JP4642341B2 - 植物油から少量成分を抽出及び単離する方法 - Google Patents
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Description
カロテン類、トコール類及びスクアレンは、長い間、抗酸化特性を示すことで知られ、それらは、サプルメントや栄養剤として医薬品に、並びにファインケミカル製品に広く使用されている。サメの肝油中に広く見出されるスクアレンは、パーム油中にも存在し、化粧品並びに補助食品中の価値ある構成成分である。ステロール類は、医薬品におけるステロイド誘導体として使用されることができる。パーム油中に存在する主要なステロールであるβ−シトステロールは、低コレステロール作用を有することが分かっている。
本発明の分野の技術者に知られている更なる抽出法は、米国特許第2,432,021号に開示された溶剤抽出法;分子蒸留法;溶剤分画法;及び米国特許第5,157,132号及び英国特許第2,160,874号に開示された吸着法である。
植物油は、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びブタノールのような低級アルコールでエステル化されて、グリセロール、脂肪酸アルキルエステル、カロテン類、トコール類、スクアレン、及びステロール類の混合物を与える。それら少量成分は、その混合物の油相中に含有され、次いで、グリセロールから分離される。
集められた濃厚物は、非極性溶剤、又は非極性溶剤と極性溶剤との混合液であって非極性溶剤が主要構成成分である混合液中に溶解され、そして選択的吸着剤上に吸着される。順相シリカゲル、逆相シリカゲル又は中性アルミナ、又はポリエチレングリコールやポリアクリル酸多価アルコールのようなポリマー吸着剤、特にC18シリカゲルのような異なるタイプの吸着剤が用いられることができる。少量成分は、使用される吸着剤のタイプに依存して一定の溶剤混合液によりその吸着剤から抽出及び脱着される。少量成分を脱着するため並びに運ぶために使用される溶剤は、エタノール、イソプロパノール、メタノール又はブタノールのような極性溶剤、及びヘキサン、ヘプタン、酢酸エチル、イソオクタン、又はシクロヘキサンのような非極性溶剤からなることができる。
上記の方法は、個別のカロテン(即ち、β−カロテン、α−カロテン、リコペン、フィトエン及びフィトフルエン)、トコール(α−、γ−及びδ−トコフェロール及びトコトリエノール)、及びステロール(β−シトステロール)を植物油から単離するにも適用できる。そのような個別の化合物の単離は、運転圧力が0.2〜1000バールであることができる、最初の抽出の拡張、又は、カロテン類、トコール類又はステロール類が豊富な何らかの供給源からの最初の抽出の拡張である。
この方法による個別のカロテン、トコール及びステロールの単離は、それら化合物を含有するあらゆる供給源からの濃厚物又は生成物から抽出された画分を使用しても行うことができることが理解されなければならない。
以下は、カロテン類、トコール類、スクアレンのような炭化水素類、及びステロール類の異なる吸着剤による回収の実施例による説明である。
粗製パーム油の2%塩基触媒及びメタノールでのアルコールエステル化から誘導された粗製パーム油メチルエステル及びパーム油少量成分が200℃未満の温度及び150mmトル以下の圧力で分子蒸留に付され、5%カロテン、0.5%トコール類、0.7%スクアレン及び0.7%ステロール類の組成を有する濃厚物を与えた。
上記濃厚物の1.4gサンプルが10mLのヘキサン中に溶解され、そして順相シリカゲルが詰められた12cm長で4cm内径のカラムの上部に加えられた。送入物の吸着剤に対する比率は23g/kgであった。ヘキサン:IPA(99.5:0.5)を有するヘキサンとIPAの混合液が1バール以下の圧力でそのカラムに加えられた。画分が集められ、スクアレンが最初に溶出した。その後にカロテン類とトコール類が続き、最後がフィトステロール類であった。集められた画分中の溶剤が回転蒸発された。スクアレン画分中のスクアレンの濃度はガスクロマトグラフィー(GC)で7%と測定され、カロテン画分中のカロテン類はUV分光分析で約24%と測定された。トコール類は、250mm×46mm内径の寸法を有するシリカ60Aカラム及び蛍光検出器でのHPLCによって測定された。流動相は、ヘキサン:THF:IPA(1000:60:4)であった。トコール画分中のトコール類の濃度は約62%であった。GCでフィトステロール類の組成が測定され、ステロール類の画分中に約29%のステロール類であった。
実施例1と同じやり方で得られ実施例1と同じ組成を有する1.4g濃厚物が10mLのヘキサン中に溶解され、そして順相シリカゲルが詰められた12cm長で4cm内径のカラムの上部に加えられた。次いで、ヘキサン:IPA(99.5:0.5)の混合液が1バール未満の圧力でそのカラムに加えられた。画分が集められ、それらそれぞれの画分における少量成分の濃度は、カロテン類が28%で87%回収率、トコール類が71%で38%回収率、そしてステロール類が6%であった。
実施例1と同じやり方で得られた2.5gの濃厚物がヘキサン中に溶解され、そして順相シリカゲルが詰められた12cm長で4cm内径のカラムの上部に加えられた。ヘキサン:エタノール(99.5:0.5)の混合液が1バール未満の圧力で加えられ、少量成分が溶出された。集められた画分は、カロテン及びトコール含有量について測定された。43%のカロテン類が45%のカロテン類を含む画分から回収された。トコール類の画分では、トコール類の濃度は100%であると測定され、その特定の画分からの回収率は8%であった。
実施例1と同じやり方で得られた0.5gの濃厚物が、逆相C18シリカゲルが詰められた7.5cm長で4cm内径のカラムの上部に加えられた。エタノール:ヘキサン(60:40)が1バール未満の圧力でそのカラムの上部に加えられ少量成分が溶出された。しかしながら、エタノール:ヘキサンの範囲は、他の条件に依存して90:10まで変えることができる。ステロール類及びトコール類が最初に溶出し、それらの濃度は各々4%と3%であった。ステロール類の回収率は72%で、トコール類の回収率は75%であった。カロテン類及びスクアレンは、後の方の画分に溶出し、カロテン類の濃度は、それらが豊富な画分中で27%であり、スクアレンの濃度は4%で回収率は40%であった。
実施例1と同じやり方で得られた1.3gの濃厚物がヘキサン中に溶解され、そして12cm長で4cm内径のシリカカラムの上部に加えられた。ヘキサン:エタノール(99.5:0.5)の混合液が1バール未満の圧力でそのカラムの上部に加えられ、少量成分が脱着された。集められた画分が測定され、次の結果が得られた。
実施例1と同じやり方で得られた1.5gの濃厚物がヘキサン中に溶解され、そしてシリカが詰められた12cm長で4cm内径のカラムの上部に加えられた。ヘキサン:IPA(99.5:0.5)の混合液が0.5バール未満の圧力でそのカラムの上部に加えられ、少量成分が脱着された。集められた画分が測定され、次の結果が得られた。
実施例1と同じやり方で得られた1.6gの濃厚物がヘキサン中に溶解され、そして12cm長で4cm内径のC18カラムの上部に加えられた。エタノール:ヘキサン(60:40)の混合液が1バール未満の圧力でその上部に加えられ、少量成分が脱着された。回収されたカロテンの組成は14%で回収率は12%であった。
ビタミンEが豊富な2.9gの濃厚物が、12cm長で40mm内径のシリカカラムの
上部に加えられた。ヘキサン:酢酸エチル(80:20)が0.5バール未満の圧力で加えられ、個別のビタミンEが溶出された。α−トコフェロール(α−T)が最初に溶出し、続いて、α−トコトリエノール(α−T3 )、γ−トコフェロール(γ−T)、γ−トコトリエノール(γ−T3 )が溶出し、及び最後にδ−トコトリエノール(δ−T3 )が溶出した。集められたそれぞれのトコール類の純度は次の通りであった。
ビタミンEが豊富な2.5gの濃厚物が、12cm長で40mm内径のシリカカラムに充填された。ヘキサン:酢酸エチル(86:14)が0.5バール未満の圧力で加えられビタミンEが溶出された。集められたそれぞれのトコール類の純度は次の通りであった。
実施例1と同じやり方で得られた0.8gの濃厚物がヘキサン中に溶解され、そして25cm長で20cm内径のシリカカラムに充填された。ヘキサン:IPA(98:2)の混合液が1500psi未満の圧力でそのカラムに加えられ少量成分が脱着された。スクアレンが最初に集められ、カロテン類、ビタミンE、ステロール類に続き、最後に未反応ジグリセリドが続いた。集められた画分の組成は次の通りであった。
実施例1と同じやり方で得られた1.6gの濃厚物が、シリカが詰められた7cm長で13cm内径のカラムに充填された。100%ヘキサンが1バール未満の圧力でその上部に加えられ少量成分が脱着された。最初に集められた画分はスクアレンからなり、第2画分はカロテンからなった。カロテン画分を集めた後、移動相の極性が、イソプロパノールを使用して、ヘキサン中2%IPAで始めて5%IPAまで徐々に上げられた。後に集められた画分はビタミンEに続いてステロール類からなった。これら画分の組成及び回収率は次の通りであった。
40mm内径のカラムが6.6cm長の順相シリカで詰められ、そして0.9cmの酸処理 Florisil でその上部を積み上げた。シリカと酸処理 Florisil は互いに一層の濾紙で分離された。実施例1と同じやり方で得られた1.3gの濃厚物が、このカラムの上部に加えられた。送入物の吸着剤に対する比率は43g/kgであった。その濃厚物は、0.3%のスクアレン、3%のカロテン、1%のビタミンE、0.6%のステロール類、及び4%のモノグリセリドからなった。ヘキサン:IPA(99.5:0.5)が1バール未満の圧力でそのカラムの上部に加えられ、少量成分が脱着された。4つの画分が集められた。この実験全体でかかった時間は20分未満であった。第1画分は34%のスクアレンからなる無色物で80%の回収率であった。第2画分は83%のカロテンからなる赤色物で53%の回収率であり、第3画分は3%のビタミンEからなる橙色物で87%の回収率であった。最後の画分は2%のステロールからなる無色物であった。この最後の画分を集めた後、酸処理 Florisil 中の残渣がIPAを使用して抽出された。この残渣は30%の
40mm内径のカラムが6.8cm長の順相シリカで詰められ、そして0.7cmのポリエチレングリコールでその上部を積み上げた。シリカとそのポリマーは互いに一層の濾紙で分離された。実施例1と同じやり方で得られた1.3gの濃厚物が、このカラムの上部に加えられた。その濃厚物は、0.4%のスクアレン、3%のカロテン、4%のビタミンE、0.1%のステロール類、及び5%のモノグリセリドからなった。ヘキサン:IPA(99.5:0.5)が1バール未満の圧力でそのカラムの上部に加えられ、少量成分が脱着された。5つの画分が集められた。第1画分は30%のスクアレンからなる無色物で53%の回収率であった。第2画分は40%のカロテンからなる赤色物で80%の回収率であり、第3画分は10%のビタミンEからなる橙色物で85%の回収率であった。第4画分は1%のステロールからなる無色物で35%の回収率であった。最後の画分は75%のジグリセリドからなり80%の回収率であった。この最後の画分を集めた後、ポリマー中の残渣がIPAを使用して抽出された。この残渣は6%のモノグリセリドからなった。
40mm内径のカラムが6.9cm長の順相シリカで詰められ、そして0.6cmのポリアクリル酸多価アルコールでその上部を積み上げた。シリカとポリマーは互いに一層の濾紙で分けられた。実施例1と同じやり方で得られた1.3gの濃厚物が、このカラムの上部に加えられた。その濃厚物は、0.4%のスクアレン、3%のカロテン、4%のビタミンE、0.1%のステロール類、及び5%のモノグリセリドからなった。ヘキサン:IPA(99.5:0.5)が1バール未満の圧力でそのカラムの上部に加えられ、少量成分が脱着された。5つの画分が集められた。第1画分は30%のスクアレンからなる無色物で70%の回収率であった。第2画分は34%のカロテンからなる赤色物で60%の回収率であり、第3画分は10%のビタミンEからなる橙色物で60%の回収率であった。第4画分は0.7%のステロールからなる無色物で100%の回収率で、最後の画分は60%のジグリセリドからなり90%の回収率であった。この最後の画分を集めた後、ポリマー中の残渣がIPAを使用して抽出された。この残渣は30%のモノグリセリドからなった。
実施例1と同じやり方で得られた1.3g濃厚物がヘキサン中に溶解され、そして7.5cm長で4cm内径のシリカカラムの上部に加えられた。ヘキサン:IPA(99.5:0.5)の混合液が2バール未満の圧力でそのカラムの上部に加えられ、18mL/分の流速で少量成分が脱着された。集められた画分は、次の通りに測定された。
実施例1と同じやり方で得られた1.5g濃厚物がヘキサン中に溶解され、そして12cm長で4cm内径のシリカカラムの上部に加えられた。ヘキサン:IPA(99.5:0.5)の混合液が少なくとも0.5バールの圧力でそのカラムの上部に加えられ、少量成分が脱着された。集められた画分は、次の通りに測定された。
実施例1と同じやり方で得られた0.5gの濃厚物がジクロロメタン中に溶解され、そして25cm長で20cm内径のRP C18カラムに充填された。アセトニトリル:ジクロロメタン(89:11)の混合液が1500psi未満の圧力でそのカラムに加えられカロテンが脱着された。それらそれぞれのUV−可視吸収極大に基づいて4つの画分が集められた。500nmのUV−可視吸収極大を有する第1画分は98%のリコペンで80%の回収率であった。第2画分はα−カロテンからなり、第3画分はβ−カロテンからなった。286nmのUV−可視吸収極大を有する集められた最後の画分は、95%のフィトエンで80%の回収率であった。
第1抽出液から得られた0.2gの富ステロール類画分がメタノール中に溶解され、そして25cm長で20mm内径のRP C18カラムに充填された。メタノール:水:酢酸(98:1:1)の混合液が1500psi未満の圧力でそのカラムに加えられ、ステロール類が脱着された。5つの画分が集められ、最後の画分が98%を越える純度のβ−シトステロールからなった。この化合物の回収率は60%を越えた。
これまで、本発明が一定の好ましい態様との関連で説明され、そして多くの委細が例示の目的で示されてきたが、当業者は、追加の態様が可能であり、また、本明細書に記載された一定の委細が本発明の基本的原理から逸脱することなくかなり変動され得ることが分かるであろう。
Claims (12)
- スクアレン、カロテン類、トコール類及びステロール類を含んでなる少量成分を粗製植物油から等溶剤強度下で単離する方法であって:
(a) 該粗製植物油をアルコールでエステル化して、グリセロール、脂肪酸エステル及び該少量成分の混合物を提供し;
(b) 該グリセロールから、該少量成分を含有する該エステル相を集め;
(c) 該エステル相を室温〜200℃の温度及び0〜150mmトルの圧力で蒸留して、スクアレン、カロテン類、トコール類及びステロール類の濃厚物を提供し;
(d) 該濃厚物を、非極性溶剤と極性溶剤との混合液であって非極性溶剤の極性溶剤に対する比率が90:10〜99.5:0.5である混合液で0.2〜50バールの圧力下で希釈し;
(e) 工程(d) から得られた濃厚物を吸着剤上に吸着させ;
(f) 工程(e) から得られた濃厚物からの、ヘキサンとイソプロパノールとの混合液であってヘキサンのイソプロパノールに対する比率が98:2〜99.5:0.5である混合液を0.2〜50バールの圧力下で使用する等溶剤強度下での該少量成分の脱着によって、該少量成分を抽出し;そして
(g) 該少量成分を前記混合液によって更に脱着する
工程を含んでなる方法。 - 請求項1記載の方法であって、該粗製植物油がパーム油である方法。
- 請求項1又は2記載の方法であって、工程(a) のアルコールが低級アルコールである方法。
- 請求項3記載の方法であって、低級アルコールが、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びブタノールから選択される方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法であって、工程(e) で使用される吸着剤が、順相シリカゲル、逆相シリカゲル、中性アルミナ、又はポリマー吸着剤から選択される方法。
- 請求項5記載の方法であって、シリカゲルがC18シリカゲルである方法。
- 請求項5記載の方法であって、該ポリマー吸着剤がポリエチレングリコール又はポリアクリル酸多価アルコールである方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法であって、工程(d)において使用される該非極性溶剤が、ヘキサン、ヘプタン、ジクロロメタン、シクロヘキサン、石油エーテル、酢酸エチル、又はイソオクタンから選択される方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法であって、工程(d)において使用される該極性溶剤が、エタノール、イソプロパノール、メタノール、ブタノール又はアセトニトリルから選択される方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法であって、工程(g) から得られた成分が、等溶剤強度及び等圧条件下で0.2〜1000バールの圧力下で更に抽出され、該更なる抽出が:
(A) 該成分を吸着剤上に吸着させ;そして
(B) 工程(A) で得られた該混合物を極性溶剤と非極性溶剤との混合液で脱着する
工程を含んでなる方法。 - 請求項10記載の方法であって、工程(B) で使用される該非極性溶剤が、ヘキサン、ヘプタン、酢酸エチル、イソオクタン、又は石油エーテルから選択される方法。
- 請求項10記載の方法であって、工程(B) で使用される該極性溶剤が、エタノール、イソプロパノール、メタノール、ブタノール、酢酸エチル、又はアセトニトリルから選択される方法。
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