentration becomes too high, a stable emulsion is formed. A higher concentration of sugar allows more water to enter the system before a stable emulsion forms. Therefore, the mixture of solvent, water and said additional substance used to extract the oil contains at least 25% by weight of said solvent, where% by weight is calculated on the total weight of solvent, water and additional substance. The yield of polar lipids is controlled by the ratio of the volume of the "heavy solvent" phase to the volume of the "oil" phase in the total system.

Después de la separación, se añade etanol a la fase de "disolvente pesada" hasta que la concentración de etanol en la mezcla alcanza un valor crítico. Para los aceites de avena y la lecitina de soja, este valor está en el intervalo de 45 a 65% en peso. Luego, precipita rápidamente una fracción de "lípidos polares pesada" y se produce una fase de "disolvente ligera". Para obtener más detalles, véase la Tabla 6. Para un lote dado de aceite, este punto de transición es muy nítido y reproducible. Un cambio del 1% en peso en la concentración de etanol puede ser suficiente para una precipitación completa de la fracción de "lípidos polares pesada" en unos pocos minutos. Se cree que este punto de transición ocurre cuando los lípidos polares cambian de estructura desde micelas de aceite en agua a micelas de agua en aceite.After separation, ethanol is added to the "heavy solvent" phase until the ethanol concentration in the mixture reaches a critical value. For oat oils and soy lecithin, this value is in the range of 45 to 65% by weight. Then, a "heavy polar lipid" fraction rapidly precipitates and a "light solvent" phase is produced. For more details, see Table 6. For a given batch of oil, this transition point is very sharp and reproducible. A change of 1% by weight in the ethanol concentration may be sufficient for a complete precipitation of the "heavy polar lipid" fraction in a few minutes. This transition point is believed to occur when polar lipids change structure from oil-in-water micelles to water-in-oil micelles.

La fracción de "lípidos polares pesada" puede ser muy rica en lípidos polares (más que 80% de lípidos, véase la Tabla 5), y se puede lograr un buen rendimiento de lípidos polares (más que 66% de lípidos, véase la Tabla 5). Por tanto, en resumen, esta fracción de "lípidos polares pesada" contiene al menos el 40% en lípidos de lípidos polares, es decir, la concentración de lípidos polares es al menos el 40% en peso de los lípidos totales. Esta fracción contiene aproximadamente un 25% en peso de disolvente y agua y solo pequeñas cantidades de azúcar, menos que 1 % en peso. The "heavy polar lipid" fraction can be very rich in polar lipids (more than 80% lipids, see Table 5), and a good yield of polar lipids can be achieved (more than 66% lipids, see Table 5). Therefore, in summary, this "heavy polar lipid" fraction contains at least 40% by weight of polar lipids, that is, the concentration of polar lipids is at least 40% by weight of total lipids. This fraction contains approximately 25% by weight of solvent and water and only small amounts of sugar, less than 1% by weight.

La fase de "disolvente ligera" contiene una gran cantidad de azúcar y disolvente, pero solo cantidades muy pequeñas de lípidos. La fase de "disolvente ligera" se puede evaporar para recuperar el disolvente y el azúcar.The "light solvent" phase contains a large amount of sugar and solvent, but only very small amounts of lipids. The "light solvent" phase can be evaporated to recover the solvent and sugar.

Esto significa que esta realización es muy eficaz en la manipulación de aceites biológicos crudos en procedimientos a gran escala.This means that this embodiment is very effective in handling crude biological oils in large-scale processes.

Una cuarta realización (4): eliminación del azúcar de los lípidos y recuperación del disolvente.A fourth embodiment (4): removal of sugar from lipids and recovery of solvent.

Si la concentración de azúcar en una fracción de lípidos polares o neutros es demasiado alta, el azúcar se puede eliminar mediante extracción con una mezcla de etanol y agua. El disolvente y/o el agua se pueden añadir al aceite o a una fracción de aceite, en donde el procedimiento de concentración se ha terminado cuando queda suficiente cantidad de disolvente en la mezcla.If the sugar concentration in a polar or neutral lipid fraction is too high, the sugar can be removed by extraction with a mixture of ethanol and water. The solvent and / or water can be added to the oil or to an oil fraction, where the concentration procedure is finished when a sufficient amount of solvent remains in the mixture.

La selectividad entre el azúcar y el aceite en el fraccionamiento es muy buena a una concentración de etanol del 60% en peso, véase la Tabla 5, y disminuye a medida que aumenta la concentración de etanol, véase la relación Lípidos/Azúcar en la Tabla 3. Sin embargo, si la concentración de agua se vuelve demasiado alta, se producirán emulsiones estables y otros comportamientos de fase inadecuados, véase, p. ej., la Figura 6.The selectivity between sugar and oil in fractionation is very good at an ethanol concentration of 60% by weight, see Table 5, and decreases as the ethanol concentration increases, see the Lipids / Sugar ratio in the Table 3. However, if the water concentration becomes too high, stable emulsions and other inappropriate phase behaviors will occur, see, p. e.g. Figure 6.

Por lo tanto, es deseable agregar disolvente y/o agua de tal manera que la concentración de disolvente en la mezcla se controle al menos al 50% en peso, preferiblemente al menos al 58% en peso, más preferiblemente al menos al 60% en peso, en donde el % se calcula sobre el peso total de disolvente, agua y sustancia adicional, en donde dicha mezcla se separa en al menos dos fracciones: una fracción de aceite más pesada rica en lípidos, algo de disolvente y agua, y muy pequeñas cantidades o nulas de dicha sustancia adicional; y una fracción de disolvente más ligera rica en disolvente, agua y dicha sustancia adicional.Therefore, it is desirable to add solvent and / or water in such a way that the concentration of solvent in the mixture is controlled to at least 50% by weight, preferably at least 58% by weight, more preferably at least 60% by weight, where the% is calculated on the total weight of solvent, water and additional substance, where said mixture is separated into at least two fractions: a heavier oil fraction rich in lipids, some solvent and water, and very little or no amounts of said additional substance; and a lighter solvent fraction rich in solvent, water, and said additional substance.

Después de la separación, la fracción de disolvente se concentra para recuperar el disolvente y la sustancia adicional y eliminar el agua. El procedimiento de concentración puede incluir diferentes procedimientos, p. ej., evaporación, destilación y/o filtración por membrana.After separation, the solvent fraction is concentrated to recover the solvent and additional substance and remove the water. The concentration procedure can include different procedures, e.g. eg, evaporation, distillation and / or membrane filtration.

Comentarios generalesGeneral comments

Los experimentos realizados por los presentes inventores demuestran que es más fácil lograr un buen efecto de separación a una temperatura más baja (5°C) que a una temperatura más alta (20 y 40°C). Se puede encontrar una temperatura preferida en el intervalo de 0 a 15°C. The experiments carried out by the present inventors show that it is easier to achieve a good separation effect at a lower temperature (5 ° C) than at a higher temperature (20 and 40 ° C). A preferred temperature can be found in the range of 0 to 15 ° C.

La separación de las fases se puede lograr por gravitación natural, pero se acelera mediante centrifugación.Phase separation can be achieved by natural gravitation, but is accelerated by centrifugation.

Un ejemplo particularmente preferidoA particularly preferred example

En un ejemplo particularmente preferido de la invención, el material vegetal se extrae con etanol. El extracto obtenido contiene lípidos, agua y sacáridos. La evaporación del etanol y el agua del extracto se termina en el punto en que la composición es favorable para lograr la separación deseada. Esto puede suceder cuando el sólido seco es aproximadamente del 30%. Si es necesario, las concentraciones de agua, etanol y sacáridos se ajustan antes de la separación, que se realiza mediante sedimentación gravimétrica o por centrifugación. El fraccionamiento puede ser cualquiera de las tres realizaciones anteriores, sin embargo, si se tiene que eliminar material sólido, la realización 3 es la alternativa más adecuada.In a particularly preferred example of the invention, the plant material is extracted with ethanol. The extract obtained contains lipids, water and saccharides. Evaporation of the ethanol and water from the extract is terminated at the point where the composition is favorable to achieve the desired separation. This can happen when the dry solid is approximately 30%. If necessary, the concentrations of water, ethanol, and saccharides are adjusted before separation, which is carried out by gravimetric sedimentation or by centrifugation. Fractionation can be any of the three previous embodiments, however, if solid material has to be removed, embodiment 3 is the most suitable alternative.

Mediante estas cuatro realizaciones se puede:Through these four realizations you can:

• Eliminar el almidón insoluble y las proteínas del aceite crudo;• Remove insoluble starch and proteins from crude oil;

• "Desgomar" y eliminar el azúcar de los lípidos neutros;• "Degumming" and removing sugar from neutral lipids;

• "Desengrasar" y eliminar el azúcar de los lípidos polares;• "Degrease" and remove sugar from polar lipids;

• Recuperar y usar el azúcar en el material de partida como coadyuvante de separación;• Recover and use the sugar in the starting material as a separation aid;

• Recuperar el disolvente en un grado muy alto.• Recover the solvent to a very high degree.

Estos procedimientos de extracción y separación son muy favorables tanto desde el punto de vista medioambiental como de la calidad del producto.These extraction and separation procedures are very favorable both from an environmental point of view and from the quality of the product.

Elaboración de productos específicosElaboration of specific products

"Aceite no polar""Non-polar oil"

Cuando un material de aceite de avena se procesa de acuerdo con los principios descritos en los Ejs. 14, 16 y 24, se logra una fracción de "aceite ligera". Después de la separación se obtiene un aceite de color amarillo transparente. La concentración de lípidos polares es inferior al 5% en peso, la concentración de azúcar es inferior al 1% en peso y la concentración de agua y etanol es de aproximadamente 5% en peso, véase la Tabla 5.When an oat oil material is processed according to the principles described in Exs. 14, 16 and 24, a "light oil" fraction is achieved. After separation a clear yellow oil is obtained. The polar lipid concentration is less than 5% by weight, the sugar concentration is less than 1% by weight, and the concentration of water and ethanol is about 5% by weight, see Table 5.

Fracción de "lípidos polares pesada"Fraction of "heavy polar lipids"

Cuando un material de aceite de avena se procesa de acuerdo con los principios descritos en los Ejs. 14, 16 y 21 -24, se logra una fracción de "disolvente pesada". Después de la separación, la concentración de etanol aumenta por encima del valor crítico en el intervalo de 45-65% en peso, aparece la fracción de "lípidos polares pesada", véase la Tabla 6. When an oat oil material is processed according to the principles described in Exs. 14, 16 and 21-24, a "heavy solvent" fraction is achieved. After separation, the ethanol concentration rises above the critical value in the range of 45-65% by weight, the "heavy polar lipid" fraction appears, see Table 6.

La concentración de lípidos polares en esta fracción es al menos 40 y preferiblemente al menos 50% en lípidos, la concentración de azúcar es lo más baja posible (por debajo del 2% en peso) y contiene aproximadamente entre 20 y 30% en peso de agua y etanol. La relación en % en peso entre agua y etanol está entre 30:70 y 50:50. Esta fracción se ve básicamente como un aceite transparente de color marrón oscuro. Sin embargo, en algunos casos pueden aparecer fases adicionales.The concentration of polar lipids in this fraction is at least 40 and preferably at least 50% lipid, the sugar concentration is as low as possible (below 2% by weight) and contains approximately between 20 and 30% by weight of water and ethanol. The weight% ratio between water and ethanol is between 30:70 and 50:50. This fraction basically looks like a clear dark brown oil. However, in some cases additional phases may appear.

Fracciones de "alto contenido en estólidos" y "bajo contenido en estólidos""High stolide content" and "low stolide content" fractions

Durante diferentes extracciones y fraccionamientos, la composición relativa de los diferentes componentes en los lípidos polares es extremadamente constante. En las fracciones de aceite de avena, la relación de DGDG con dos ácidos grasos a DGDG con más que dos ácidos grasos (estólidos) es cercana a 1.During different extractions and fractionations, the relative composition of the different components in polar lipids is extremely constant. In oat oil fractions, the ratio of DGDG with two fatty acids to DGDG with more than two fatty acids (stolides) is close to 1.

Sin embargo, los presentes inventores han encontrado una excepción. Cuando se trata la fracción de "lípidos polares pesada" para eliminar el azúcar, véase la Tabla 6, se forma una fracción de "disolvente ligera" rica en azúcar. En esta fracción, la concentración de lípidos es muy baja. Sin embargo, los lípidos que se producen son ricos en DGDG con dos ácidos grasos, pero de bajo contenido en estólidos. Esto significa que al tratar la fracción de "lípidos polares pesada" con grandes cantidades de etanol/agua como, en la Tabla 6, es posible producir una fracción de aceite rica en estólidos. La concentración de lípidos polares en esta fracción es superior al 50% de lípidos, la concentración de azúcar es inferior al 0,1% en peso y contiene aproximadamente un 25% en peso de agua y etanol. La relación de DGDG con dos ácidos grasos a los estólidos puede ser inferior a 0,5. La fracción rica en estólidos es especialmente adecuada para emulsiones de agua en aceite.However, the present inventors have found an exception. When the "heavy polar lipid" fraction is treated to remove sugar, see Table 6, a sugar-rich "light solvent" fraction is formed. In this fraction, the lipid concentration is very low. However, the lipids that are produced are rich in DGDG with two fatty acids, but low in stolides. This means that by treating the "heavy polar lipid" fraction with large amounts of ethanol / water as, in Table 6, it is possible to produce a stolide-rich oil fraction. The polar lipid concentration in this fraction is greater than 50% lipid, the sugar concentration is less than 0.1% by weight, and it contains approximately 25% by weight of water and ethanol. The ratio of DGDG with two fatty acids to the stolides can be less than 0.5. The stolide-rich fraction is especially suitable for water-in-oil emulsions.

Después de la evaporación de la fase de "disolvente ligera" anterior se logra un aceite de bajo contenido en estólidos. After evaporation of the above "light solvent" phase a low stolide content oil is achieved.

La concentración de lípidos polares está por encima del 75% de lípidos y la relación de DGDG con dos ácidos grasos a los estólidos es superior a 2.The polar lipid concentration is above 75% lipid and the ratio of DGDG with two fatty acids to stolides is greater than 2.

Parte experimentalExperimental part

Como materiales de partida se utilizaron cinco aceites de avena crudos (0740, 0724, H1, H2, 0845) y una fracción de aceite de avena crudo parcialmente evaporada (M1031) de un procedimiento de extracción industrial con etanol (Swedish Oat Fiber, Bua, Suecia). Además, como material de partida también se ha utilizado una lecitina de soja comercial. Estos materiales se mezclaron con soluciones compuestas por agua, un disolvente (etanol o metanol) y sacarosa en diferentes proporciones. El contenido de agua en el disolvente se varió entre 0,4 y 90%. Se investigaron varias relaciones en volumen de aceites de avena y mezclas de disolventes, desde 1:0,5 a 1:5. El azúcar provenía del aceite crudo y del azúcar agregado disuelto en la mezcla de disolventes. Las muestras se agitaron en tubos de ensayo (volumen total 5 mL o 12 mL), que posteriormente se sometieron a centrifugación (10 minutos a 2300 g). La separación también podría lograrse a gravedad normal; sin embargo, esto lleva en algunos casos varios días y da como resultado interfases menos nítidas entre las fases.Five crude oat oils (0740, 0724, H1, H2, 0845) and a partially evaporated crude oat oil fraction (M1031) from an industrial extraction procedure with ethanol (Swedish Oat Fiber, Bua, Sweden). Furthermore, a commercial soy lecithin has also been used as the starting material. These materials were mixed with solutions composed of water, a solvent (ethanol or methanol) and sucrose in different proportions. The water content in the solvent was varied between 0.4 and 90%. Various volume ratios of oat oils and solvent mixtures were investigated, from 1: 0.5 to 1: 5. The sugar came from crude oil and added sugar dissolved in the solvent mixture. The samples were shaken in test tubes (total volume 5 mL or 12 mL), which were subsequently subjected to centrifugation (10 minutes at 2300 g). Separation could also be achieved under normal gravity; however, in some cases this takes several days and results in less sharp interfaces between phases.

Algunos experimentos seleccionados se describen en la Tabla 1 y 2 y las separaciones resultantes se representan en las Figuras 2 a 10. Las composiciones en algunos de estos ejemplos se dan en las Tablas 3-5. La composición de lípidos y azúcar en las diferentes fases se determinó mediante un método de HPLC como se describe en:Some selected experiments are described in Table 1 and 2 and the resulting separations are depicted in Figures 2 to 10. The compositions in some of these examples are given in Tables 3-5. The composition of lipids and sugar in the different phases was determined by an HPLC method as described in:

• Elfman-Bórjesson, I. y Hárród, M. (1997) Analysis of Non Polar Lipids by HPLC on a Diol Column, J. High Resol. Cromatografía 20 (9) 516-518.• Elfman-Bórjesson, I. and Hárród, M. (1997) Analysis of Non Polar Lipids by HPLC on a Diol Column, J. High Resol. Chromatography 20 (9) 516-518.

• Undeland, I., Hárród, M. y Lingnert, H. (1998) Comparison between methods using low-toxicity solvents for the extraction of Lipids from herring (Clupea harengus). Food Chemistry, 61 (3) 355-365.• Undeland, I., Hárród, M. and Lingnert, H. (1998) Comparison between methods using low-toxicity solvents for the extraction of Lipids from herring ( Clupea harengus). Food Chemistry, 61 (3) 355-365.

La Tabla 6 contiene un experimento que convierte una fracción de lípidos polares diluida en una fase extremadamente rica en lípidos polares.Table 6 contains an experiment that converts a diluted polar lipid fraction to an extremely rich polar lipid phase.

Las concentraciones de disolvente de las Tablas 1-6 se calculan como la concentración volumétrica del disolvente en la fase de disolvente de las mezclas. Se supone que la relación de disolvente a agua es la misma en la fase de disolvente que en la fase de aceite. La mezcla de disolventes consistía en disolvente y agua. El disolvente fue etanol 0 metanol.The solvent concentrations in Tables 1-6 are calculated as the volumetric concentration of the solvent in the solvent phase of the mixtures. The solvent to water ratio is assumed to be the same in the solvent phase as in the oil phase. The solvent mixture consisted of solvent and water. The solvent was ethanol or methanol.

La concentración de azúcar en las Tablas 1 y 2 se expresa como g de azúcar por mL de agua y disolvente. En las figuras, esta unidad se ha abreviado como %S. En los resultados de HPLC, la concentración de azúcar se define como la fracción en peso (en porcentaje) sin agua ni disolvente, es decir, la suma de NL GL PL azúcar es 100% (Tablas 3-6). The sugar concentration in Tables 1 and 2 is expressed as g of sugar per mL of water and solvent. In the figures, this unit has been abbreviated as% S. In the HPLC results, the sugar concentration is defined as the weight fraction (in percent) without water or solvent, that is, the sum of NL GL PL sugar is 100% (Tables 3-6).

El contenido de azúcar de las diferentes fases en los experimentos de la Tabla 3-6 se estima a partir de los volúmenes relativos de la Tabla 1 y las concentraciones recibidas del análisis de HPLC.The sugar content of the different phases in the experiments in Table 3-6 is estimated from the relative volumes in Table 1 and the concentrations received from the HPLC analysis.

DiscusiónDiscussion

Durante el fraccionamiento de un aceite crudo que contiene lípidos neutros, lípidos polares, sacáridos y partículas insolubles de almidón y proteínas usando un disolvente, agua y una sustancia, se producen muchas fases. La Figura 1 ilustra estas fases y su densidad relativa.During the fractionation of a crude oil containing neutral lipids, polar lipids, saccharides, and insoluble starch and protein particles using a solvent, water and a substance, many phases are produced. Figure 1 illustrates these phases and their relative density.

Aceite crudoCrude oil

Cuando el aceite de avena crudo se deja en un tanque de almacenamiento, es común que se produzcan tres fracciones. En la parte inferior se encuentran azúcares, almidones y proteínas insolubles. Crean la fracción "insoluble" más densa. En algunos casos, en esta fracción se pueden encontrar grumos de fase de "lípidos polares pesada". La fase de "aceite" es la fase continua alrededor de las partículas en la parte inferior. Esta fase es en la mayoría de los casos la parte principal del aceite. En algunos casos, aparece una fase de "aceite ligera" en la parte superior de la fase de "aceite". La fase de "aceite" tiene un color más oscuro que la fase de "aceite ligera". El contenido de lípidos polares es mayor en la fase de "aceite" que en la fase de "aceite ligera". Sin embargo, la diferencia es demasiado pequeña para usarla en el fraccionamiento del aceite.When raw oat oil is left in a storage tank, it is common for three fractions to be produced. At the bottom are sugars, starches, and insoluble proteins. They create the densest "insoluble" fraction. In some cases, lumps of "polar lipid heavy" phase can be found in this fraction. The "oil" phase is the continuous phase around the particles at the bottom. This phase is in most cases the main part of the oil. In some cases, a "light oil" phase appears on top of the "oil" phase. The "oil" phase has a darker color than the "light oil" phase. The polar lipid content is higher in the "oil" phase than in the "light oil" phase. However, the difference is too small to use for oil fractionation.

EmulsionesEmulsions

La adición de azúcar es una forma eficaz de evitar la formación de una emulsión estable. Cuando no hay azúcar y la concentración de etanol desciende por debajo del 50%, se pueden formar emulsiones estables. Se formó una emulsión estable cuando la concentración de etanol fue del 45% y en este caso la concentración de azúcar fue del 3%, véase el Ej.10 en la Tabla 1 y Figura 3. Al aumentar la concentración de azúcar al 18% fue posible evitar emulsiones con concentraciones de etanol por debajo de 33%, véase el Ej. 24 en la Tabla 1 y en la Figura 6.Adding sugar is an effective way to avoid the formation of a stable emulsion. When there is no sugar and the ethanol concentration drops below 50%, stable emulsions can form. A stable emulsion was formed when the ethanol concentration was 45% and in this case the sugar concentration was 3%, see Ex. 10 in Table 1 and Figure 3. When increasing the sugar concentration to 18% was possible to avoid emulsions with ethanol concentrations below 33%, see Ex. 24 in Table 1 and in Figure 6.

No es posible el fraccionamiento cuando se producen emulsiones estables. Fractionation is not possible when producing stable emulsions.

Fases de disolventeSolvent phases

A concentraciones muy altas de etanol, una fase de "disolvente ligera" flota en la parte superior de las fracciones de aceite. La fase de "disolvente ligera" es rica en lípidos polares y azúcar, véase la Tabla 2.At very high ethanol concentrations, a "light solvent" phase floats on top of the oil fractions. The "light solvent" phase is rich in polar lipids and sugar, see Table 2.

A concentraciones de etanol por debajo del 57% en volumen o del 51%, se produce una fase de "disolvente" más densa. La fase de "aceite" y la fase de "aceite ligera" tienen una densidad más baja que la fase de "disolvente", véanse las Figuras 2-9. La fase de "disolvente" es rica en azúcar y el contenido de lípidos es muy bajo (típico por debajo del 0,2% en peso). Sin embargo, en la fase de "disolvente" casi el 100% de los lípidos son lípidos polares, véase la Tabla 4. Si esta fase se debe utilizar para el fraccionamiento, el rendimiento será muy bajo y, desde el punto de vista económico, esta fase sólo se puede usar para producir fracciones muy puras y caras.At ethanol concentrations below 57% by volume or 51%, a denser "solvent" phase is produced. The "oil" phase and the "light oil" phase have a lower density than the "solvent" phase, see Figures 2-9. The "solvent" phase is rich in sugar and the lipid content is very low (typically below 0.2% by weight). However, in the "solvent" phase almost 100% of the lipids are polar lipids, see Table 4. If this phase is to be used for fractionation, the yield will be very low and, economically, this phase can only be used to produce very pure and expensive fractions.

A concentraciones de etanol por debajo del 45%, comienza a producirse una fase de "disolvente pesada". Al aumentar la concentración de agua en la mezcla, esta fase aumenta y la fase de "disolvente" disminuye. La fase de "disolvente pesada" es rica en disolvente, agua, azúcar y lípidos polares, véanse la Figura 6 y la Tabla 5.At ethanol concentrations below 45%, a "heavy solvent" phase begins to be produced. As the concentration of water in the mixture increases, this phase increases and the "solvent" phase decreases. The "solvent heavy" phase is rich in solvent, water, sugar and polar lipids, see Figure 6 and Table 5.

Fraccionamiento en dos fasesTwo-phase fractionation

El fraccionamiento según la primera realización, (1) Dos fases, se caracteriza por una fase de "disolvente ligera" en la parte superior y una fase de "aceite crudo" en la parte inferior. La relación de lípidos polares a lípidos neutros es mucho mayor en la fase de "disolvente ligera" que en la fase de "aceite crudo". Después de la separación y evaporación del disolvente y el agua de la fase de "disolvente ligera", se logra un aceite con alto contenido de lípidos polares y de azúcar. The fractionation according to the first embodiment, (1) Two phases, is characterized by a "light solvent" phase at the top and a "crude oil" phase at the bottom. The ratio of polar lipids to neutral lipids is much higher in the "light solvent" phase than in the "crude oil" phase. After removal and evaporation of the solvent and water from the "light solvent" phase, an oil with a high content of polar lipids and sugar is achieved.

En la Figura 2 puede verse que este principio se puede aplicar siempre que la concentración de etanol esté por encima de aproximadamente 55% en volumen. En la Figura 6 puede verse que este principio se puede aplicar siempre que la concentración de etanol esté por encima de aproximadamente 49% en volumen. A menor contenido de etanol y mayor contenido de agua se produjeron otras fases y la fase superior ya no era la fase de "disolvente ligera". En ambos casos, la concentración de azúcar fue del 10%. A menor contenido de azúcar, pueden aparecer emulsiones estables en estas condiciones y de esta manera impedir fraccionamientos.It can be seen from Figure 2 that this principle can be applied as long as the ethanol concentration is above about 55% by volume. It can be seen from Figure 6 that this principle can be applied as long as the ethanol concentration is above about 49% by volume. At lower ethanol content and higher water content other phases were produced and the upper phase was no longer the "light solvent" phase. In both cases, the sugar concentration was 10%. At lower sugar content, stable emulsions can appear under these conditions and thus prevent fractionation.

Este comportamiento de fases se ilustra en los Ejemplos 1-3 en la Tabla 1 y la Figura 2; Ejemplo 18 en la Tabla 1 y la Figura 6; y los Ejemplos 36-38 de la Tabla 3. Nótese que el aceite de avena crudo se deriva de la avena usando un disolvente polar, es decir, etanol. El contenido de azúcar es de aproximadamente 10%, véase la Tabla 3.This phase behavior is illustrated in Examples 1-3 in Table 1 and Figure 2; Example 18 in Table 1 and Figure 6; and Examples 36-38 of Table 3. Note that crude oat oil is derived from oats using a polar solvent, ie, ethanol. The sugar content is approximately 10%, see Table 3.

La calidad del fraccionamiento usando esta primera realización se ilustra en la Tabla 3. Cuando se añade etanol al 99% al aceite de avena crudo en una relación de 1 a 1, se obtuvo una fase de "disolvente ligera" con una concentración de lípidos polares del 49%, véase el Ej. 36 en la Tabla 3. Al aumentar el contenido de agua al 30% en el disolvente añadido, la concentración de lípidos polares aumentó en la fase de "disolvente ligera" al 96%, véanse los Ejs. 36, 37, 38 en la Tabla 3.The quality of fractionation using this first embodiment is illustrated in Table 3. When 99% ethanol is added to crude oat oil in a ratio of 1 to 1, a "light solvent" phase with a concentration of polar lipids was obtained. 49%, see Ex. 36 in Table 3. As the water content increased to 30% in the added solvent, the polar lipid concentration increased in the "light solvent" phase to 96%, see Exs. 36, 37, 38 in Table 3.

El rendimiento de lípidos polares estuvo en el intervalo del 20 al 35%, véase la Tabla 3. El rendimiento se puede mejorar fácilmente aumentando la relación de fase de "disolvente ligera" a fase de "aceite crudo".The yield of polar lipids was in the range of 20 to 35%, see Table 3. The yield can be easily improved by increasing the ratio of "light solvent" phase to "crude oil" phase.

Después de la separación y evaporación de la fase de "disolvente ligera" se obtuvo una fracción de aceite rica en lípidos polares y muy rica en azúcar, alrededor de 30% en el Ej. 36 y 50% en el Ej. 38. Estas concentraciones de azúcar tienen que reducirse. Esto se puede hacer mediante una etapa de fraccionamiento utilizando etanol y agua a una concentración de etanol de aproximadamente el 60%, véase la Tabla 6.After separation and evaporation of the "light solvent" phase, an oil fraction rich in polar lipids and very rich in sugar was obtained, around 30% in Ex. 36 and 50% in Ex. 38. These concentrations of sugar have to be reduced. This can be done by a fractionation step using ethanol and water at an ethanol concentration of about 60%, see Table 6.

Restricciones en el uso del fraccionamiento con dos fases (realización 1) y sus solucionesRestrictions on the use of two-phase fractionation (embodiment 1) and its solutions

Si el tratamiento térmico durante la evaporación se considera un problema para la calidad de los lípidos polares, se pueden utilizar otros métodos de concentración, p. ej., ultrafiltración o se pueden utilizar las realizaciones de fraccionamiento 2 o 3 descritas a continuación en este documento.If heat treatment during evaporation is considered a problem for the quality of polar lipids, other concentration methods can be used, e.g. eg, ultrafiltration or fractionation embodiments 2 or 3 described hereinafter can be used.

Si el contenido de azúcar y/o almidón y proteínas insolubles en el "aceite crudo" restante se considera un problema, se puede utilizar las realizaciones de fraccionamiento 2 o 3 descritas a continuación en este documento.If the content of sugar and / or starch and insoluble proteins in the remaining "crude oil" is considered a problem, the fractionation embodiments 2 or 3 described hereinafter can be used.

Comparación con el documento WO97/11141Comparison with WO97 / 11141

En el documento WO 97/11141 se describe un método mediante el cual se extrae un material vegetal, por ejemplo, avena, con un disolvente no polar para obtener un aceite crudo. El aceite crudo extraído con hexano se fracciona adicionalmente mediante la adición de un alcohol y agua.In WO 97/11141 a method is described by which a plant material, for example oats, is extracted with a non-polar solvent to obtain a crude oil. The crude oil extracted with hexane is further fractionated by the addition of an alcohol and water.

Un disolvente no polar no extrae ni agua ni azúcar de un material vegetal. Esto significa, en primer lugar, que no es posible alcanzar un contenido de agua tan alto durante un procedimiento de fraccionamiento como en un sistema que contiene azúcar, debido al riesgo de formación de emulsiones estables. En los ejemplos el documento WO 97/11141 no presenta ningún dato para más que 8% en peso de agua usando etanol en el procedimiento de fraccionamiento. En segundo lugar, como el disolvente no polar no extrae ningún azúcar, no tienen que preocuparse de ningún azúcar en la fracción de lípidos polares. A nonpolar solvent does not extract water or sugar from plant material. This means, first of all, that it is not possible to achieve such a high water content during a fractionation process as in a sugar-containing system, due to the risk of stable emulsions formation. In the examples WO 97/11141 does not present any data for more than 8% by weight of water using ethanol in the fractionation procedure. Second, since the non-polar solvent does not extract any sugar, they don't have to worry about any sugar in the polar lipid fraction.

Así, el método presentado en el documento WO97/11141 no funciona con aceites vegetales crudos extraídos con disolventes polares.Thus, the method presented in WO97 / 11141 does not work with crude vegetable oils extracted with polar solvents.

Fraccionamiento en tres fasesFractionation in three phases

El segundo método de fraccionamiento, (2) Tres Fases, se caracteriza por: una fase de "aceite ligera" en la parte superior; una fase de "disolvente" en el medio; y una fase de "aceite pesada" en la parte inferior. En algunos casos, una fase "insoluble" se encuentra en la parte inferior junto con la fase de "aceite pesada". Después de la separación se logran tres fases: una fase con lípidos neutros puros; una fase rica en lípidos polares, sin embargo, puede aparecer material insoluble en esta fase; y una fase disolvente rica en azúcar, pero muy pobre en lípidos.The second fractionation method, (2) Three Phases, is characterized by: a "light oil" phase at the top; a "solvent" phase in between; and a "heavy oil" phase at the bottom. In some cases, an "insoluble" phase is at the bottom along with the "heavy oil" phase. After separation, three phases are achieved: a phase with pure neutral lipids; a phase rich in polar lipids, however, insoluble material may appear in this phase; and a solvent phase rich in sugar, but very low in lipids.

El etanol, el agua y el azúcar se pueden recuperar de la fase de disolvente mediante evaporación y destilación. Ethanol, water, and sugar can be recovered from the solvent phase by evaporation and distillation.

Este patrón puede ocurrir cuando la concentración de etanol está en el intervalo de 55-43%, véanse los Ejemplos 9,12,19,20,25-29 en la Tabla 1 y las Figuras 3, 4, 6, 7, 8.This pattern can occur when the ethanol concentration is in the range of 55-43%, see Examples 9,12,19,20,25-29 in Table 1 and Figures 3, 4, 6, 7, 8.

El aceite crudo H1 da una buena separación (Ejemplo 27, Figura 7) mientras que el aceite crudo H2 da una mala separación (Ejemplo 25, Figura 7) aparentemente en las mismas condiciones (50% E, 1:1). Para obtener una buena separación con el aceite crudo H2, fue necesario aumentar el volumen de disolvente de 1:1 a 1:2 (Ejemplo 26, Figura 7). La diferencia entre los aceites es que el H1 contiene aproximadamente el doble de azúcar que e1H2 (véase la concentración de azúcar total en la Tabla 4, Ejemplos 26 y 27, respectivamente). Otra diferencia es que H2 contiene muchos más lípidos polares que H1 (23% frente al 17%, véase la Tabla 4).Crude oil H1 gives good separation (Example 27, Figure 7) while crude oil H2 gives poor separation (Example 25, Figure 7) apparently under the same conditions (50% E, 1: 1). To obtain a good separation with the crude oil H2, it was necessary to increase the volume of solvent from 1: 1 to 1: 2 (Example 26, Figure 7). The difference between the oils is that H1 contains approximately twice as much sugar as e1H2 (see total sugar concentration in Table 4, Examples 26 and 27, respectively). Another difference is that H2 contains much more polar lipids than H1 (23% vs. 17%, see Table 4).

Estos ejemplos (Ejs. 25, 26 y 27 en la Tabla 1 y la Figura 7) demuestran que, al ajustar la concentración de etanol y la concentración de azúcar, la densidad de la fase de "disolvente" puede controlarse de modo que su densidad esté entre las densidades de la fase de "aceite" y fase de "aceite pesada".These examples (Exs. 25, 26 and 27 in Table 1 and Figure 7) demonstrate that, by adjusting the ethanol concentration and the sugar concentration, the density of the "solvent" phase can be controlled so that its density is between the densities of the "oil" phase and "heavy oil" phase.

El efecto de variar la temperatura sobre la separación se ilustra en la Figura 8, Ejemplos 28, 26, 29 (5, 20 y 40°C). Una temperatura más baja da como resultado un rendimiento global más alto (35%) y una concentración más alta (70%) de lípidos polares en la fracción de aceite pesada (compárese el Ejemplo 28 con los Ejemplos 26 y 29 en la Tabla 4). The effect of varying temperature on separation is illustrated in Figure 8, Examples 28, 26, 29 (5, 20 and 40 ° C). A lower temperature results in a higher overall yield (35%) and a higher concentration (70%) of polar lipids in the heavy oil fraction (compare Example 28 with Examples 26 and 29 in Table 4) .

Metanol como disolventeMethanol as a solvent

También se puede lograr una separación similar utilizando otros disolventes. La Figura 9 demuestra una separación exitosa usando metanol como disolvente. La concentración de agua utilizada es ligeramente menor con metanol que con etanol como disolvente. Tanto la diferencia de densidad entre el etanol y el metanol, como la diferente polaridad entre los disolventes (compárense los Ejemplos 26 y 30 en la Figura 9) pueden explicar esto. En estas condiciones, la composición de las fases que utilizan metanol en la separación es aproximadamente la misma que las fases en la separación basada en etanol a 5°C (compárense los Ejemplos 30 y 28 en la Tabla 4).Similar separation can also be achieved using other solvents. Figure 9 demonstrates a successful separation using methanol as a solvent. The concentration of water used is slightly lower with methanol than with ethanol as the solvent. Both the difference in density between ethanol and methanol, and the different polarity between the solvents (compare Examples 26 and 30 in Figure 9) can explain this. Under these conditions, the composition of the phases using methanol in the separation is approximately the same as the phases in the separation based on ethanol at 5 ° C (compare Examples 30 and 28 in Table 4).

Restricciones en el uso del fraccionamiento con tres fases (realización 2) y sus solucionesRestrictions on the use of three-phase fractionation (embodiment 2) and its solutions

El rendimiento de lípidos polares estuvo en el intervalo de 4 a 35% en una relación de aceite a disolvente de 1:2. Esto indica que la realización es sensible a las condiciones reales del procedimiento y a las variaciones del aceite crudo. Las realizaciones 1 y 3 dan a ambas un procedimiento más robusto.The yield of polar lipids ranged from 4 to 35% in an oil to solvent ratio of 1: 2. This indicates that the performance is sensitive to actual process conditions and crude oil variations. Embodiments 1 and 3 give both a more robust procedure.

Si el "aceite crudo" contiene material insoluble, este material se encuentra en la fracción rica en lípidos polares. Si esto es un problema, utilícense las realizaciones 1 o 3.If the "crude oil" contains insoluble material, this material is in the fraction rich in polar lipids. If this is a problem, use either Embodiments 1 or 3.

Fraccionamiento en cuatro fasesFractionation into four phases

El fraccionamiento en cuatro fases, realización (3), se caracteriza por: una fase de "aceite ligera" en la parte superior; una fase de "disolvente" en el medio; el material "insoluble" está flotando en la parte superior de la fase de "disolvente" y; una fase de "disolvente pesada" en la parte inferior. Este patrón de fraccionamiento se puede encontrar para los aceites de avena en los Ejemplos 14, 21-23, véase la Tabla 1 y las Figuras 4, 6, y para la lecitina de soja en los Ejemplos 31-35, véanse la Tabla 2 y la Figura 10.The four-phase fractionation, embodiment (3), is characterized by: a "light oil" phase at the top; a "solvent" phase in between; the "insoluble" material is floating on top of the "solvent" phase and; a "heavy solvent" phase at the bottom. This fractionation pattern can be found for oat oils in Examples 14, 21-23, see Table 1 and Figures 4, 6, and for soy lecithin in Examples 31-35, see Table 2 and Figure 10.

En algunos casos, la fase de "disolvente pesada" llena todo el volumen bajo la fase de "aceite ligera". En este caso, el material "insoluble" está flotando en la parte superior de la fase de "disolvente pesada". Este patrón de fraccionamiento se puede encontrar para los aceites de avena en los Ejemplos 16, 24, véanse la Tabla 1 y las Figuras 5, 6 y para la lecitina de soja en los Ejemplos 34, 35, véanse la Tabla 2 y la Figura 10.In some cases, the "heavy solvent" phase fills the entire volume under the "light oil" phase. In this case, the "insoluble" material is floating on top of the "heavy solvent" phase. This fractionation pattern can be found for oat oils in Examples 16, 24, see Table 1 and Figures 5, 6 and for soy lecithin in Examples 34, 35, see Table 2 and Figure 10 .

Después del fraccionamiento, la fase de "disolvente pesada" se fracciona adicionalmente en una fase de "disolvente ligera" y una fase de "PL pesada" aumentando la concentración de etanol por encima de una concentración crítica de etanol en el intervalo de 45 a 65% en peso, véase la Tabla 6.After fractionation, the "heavy solvent" phase is further fractionated into a "light solvent" phase and a "heavy PL" phase by increasing the ethanol concentration above a critical ethanol concentration in the range of 45 to 65 % by weight, see Table 6.

La Figura 6 ofrece una buena vista del mecanismo de fraccionamiento. A alta concentración de etanol, Ej. 21, la fase de "disolvente pesada" es pequeña y la fase de "aceite" es grande. Más agua en el sistema, véanse los Ejs. 22-24, reduce el volumen de la fase de "aceite" y aumenta la fase de "disolvente pesada", es decir, el agua extrae los lípidos polares de la fase de "aceite" a la fase de "disolvente pesada". Para lograr el máximo rendimiento, es importante tener una gran relación de disolvente a aceite y mucho azúcar en el sistema para evitar la formación de emulsiones estables. Figure 6 offers a good view of the fractionation mechanism. At high ethanol concentration, Ex. 21, the "heavy solvent" phase is small and the "oil" phase is large. More water in the system, see Exs. 22-24, reduces the volume of the "oil" phase and increases the "heavy solvent" phase, that is, the water extracts the lipids polar from the "oil" phase to the "heavy solvent" phase. To achieve maximum performance, it is important to have a high solvent to oil ratio and a lot of sugar in the system to avoid the formation of stable emulsions.

Dado que es deseable obtener una fase de "disolvente pesada" y una fase de "aceite ligera" sin ningún material "insoluble", se obtienen tres fracciones después de una buena separación: "disolvente pesada" pura; "aceite ligera" pura; e "insoluble" con algo de "disolvente" o "disolvente pesada" y algo de "aceite ligera".Since it is desirable to obtain a "heavy solvent" phase and a "light oil" phase without any "insoluble" material, three fractions are obtained after good separation: pure "heavy solvent"; pure "light oil"; and "insoluble" with some "solvent" or "heavy solvent" and some "light oil".

La composición de las fases logradas durante el fraccionamiento en el Ej. 24 se da en la Tabla 5. La composición de la fase de "aceite ligera" es: lípidos neutros (95% de lípidos), lípidos polares (5% de lípidos), azúcar (< 1% en peso) y disolvente agua (5% en peso).The composition of the phases achieved during the fractionation in Ex. 24 is given in Table 5. The composition of the "light oil" phase is: neutral lipids (95% lipids), polar lipids (5% lipids) , sugar (<1% by weight) and solvent water (5% by weight).

La fase de "disolvente pesada" contiene 66% de los lípidos polares y mucho disolvente y azúcar, véase la Tabla 5 The "heavy solvent" phase contains 66% of the polar lipids and a lot of solvent and sugar, see Table 5

Por lo tanto, la fase de "disolvente pesada" se procesa más; véase el Ejemplo 39 en la Tabla 6. La concentración de etanol se aumenta hasta aproximadamente el 60% mediante la adición de una fracción rica en etanol, p. ej., etanol al 92%. Luego, una fase de "PL pesada" y una fase de "disolvente ligera " se desarrollan casi por completo en unos pocos minutos. La fase de "PL pesada" es muy pesada y contiene casi todos los lípidos. La composición de la fase de "PL pesada" puede ser: lípidos neutros (20% de lípidos), lípidos polares (80% de lípidos), azúcar (< 1% en peso) y disolvente agua (20% en peso), véase la Tabla 6. Se lograron datos similares utilizando lecitina de soja como material de partida. Therefore, the "heavy solvent" phase is processed further; see Example 39 in Table 6. The ethanol concentration is increased to about 60% by adding an ethanol-rich fraction, e.g. eg, 92% ethanol. Then a "heavy PL" phase and a "light solvent" phase develop almost completely within a few minutes. The "PL heavy" phase is very heavy and contains almost all lipids. The composition of the "heavy PL" phase can be: neutral lipids (20% lipids), polar lipids (80% lipids), sugar (<1% by weight) and solvent water (20% by weight), see Table 6. Similar data were achieved using soy lecithin as the starting material.

Usando esta realización se consiguen lípidos polares de muy alta calidad debido al muy bajo tratamiento térmico requerido.Using this embodiment very high quality polar lipids are achieved due to the very low heat treatment required.

La fase de "disolvente ligera" casi no contiene lípidos. Después de la separación, la fase de "disolvente ligera" se puede evaporar y destilar para recuperar el etanol y eliminar el agua. El azúcar se puede hacer circular de regreso a la etapa inicial del procedimiento de fraccionamiento.The "light solvent" phase contains almost no lipids. After separation, the "light solvent" phase can be evaporated and distilled to recover ethanol and remove water. The sugar can be circulated back to the initial stage of the fractionation process.

Pros utilizando el fraccionamiento con cuatro fases (realización 3)Pros Using Four Phase Fractionation (Embodiment 3)

El aceite crudo se fracciona en cuatro fracciones caracterizadas por:Crude oil is divided into four fractions characterized by:

• Un aceite muy rico en lípidos polares, casi sin azúcar, sin material insoluble, y tratamiento térmico muy bajo.• An oil very rich in polar lipids, almost without sugar, without insoluble material, and very low heat treatment.

• Un aceite de bajo contenido en lípidos polares, casi sin azúcar, sin material insoluble, y tratamiento térmico muy bajo.• An oil with a low polar lipid content, almost no sugar, no insoluble material, and very low heat treatment.

• Una fracción líquida muy rica en azúcar, de bajo contenido en lípidos, sin material insoluble.• A liquid fraction very rich in sugar, with low lipid content, without insoluble material.

• Una pequeña fracción líquida que contiene todo el material insoluble.• A small liquid fraction that contains all the insoluble material.

Se consigue un procedimiento robusto con un grado de separación muy alto.A robust process is achieved with a very high degree of separation.

Tabla 1. Fraccionamiento de diferentes aceites de avena utilizando diferentes disolventes, temperaturas y concentraciones de agua, disolvente y azúcarTable 1. Fractionation of different oat oils using different solvents, temperatures and concentrations of water, solvent and sugar

Tabla 2. Fraccionamiento de lecitina utilizando diferentes concentraciones de agua, etanol y azúcarTable 2. Lecithin fractionation using different concentrations of water, ethanol and sugar

Tabla 3. Composición de algunas fracciones durante el tipo (1) de fraccionamientoTable 3. Composition of some fractions during type (1) of fractionation

*NA: No analizada * NA: Not analyzed

Tabla 4. Condiciones de separación tipo (2), Composición de las fases y rendimiento de los lípidos polaresTable 4. Conditions of separation type (2), composition of the phases and performance of polar lipids

Tabla 5. Composición de algunas fases durante el tipo (3) de fraccionamientoTable 5. Composition of some phases during type (3) of fractionation

Tabla 6. Composición de algunas fases durante la concentración de los lípidos polares desde la fase de “disolvente pesada” a la fase de “lípidos polares pesada” y separación de azúcar de un aceiteTable 6. Composition of some phases during the concentration of polar lipids from the "heavy solvent" phase to the "heavy polar lipid" phase and separation of sugar from an oil

Claims

1. A method for separating neutral and polar lipids from an oil from a biological material, characterized by fractionating the lipids using a mixture of a polar solvent comprising at least one carbon atom, water and an additional substance selected from the group consisting of : mono-, di- and oligosaccharides comprising from 3 to 10 monosaccharide units, said mixture containing at least 25% by weight of said polar solvent, said additional substance is present in an amount of at least 0.1% by weight calculated on the total weight of solvent, water and additional substance, where at least a part of said additional substance can be derived from the oil and dissolves in the mixture of solvent and water in the oil fractionation, where at least two fractions are formed liquids that have different densities, where one fraction is rich in polar lipids and another fraction is rich in neutral lipids.

The method according to claim 1, characterized in that said polar solvent is chosen from the following group: alcohols, ketones, esters, ethers and mixtures thereof.

3. The method according to claim 2, characterized in that said polar solvent is ethanol.

The method according to any of the preceding claims, characterized in that said mixture contains up to 20% by volume of a non-polar solvent.

The method according to claim 4, characterized in that said non-polar solvent is selected from the group consisting of: propane, butane and hexane.

6. The method according to any of the preceding claims, characterized in that said additional substance is sucrose.

The method according to any of claims 1-6, characterized in that said additional substance is present in an amount of at least 0.5, preferably at least 1 and more preferably at least 2% by weight, calculated on the total weight of solvent, water and additional substance.

The method according to any of the preceding claims, characterized in that said biological material oil is derived from plants, animals or microbiological species.

The method according to claim 8, characterized in that the oil is derived from cereal grains or leaves.

The method according to claim 9, characterized in that the oil is derived from oats.

The method according to claim 8, characterized in that the oil is derived from soybeans.

The method according to any of the preceding claims, characterized in that the oil is crude oil, totally or partially evaporated crude oil or in that the oil is previously fractionated.

The method according to any of the preceding claims, characterized by performing an additional fractionation step on said fraction rich in polar lipids and / or said fraction rich in neutral lipids, wherein solvent and / or water are added to the respective fraction of such that the concentration of solvent in the mixture is controlled to at least 50% by weight, preferably at least 58% by weight, more preferably at least 60% by weight, where the% by weight is calculated on the total weight of solvent , water and additional substance, wherein said mixture is separated into at least two fractions: a heavier fraction rich in lipids and very little or no amounts of said additional substance and a lighter fraction of solvent rich in solvent, water and said substance additional.

The method according to any of the preceding claims, characterized in that said at least two liquid fractions comprise:

- A solvent phase rich in polar lipids and having the lowest density, and

- A fraction of oil rich in neutral lipids and that has the highest density.

The method according to claim 14, characterized by concentrating the solvent fraction to recover a concentrated polar lipid fraction, for example, by evaporation or membrane filtration.

16. The method according to any of claims 1-13, characterized in that three liquid fractions are formed in the extraction:

- A light oil phase rich in neutral lipids and also containing solvent, water and relatively low amounts of said additional substance; said light oil phase having the lowest density, - an intermediate phase containing solvent, water and most of said additional substance, said intermediate phase having an intermediate density

- A heavy oil fraction rich in polar lipids and also containing solvent, water and relatively low amounts of said additional substance, said heavy oil fraction having the highest density.

17. The method according to claim 16, characterized in that said heavy oil fraction contains at least 25% polar lipids.

18. The method according to any of claims 1-13, characterized in that in the fractionation at least two liquid fractions and a solid fraction are formed:

- A light oil fraction rich in neutral lipids and also containing solvent, water and relatively low amounts of said additional substance; said light fraction of oil has the lowest density,

A heavy fraction of solvent rich in polar lipids containing said phase also solvent, water and said additional substance, said heavy fraction of solvent rich in polar lipids having the highest density, and

- A solid fraction between the light oil fraction and the heavy solvent fraction, said solid fraction containing proteins and starch.

19. The method according to claim 18, characterized in that in addition an intermediate solvent fraction containing solvent, water and most of said additional substance is formed, said intermediate fraction having an intermediate density.

20. The method according to claim 18 or 19, characterized by separating the heavy fraction of rich solvent in polar lipids of the other fractions and add ethanol to the heavy fraction of solvent until the concentration of ethanol in the mixture reaches a critical value, in which a heavy fraction of polar lipids rapidly precipitates and a light solvent phase is produced.

21. The method according to claim 20, characterized in that said oil is selected from oat oil and soy lecithin and in that said critical value is between 45 and 65% by weight of ethanol in said mixture.

22. The method according to claim 20 or 21, characterized in that said heavier phase formed rich in polar lipids contains at least 40% polar lipids.

23. An oil rich in polar lipids obtained from the fractionation of an oil of biological material according to the method of any of claims 1-22, said oil comprising a mixture of a polar solvent comprising at least one carbon atom and water, characterized because said oil contains at least 40, preferably at least 50% polar lipids calculated on the total amount of lipids in said oil and because the total amount of polar solvent and water in said oil is between 20 and 30% by weight.

24. An oil according to claim 23, characterized in that the polar solvent is ethanol and in that the ratio in% by weight between water and ethanol in said oil is between 30:70 and 50:50.

25. An oil according to claims 23 or 24, characterized in that the oil is oat oil containing DGDG (digalactocyl diglyceride) with two fatty acids and DGDG with more than two fatty acids (stolides) and because the oil contains more than 50% of DGDG with more than two fatty acids (stolides) calculated on the total amount of DGDG in said oil.