FR3108622A1 - Procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire - Google Patents

Procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire Download PDF

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Abstract

Procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire L’invention concerne un procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire avec double passage, en particulier de fractionnement entre l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque, ainsi que des compositions d’huiles de micro-organismes enrichies en acide eicosapentaénoïque ou en acide docosahexaénoïque obtenues par un tel procédé. A cet effet, l’invention concerne un procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire, en particulier de fractionnement entre l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque, caractérisé en ce qu’il comprend : (i) une étape de réaction entre une huile de micro-organismes comprenant des acides gras polyinsaturés omégas-3 sous forme de triglycérides et un alcool en présence d’un catalyseur chimique ou enzymatique, (ii) une première étape de distillation moléculaire sous vide poussé de l’huile issue de l’étape (i), dans un évaporateur à film raclé couplé à une colonne de rectification comportant au moins sept plateaux théoriques, et récupération d’un premier résidu et d’un premier distillat, (iii) une seconde étape de distillation moléculaire sous vide poussé, du résidu récupéré à l’étape (ii), dans ledit évaporateur à film raclé couplé à la colonne de rectification comportant au moins sept plateaux théoriques, et récupération d’un second résidu et d’un second distillat.

Description

Procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire
L’invention concerne un procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire avec double passage, en particulier de fractionnement entre l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque, ainsi que des compositions d’huiles de micro-organismes enrichies en acide eicosapentaénoïque ou en acide docosahexaénoïque obtenues par un tel procédé.
Depuis plusieurs années déjà, il est recommandé d’enrichir son régime alimentaire en acides gras polyinsaturés en raison de leur rôle bénéfique avéré dans bon nombre de réactions physiologiques et fonctions pharmaceutiques.
Parmi les acides gras polyinsaturés d’intérêt, on distingue ceux appartenant à la famille des omégas-3 tels que l’acide eicosapentaénoïque (EPA) et l’acide docosahexaénoïque (DHA) et ceux appartenant à la famille des omégas-6 tels que l’acide arachidonique (ARA).
Le DHA et l’EPA ont fait l’objet de nombreuses études physiologiques et l’on connaît aujourd’hui leur rôle essentiel à la fois chez le nourrisson, l’enfant et l’adulte. L’EPA est bien connu pour ces effets anti-inflammatoires via ses dérivés oxygénés. Il a aussi une activité thérapeutique bien reconnue contre les maladies cardio-vasculaires. Le DHA est quant à lui connu pour son rôle essentiel dans le développement du cerveau et de la rétine et dans la préservation des fonctions cognitives.
Les apports en EPA et en DHA à l’organisme peuvent se faire par un régime alimentaire d’origine marine, avec une consommation régulière de poissons. Cependant la quantité de poisson devant être consommée doit être importante pour obtenir les effets thérapeutiques attendus.
Une manière d’augmenter l’apport en acides gras polyinsaturés est de consommer des suppléments alimentaires ou des concentrés à base d’huile de poisson. Ces produits se présentent sous la forme d’huiles naturelles ou d’huiles concentrées en DHA ou en EPA sous forme de triglycérides ou sous forme d’esters éthyliques.
Cependant, au vu de la demande croissante en acides gras polyinsaturés, les huiles de poissons ne peuvent plus servir d’unique source. En outre, elles présentent des caractéristiques de goût et d’odeur déplaisantes pour de nombreux consommateurs, et des teneurs potentiellement élevées en cholestérol. Enfin, on constate une irrégularité en termes de production d’acides gras en fonction des saisons.
Il est devenu nécessaire d’identifier des alternatives aux huiles de poissons et de trouver d’autres sources pour la production d’acides gras.
Les micro-algues présentent elles aussi des teneurs élevées en acides gras polyinsaturés et représentent donc une source alternative intéressante. Certaines d’entre elles peuvent produire des quantités d’acides gras polyinsaturés représentant jusqu’à 40 à 50 % de leur biomasse. De plus, elles présentent l’avantage de pouvoir être cultivées en conditions contrôlées. Les micro-algues marines ne présentent pas les caractéristiques négatives d’odeur et de goût des huiles de poisson. Elles ne produisent pas non plus de cholestérol.
Par exemple, les micro-algues appartenant au genre des Thraustochytrium ou des Schizochytrium sont des sources riches en acides gras polyinsaturés à longue chaîne oméga-3. Certaines peuvent notamment produire entre 20 % et 35 % d'acide docosahexaénoïque, voire plus, en poids total d'acides gras (Hadley et al., 2017) (Hammond et al., 2001).
De telles micro-algues commencent à être aujourd’hui utilisées pour la production de compositions enrichies en DHA.
Parmi les sources capables de produire de l’EPA, on trouve les bactéries marines, telles que Shewanella sp, mais les conditions de culture rendent difficiles leur exploitation commerciale. On trouve également les champignons du genre Mortirella sp mais les rendements ne sont pas à ce jour en accord avec une production industrielle.
A ce jour, pour la production d’EPA, les micro-organismes sont cultivés en conditions photoautotrophiques, c’est-à-dire qui nécessitent de la lumière pour la croissance.
L’EPA produit par photoautotrophie se trouve incorporé dans les lipides membranaires, soit sous forme de Gglycolipides, mono- (MGDG) ou di- galactosyl diacylglycérol (DGDG) ou sulfo quinovosyl diacylglycérol (SQDG), soit sous forme de phospholipides, phosphatidyl glycérol, phosphatidyl choline ou phosphatidyl éthanolamine, soit encore sous forme d’acides gras libres. La forme triglycéride est peu représentée.
Cependant, la culture autotrophe des micro-organismes dans des bassins ouverts convient peu à une exploitation industrielle et intensive. Par ailleurs, l’extraction des lipides contenant l’EPA est une étape longue et faible en termes de rendement.
Une alternative à la culture en autotrophie est la culture en hétérotrophie. Celle-ci permet la production de biomasse dans des réacteurs fermés et en grande quantité. A ce jour, cette méthode est employée pour fournir une biomasse comme source de DHA. A titre d’exemple, les souches de Schizochytrium sp. sont bien connues pour produire des huiles sous forme de triglycérides contenant plus de 40% de DHA. L’extraction des triglycérides est relativement simple et s’opère par rupture enzymatique de la paroi cellulaire directement dans le fermenteur sans passer par une phase coûteuse de séchage de la biomasse pour une extraction lipidique. Le principal coût de production reste le sucre source de carbone.
Certaines variétés de micro-algues, telles que celles du genre Thraustochytrium et Schizochytrium, bien que recherchées principalement pour leur contenu en DHA, peuvent également contenir des quantités non négligeables d’EPA sous forme de triglycérides.
Il serait donc souhaitable de pouvoir concentrer, à partir de ces huiles, d’une part l’EPA et, d’autre part le DHA afin d’obtenir, séparément, des fractions enrichies en DHA et des fractions enrichies en EPA. Pour ce faire, il convient de tenir compte des capacités séparatives des méthodes d’obtention. En effet, l’EPA et le DHA se distinguent structurellement notamment par un ombre de deux atomes de carbones, l’EPA contenant 20 atomes de carbone et le DHA en contenant 22. Il est donc difficile de séparer ces deux composés.
Un but de l’invention est ainsi de proposer un procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence, en particulier de fractionnement entre l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque.
A cet effet, l’invention concerne le fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire, en particulier de fractionnement entre l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque, caractérisé en ce qu’il comprend :
(i) une étape de réaction entre une huile de micro-organismes comprenant des acides gras polyinsaturés oméga-3 sous forme de triglycérides et un alcool en présence d’un catalyseur chimique ou enzymatique,
(ii) une première étape de distillation moléculaire sous vide poussé de l’huile issue de l’étape (i), dans un évaporateur à film raclé couplé à une colonne de rectification comportant au moins sept plateaux théoriques, et récupération d’un premier résidu et d’un premier distillat,
(iii) une seconde étape de distillation moléculaire sous vide poussé, du résidu récupéré à l’étape (ii), dans ledit évaporateur à film raclé couplé à la colonne de rectification comportant au moins sept plateaux théoriques, et récupération d’un second résidu et d’un second distillat.
Le procédé selon l’invention permet la séparation et la concentration de l’EPA et du DHA. Le second résidu obtenu contient l’EPA et le second distillat contient le DHA.
Le procédé permet donc l’obtention de compositions enrichies en EPA d’une part, et de compositions enrichies en DHA d’autre part.
Comme le démontrera l’exemple qui suit, le procédé selon l’invention présente une bonne rentabilité en termes de concentration en EPA et en DHA, et est parfaitement compatible avec une industrialisation.
Ainsi, l’huile de départ est une huile qui a été obtenue à partir de micro-organismes cultivés en conditions hétérotrophes. Les acides gras polyinsaturés oméga-3 se trouvent sous forme de triglycérides, c’est-à-dire estérifiés sur le squelette glycérol. Une méthode pour concentrer ces acides gras consiste alors dans un premier temps à les libérer du glycérol.
L’étape (i) de réaction entre l’huile et un alcool en présence d’un catalyseur est une étape de transestérification qui va permettre l’obtention des acides gras sous une forme d’esters éthyliques (EE).
De manière préférée, la réaction de transestérification est réalisée avec de l’éthanol à titre d’alcool et de l’éthylate de sodium à titre de catalyseur.
Cette réaction se conduit à une température comprise entre 40 et 120 °C, préférentiellement entre 40 et 60°, durant un temps compris entre 1 et 12h, préférentiellement entre 1 à 2 h.
A la fin de la réaction, près de 100 % des acides gras sont sous la forme d’esters éthyliques.
Les éthyles esters d’acides gras formés peuvent alors être distillés par distillation moléculaire pour en recueillir la fraction concentrée en acides gras polyinsaturés lors de l’étape (ii).
La distillation sous vide poussé permet la séparation des esters éthyliques en fonction de leur volatilité. Celle-ci dépend de leur poids moléculaire et de la longueur des chaînes des acides gras.
Cette étape va permettre d’éliminer au maximum les acides gras dont la chaîne comporte moins de 20 atomes de carbone.
De manière importante, la distillation moléculaire est réalisée dans un évaporateur à film raclé couplé à une colonne de rectification comportant au moins sept plateaux théoriques. L’utilisation de la colonne de rectification à sept plateaux maximum permet d’éviter toute altération oxydative de l’EPA et du DHA et les paramètres appliqués doivent prévenir du risque d’isomérisation de l’EPA ou du DHA.
Les paramètres de distillation sont donc les suivants :
Vide de distillation de 0,01 à 0,20 mbar, préférentiellement moins de 0,1 mbar,
Température dans l’évaporateur à film raclé de 190 à 240°, préférentiellement 225°C,
Température dans le bas de colonne de 160 à 200°C., préférentiellement 190°C,
Température dans le haut de colonne de 130 à 200°C., préférentiellement 135°C.
Cette première étape de concentration permet donc d’obtenir un résidu riche en esters d’acides gras à chaînes longues et un distillat riche en esters d’acides gras à chaînes courtes. Cette première étape de distillation moléculaire n’est pas assez sélective pour fractionner des acides gras ayant simplement deux carbones de différence, tels que le DHA et l’EPA. Le résidu comprend donc de l’EPA et du DHA, généralement à une teneur respective de 20% et 50%, en poids.
Ainsi, de manière à séparer l’EPA et le DHA, en deux fractions distinctes et chacune valorisable, le résidu issu de l’étape (ii) est réinjecté dans l’évaporateur à film raclé couplé à la colonne de rectification comportant au moins sept plateaux théoriques pour une seconde étape de concentration par distillation moléculaire (iii).
Au cours de cette seconde étape de concentration par distillation moléculaire (iii) les températures de distillation sont ajustées afin de distiller un maximum d’EPA.
Les paramètres de distillation sont donc les suivants :
Vide de distillation de 0,01 à 0,10 mbar, préférentiellement moins de 0,05 mbar,
Température dans l’évaporateur à film raclé de 190 à 245°, préférentiellement 235°C,
Température dans le bas de colonne de 160 à 210°C., préférentiellement 202°C,
Température dans le haut de colonne de 130 à 200°C., préférentiellement 160°C.
Cette seconde étape de concentration permet donc d’obtenir un résidu riche en DHA et un distillat riche en EPA.
Ainsi, à l’issue du procédé selon l’invention, on obtient donc une fraction contenant au moins 600 mg/g d’esters éthyliques d’EPA d’une part, et une fraction contenant au moins 600 mg/g d’esters éthyliques de DHA d’autre part.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé comprend de plus, de manière optionnelle :
(iv) une étape de restructuration de monoglycérides, diglycérides et triglycérides d’acides gras polyinsaturés oméga-3 en présence d’enzyme et de glycérol,
(v) une étape de distillation moléculaire court trajet sous vide.
En effet, de manière optionnelle, les esters éthyliques d’acides gras contenus dans le résidu riche en DHA et dans le distillat riche en EPA obtenus après l’étape (iii) peuvent ensuite être convertis lors d’une étape (iv) de ré-estérification sous forme de triglycérides, de monoglycérides et de diglycérides.
Préférentiellement, l’enzyme utilisée lors de cette étape est une lipase, avantageusement une lipase B de Candida antarctica.
Cette réaction de ré-estérification se conduit à une température comprise entre 40 et 60 °C, durant un temps compris entre 15 et 30h, préférentiellement entre 20 et 25 h.
L'étape (iv) de restructuration des monoglycérides, diglycérides et triglycérides est alors suivie d'une étape (v) de distillation moléculaire à court trajet et sous vide poussé pour éliminer les esters éthyliques résiduels, les composés volatiles odorants mais également pour inactiver une potentielle activité enzymatique résiduelle. Cette étape permet de concentrer d’avantage la composition en monoglycérides, diglycérides et triglycérides.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend de plus, un (vi) ajout d’antioxydants.
L’étape (vi) d’ajout d’antioxydants est une étape également optionnelle qui a pour but d’améliorer la résistance à l’oxydation de la composition. Des antioxydants tels que le palmitate d’ascorbyle, l’extrait de romarin, les phospholipides, le tocophérol ou tout autre antioxydant connu de l’homme du métier peuvent être utilisés
Avantageusement, l’huile de micro-organismes de l’étape (i) est issue de micro-algues du genre Thraustochytrium, Schizochytrium, Nannochloropsis, Isochrysis, Phaeodactylum, Nitzchia, Staurosira, Crypthecodinium ou Ulkenia, préférentiellement du genre Schizochytrium.
Le procédé selon l’invention permet donc d’obtenir selon une nouvelle voie des huiles de micro-organismes enrichies en acides gras polyinsaturés omégas-3 et répond à la problématique de diversification de l’offre, des profils et des qualités d’huiles.
L’invention concerne ainsi encore, selon un premier mode de réalisation, une composition d’huile de micro-organismes enrichie en acides gras polyinsaturés, susceptible d’être obtenue par le procédé décrit précédemment, et qui se caractérise en ce qu’elle présente :
- une teneur en acide eicosapentaénoïque supérieure ou égale à 600 mg/g de composition,
- une teneur en acide docosahexaénoïque inférieure ou égale à 90 mg/g de composition.
Cette composition correspond au second distillat obtenu à l’issue du procédé de fractionnement selon l’invention, après mise en œuvre des deux étapes de distillation moléculaire.
Avantageusement, la composition comprend une teneur en acide eicosapentaénoïque supérieure ou égale à 650, préférentiellement à 700 mg/g de composition.
Avantageusement, la composition présente, de plus :
  • une teneur en acide arachidonique inférieure ou égale à 60 mg/g de composition.
La dégradation des acides gras à longue chaîne entraîne la formation de métabolites qui ont des effets sur des mécanismes tels que la coagulation, l'inflammation et l'immunité. La dégradation de l'acide arachidonique par le biais des lipoxygénases et des cycloxygénases produit des dérivés tels que des leucotriènes et des prostaglandines pro-inflammatoires alors que la dégradation de l’acide eicosapentaénoïque aboutit à des composés anti-inflammatoires. L’acide arachidonique (ARA) peut ainsi être considéré comme un antagoniste de l’EPA. C’est pourquoi la composition selon l’invention présente un profil avantageux puisque sa teneur en EPA est élevée et celle en ARA est faible.
Avantageusement encore, la composition présente de plus :
  • une teneur en acide docosapentaénoïque oméga-3 (DPA n-3) supérieure à la teneur en acide docosapentaénoïque oméga-6 (DPA n-6).
Si les acides gras polyinsaturés appartenant à la famille des omégas-3 ont fait l’objet de nombreuses études et publications scientifiques depuis plusieurs années, celles-ci ne concernaient en réalité que majoritairement l’EPA et le DHA. Aujourd’hui, l’intérêt de la communauté scientifique se tourne vers d’autres omégas-3, lesquels ont probablement des rôles clés et indépendants dans de nombreux mécanismes physiologiques. Ceci est par exemple le cas de l’acide docosapentaénoïque oméga-3 (DPA). Cet acide gras commence à faire l’objet de quelques études et paraît intéressant sur le plan nutritionnel notamment pour son action sur le cholestérol.
Par ailleurs, l’acide docosapentaénoïque oméga-6 (DPAn-6) est un acide gras que l’on retrouve dans le cerveau dans les cas de carences en DHA. Sa conformation moléculaire est très proche du DHA et peut alors prendre la place du DHA sans en avoir les effets. C’est un acide gras indésirable.
L’invention concerne ainsi encore, selon un second mode de réalisation, une composition d’huile de micro-organismes enrichie en acides gras polyinsaturés, susceptible d’être obtenue par le procédé décrit précédemment et qui se caractérise en ce qu’elle présente :
- une teneur en acide docosahexaénoïque supérieure ou égale à 600 mg/g de composition,
- une teneur en acide eicosapentaénoïque inférieure ou égale à 90 mg/g de composition.
Avantageusement, la composition comprend une teneur en acide docosahexaénoïque supérieure ou égale à 650, préférentiellement supérieure à 700 mg/g de composition.
Cette composition correspond au second résidu obtenu à l’issue du procédé de fractionnement selon l’invention.
Avantageusement encore, la composition selon le second mode de réalisation, présente un ratio entre l’acide docosapentaénoïque oméga-3 (DPA n-3) et l’acide eicosapentaénoïque (EPA) supérieur ou égal à 1.
Pour une application ciblée sur le cerveau, il est intéressant d’apporter de l’acide docosapentaénoïque oméga-3 (DPA n-3) car cet acide peut être considéré comme une forme de stockage pour produire du DHA. De plus, le DPA a un rôle dans la neuroprotection et est le précurseur de médiateurs lipidiques, par exemple les dérivés oxygénés tels que les résolvines et les neuroprotectines-DPAn-3. Une supplémentation en DPA n-3 permet également d’agir sur l’agrégation plaquettaire, sur le taux de triglycérides sanguin, le cholestérol, et la diminution du risque de maladie cardio vasculaire.
L’invention concerne encore, selon un troisième mode de réalisation, une composition d’huile de micro-organismes enrichie en acides gras polyinsaturés, susceptible d’être obtenue par le procédé décrit précédemment, et qui se caractérise en ce qu’elle contient, en pourcentage par rapport à la quantité totale des acides gras :
- 20% d’acide eicosapentaénoïque
- 50% d’acide docosahexaénoïque
- au moins 5% d’acide docosapentaénoïque oméga-3
Cette composition correspond au premier résidu obtenu à l’issue de l’étape (ii) du procédé de fractionnement selon l’invention.
De manière préférée, les acides gras polyinsaturés sont sous la forme d’esters éthyliques dans les compositions selon les premier, second et troisième modes de réalisation.
De manière alternative, les acides gras polyinsaturés sont sous la forme de glycérides dans les compositions selon les premier, second et troisième modes de réalisation.
La forme de triglycérides est obtenue uniquement lorsque le procédé selon l’invention comprend les étapes (iv) et (v) mentionnées précédemment.
Les compositions mentionnées précédemment, c’est-à-dire celles enrichies en EPA et celles enrichies en DHA, peuvent être mélangées entre elles afin de proposer des mélanges présentant des ratios variés en DHA et en EPA. Ces mélanges sont intéressants, car en fonction des applications nutritionnelles et physiologiques recherchées, les besoins en DHA et en EPA varient.
Pour la préparation de ces mélanges, les fractions sont mélangées et diluées dans une huile dépourvue de DHA et d’EPA. Il s’agira préférentiellement d’une huile végétale, telle qu’une huile de tournesol oélique.
Ainsi, l’invention concerne encore une composition d’huile de micro-organismes enrichie en acides gras polyinsaturés comprenant et présentant un ratio entre l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque choisi parmi les suivants : 10%/65% - 15%/65% - 20%/55% - 25%/50% - 30%/45% - 38%/38% - 45%/30% - 50%/25% - 58/20% - 65%/10% - 70%/8%.
Tout autre ratio peut bien entendu être envisagé et atteint, après dilution dans une huile dépourvue de DHA et d’EPA, tel que : 5% / 60% ; 10% / 40% ; 10% / 50% ; 30% / 30% ; 40% / 20% ; 40% / 30% ; 45% / 10% ; 50% / 25% ; 55% / 10% ; 60% / 10% ; 60% / 5%.
Avantageusement, ces compositions de mélanges présentent une teneur en acide arachidonique inférieure ou égale à 6%, en pourcentage par rapport à la quantité totale des acides gras, et une teneur en acide docosapentaénoïque oméga-3 supérieure à la teneur en acide docosapentaénoïque oméga-6.
Avantageusement, les compositions selon l’invention se présentent sous la forme d’un complément alimentaire ou d’une composition pharmaceutique, nutraceutique, alimentaire, notamment infantile.
L’invention sera mieux comprise à la lecture des exemples qui suivent.
Exemple 1 : fractionnement EPA/DHA par distillation moléculaire et obtention de compositions d’huile de micro-organismes enrichie en acide eicosapentaénoïque et en acide docosahexaénoïque
Cet exemple illustre le procédé selon l’invention et est mis en œuvre à partir d’une huile brute produite par la souche de micro-algues Schizochytrium sp commercialisée par la société DSM sous la marque Life’s DHA 60.
Le profil de l’huile est le suivant :
- 360 mg/g de DHA, en mg/g de composition,
- 184 mg/g d’EPA, en mg/g de composition,
- 94,1 % de triglycérides,
- 5,4% de diglycérides,
- 0,4% de monoglycérides.
L’objectif est ici au minimum de doubler la concentration en EPA et DHA.
Etape (i) : transestérification
Une réaction de transestérification est réalisée sur une biomasse de 19 kg d’huile de micro-algues à l’aide de 4,75 kg d’éthanol et de 222 g d’éthylate de sodium, dans un réacteur approprié.
La température de réaction est de 50°C et le temps de réaction est de 1h. A l’issue de la réaction, l’excès d’éthanol est évaporé sous vide, puis le mélange est refroidi à une température d’environ 30°C puis soumis à décantation durant 1h. La phase légère est récupérée puis le glycérol est vidangé. Une seconde décantation est réalisée durant 30 sec. Le glycérol et les monoglycérides résiduels sont vidangés.
Un lavage à l’eau acide est ensuite réalisé en ajoutant 3,2 kg d’eau déminéralisée contenant 76,4 g d’acide phosphorique (75%) sous agitation durant 20 sec. Le mélange est décanté durant 20 sec. et la phase aqueuse est vidangée. Il s’ensuit un séchage sous vide (pression < 90 mbar) à 60°C durant un temps supérieur à 2h.
A l’issue de cette étape l’huile contient 192 mg/g de EPA et 374 mg/g de DHA sous forme d’esters éthyliques.
Etape (ii) : première étape de distillation moléculaire
L’huile est ensuite conduite dans un dégazeur puis traverse un évaporateur à film raclé. Les vapeurs sont ensuite distillées au travers d’une colonne de rectification qui est couplée à l’évaporateur fourni par la société UIC GmbH. Le but est ici d’éliminer les acides gras les plus légers en conservant le DHA et l’EPA. La colonne utilisée contient sept plateaux théoriques. Le résidu de distillation est récupéré et représente la fraction enrichie en EPA et DHA.
Les conditions opérationnelles sont les suivantes : T° de l’évaporateur : 225°C ; Vide de la colonne de rectification : moins de 0,1 mbar ; Taux de reflux 70%, T° (bas de colonne) : 190°C., T° (haut de colonne) : 135°C.
A l’issue de cette étape, on obtient une fraction de résidu et une fraction de distillat. La fraction de résidu contient 256 mg/g d’EPA et 520 mg/g de DHA. Le rendement est de 68%.
Etape (iii) : seconde étape de distillation moléculaire
L’opération de l’étape (II) est reconduite sur le résidu. Celui-ci est donc reconduit dans le dégazeur puis traverse l’évaporateur à film raclé. Les vapeurs sont ensuite distillées au travers de la colonne de rectification couplée à l’évaporateur comme dans le cas de l’étape (ii) précédente. Le but est ici de séparer le DHA et l’EPA.
Les conditions opérationnelles sont les suivantes : T° de l’évaporateur : 235°C ; Vide de la colonne de rectification : moins de 0,05 mbar ; Taux de reflux 60%, T° (bas de colonne) : 202°C., T° (haut de colonne) : 160°C.
A l’issue de cette étape, on obtient une fraction de résidu et une fraction de distillat. La fraction de distillat contient 733 mg/g d’EPA et 70 mg/g de DHA. Le rendement de cette fraction est de 84% en EPA et de 4% en DHA. La fraction de résidu contient 706 mg/g de DHA et 83 mg/g d’EPA. Le rendement de cette fraction est de 93% en DHA et 22% en EPA.
Dans le Tableau 1 ci-dessous, le profil détaillé en acides gras des fractions de distillat et de résidu obtenues à l’issue de l’étape (iii) est indiqué (en mg/g de composition).
DISTILLAT RESIDU
C14 :0 0 0
C15 :0 0 0
C16 :0 5.3 0
C18 :0 13.5 0
C18 :1 n9 cis 27.6 0
C18 :2 n6 cis 2.6 0
C20 :0 12.2 3.5
C20 :3 n6 2.1 0.3
C21 :0 5.0 0
C20 :1 n7 0.0 0.3
C20 :4 n6 54.9 4.4
C20 :3 n3 5.9 0
INCONNU 0.0 0
INCONNU 1.8 0.8
C20 :4 n3 22.4 3.7
EPA 733.4 83.2
C22 :0 0 2.6
INCONNU 5.0 5.2
C22 :4 n6 0.0 0
C22 :5 n6 4.4 30.7
INCONNU 0.0 1.8
C22 :5 n3 5.9 85.3
DHA 70.1 730

Claims (17)

  1. Procédé de fractionnement d’acides gras à deux carbones de différence par distillation moléculaire, en particulier de fractionnement entre l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque, caractérisé en ce qu’il comprend :
    (i) une étape de réaction entre une huile de micro-organismes comprenant des acides gras polyinsaturés oméga-3 sous forme de triglycérides et un alcool en présence d’un catalyseur chimique ou enzymatique,
    (ii) une première étape de distillation moléculaire sous vide poussé de l’huile issue de l’étape (i), dans un évaporateur à film raclé couplé à une colonne de rectification comportant au moins sept plateaux théoriques, et récupération d’un premier résidu et d’un premier distillat,
    (iii) une seconde étape de distillation moléculaire sous vide poussé, du résidu récupéré à l’étape (ii), dans ledit évaporateur à film raclé couplé à la colonne de rectification comportant au moins sept plateaux théoriques, et récupération d’un second résidu et d’un second distillat.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres de distillation de l’étape (ii) sont les suivants :
    Vide de distillation de 0,01 à 0,20 mbar, préférentiellement moins de 0,1 mbar,
    Température dans l’évaporateur à film raclé de 190 à 240°, préférentiellement 225°C,
    Température dans le bas de colonne de 160 à 200°C., préférentiellement 190°C,
    Température dans le haut de colonne de 130 à 200°C., préférentiellement 135°C.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les paramètres de distillation de l’étape (iii) sont les suivants :
    Vide de distillation de 0,01 à 0,10 mbar, préférentiellement moins de 0,05 mbar,
    Température dans l’évaporateur à film raclé de 190 à 245°, préférentiellement 235°C,
    Température dans le bas de colonne de 160 à 210°C., préférentiellement 202°C,
    Température dans le haut de colonne de 130 à 200°C., préférentiellement 160°C.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend de plus, de manière optionnelle :
    (iv) une étape de restructuration de monoglycérides, diglycérides et triglycérides d’acides gras polyinsaturés omégas-3 en présence d’enzyme et de glycérol,
    (v) une étape de distillation moléculaire court trajet sous vide.
  5. Composition d’huile de micro-organismes enrichie en acides gras polyinsaturés obtenue par le procédé décrit dans l’une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu’elle présente :
    - une teneur en acide eicosapentaénoïque supérieure ou égale à 600 mg/g de composition,
    - une teneur en acide docosahexaénoïque inférieure ou égale à 90 mg/g de composition.
  6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce qu’elle présente une teneur en acide eicosapentaénoïque supérieure ou égale à 650, préférentiellement supérieure ou égale à 700 mg/g de composition.
  7. Composition selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce qu’elle présente une teneur en acide arachidonique inférieure ou égale à 60 mg/g de composition.
  8. Composition selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce qu’elle présente, de plus, une teneur en acide docosapentaénoïque oméga-3 supérieure à la teneur en acide docosapentaénoïque oméga-6.
  9. Composition d’huile de micro-organismes enrichie en acides gras polyinsaturés, obtenue par le procédé décrit dans l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu’elle présente :
    - une teneur en acide docosahexaénoïque supérieure ou égale à 600 mg/g de composition,
    - une teneur en acide eicosapentaénoïque inférieure ou égale à 90 mg/g de composition.
  10. Composition selon la revendication 9, caractérisée en ce qu’elle présente une teneur en acide docosahexaénoïque supérieure ou égale à 650, préférentiellement supérieure ou égale à 700 mg/g de composition.
  11. Composition selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce qu’elle présente, de plus, un ratio entre l’acide docosapentaénoïque oméga-3 et l’acide eicosapentaénoïque supérieur ou égal à 1.
  12. Composition d’huile de micro-organismes enrichie en acides gras polyinsaturés obtenue par le procédé décrit dans l’une des revendications précédentes, qui se caractérise en ce qu’elle contient, en pourcentage par rapport à la quantité totale des acides gras :
    • 20% d’acide eicosapentaénoïque
    • 50% d’acide docosahexaénoïque
    • Au moins 5% d’acide docosapentaénoïque oméga-3.
  13. Composition selon l’une des revendications 5 à 12, caractérisée en ce que les acides gras polyinsaturés sont sous la forme d’ester éthyliques.
  14. Composition selon l’une des revendications 5 à 12, caractérisée en ce que les acides gras polyinsaturés sont sous la forme de glycérides.
  15. Composition d’huile de micro-organismes enrichie en acides gras polyinsaturés, caractérisée en ce qu’elle présente un ratio entre l’acide eicosapentaénoïque et l’acide docosahexaénoïque choisi parmi les suivants : 10%/65% - 15%/65% - 20%/55% - 25%/50% - 30%/45% - 38%/38% - 45%/30% - 50%/25% - 58/20% - 65%/10% - 70%/8%.
  16. Composition selon la revendication 15, caractérisée en ce qu’elle présente une teneur en acide arachidonique inférieure ou égale à 6%, en pourcentage par rapport à la quantité totale des acides gras, et une teneur en acide docosapentaénoïque oméga-3 supérieure à la teneur en acide docosapentaénoïque oméga-6.
  17. Composition selon l’une des revendications 5 à 16, caractérisée en ce qu’elle se présente sous la forme d’un complément alimentaire ou d’une composition pharmaceutique, nutraceutique, alimentaire, notamment infantile.
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