KR100619651B1 - 공액 리놀레산 조성물 - Google Patents

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Abstract

공액 리놀레산을 함유하는 신규의 조성물은 동물 사료 및 사람의 식이 보조제로 유용하다. 리놀레산을 그의 공액 형태로 전환시켜 얻어진 조성물은 종래의 공액 리놀레산 생산품과 비교해서 일부 비정상적인 이성질체가 적게 포함되어 있다.
공액 리놀레산, 옥타데카디엔산 이성질체.

Description

공액 리놀레산 조성물 {Conjugated Linoleic Acid Compositions}
본 발명은 사람 및 동물의 영양학 분야, 특히 공액 리놀레산 (CLA)의 일부 신규 조성물에 관한 것이다. 이 조성물은 9,12-리놀레산의 이성질화를 제어하는 신규의 방법에 따라 제조된다.
1978년에 위스콘신 대학의 연구자들이 돌연변이 억제를 나타내는 조리된 소고기에 포함된 물질이 무엇인지 발견하였다. 이 물질은 공액성 이중 결합이 있는 리놀레산의 위치 이성질체의 혼합물 (C18:2)로 밝혀졌다. c9,t11 및 t10,c12 이성질체가 가장 많이 존재하지만, 어느 이성질체가 생물학적 활성을 나타내는 것인지는 확실하지 않다. 표지된 흡수 연구로부터, 9,11 이성질체가 다소 바람직하게 흡수되고 동물 조직의 인지질 분획에 포함되어 있으며, 10,12 이성질체는 소량을 나타내는 것으로 밝혀졌다 [Ha, et al., Cancer Res., 50:1097 (1991) 참조].
공액 리놀레산 (용어 CLA)과 관련된 생물학적 활성은 다양하고 복잡하다. 현재 진행 중인 몇몇 전임상 및 임상 연구가 생리학적, 생화학적 작용 방법에 대해 새로이 밝히고는 있으나, 작용 메카니즘에 대해서 거의 알려져 있지 않다. CLA의 항암 성질에 대해서는 잘 알려져 있다. CLA의 투여는 문헌 [HA, et al., Cancer Res., 52:2035s (1992)]에 기재된 바와 같이 쥐의 유방의 종양 발생을 억제한다. 문헌 [Ha, et al., Cancer Res., 50:1097 (1990)]에는 쥐의 전위 종양 모델에서 비슷한 결과가 보고되어 있다. CLA는 또한 시험관내에서 표적이 되는 사람의 흑색종, 직장결장 및 유방암 세포에 대한 강한 세포 독성제인 것으로 밝혀졌다. 최근의 주요 개론문은 개별적인 연구로부터 이끌어 낸 결론을 확립하였다 [Ip, Am. J. Clin. Nutr., 66 (6 Supp):1523s (1997)].
CLA 작용의 메카니즘은 여전히 불확실하지만, 최소한 생체내에서는 면역 체계의 일부 성분이 관여된 것으로 볼 수 있는 증거가 있다. 본 명세서에 그 언급만으로도 포함되는 Cook 등의 미국 특허 제5,585,400호에는 CLA를 함유하는 음식물을 투여함으로써 타입 I 또는 IgE 과민 반응에 의해 매개되는 동물 내 알레르기 반응을 감소시키는 방법이 기재되어 있다. 약 0.1 내지 1.0% 농도의 CLA 역시 백혈구의 보존에 있어서 효과적인 보조제로 밝혀졌다. 본 명세서에 그 언급만으로도 포함되는 Cook 등의 미국 특허 제5,674,901호에는 CLA를 유리산 또는 염 형태로 경구 또는 비경구 투여하는 것이 세포 매개 면역과 관련 있는 CD-4 및 CD-8 림프구 하위 군의 증가를 가져 오는 것으로 기재되어 있다. CLA를 투여한 동물에 있어서, 외인성 종양 괴사 인자를 사용하여 선처리함으로써 발생하는 유해한 영향은 CD-4 및 CD-8 세포 수치를 상승 또는 유지함으로써 경감시킬 수 있다. 마지막으로, 본 명세서에 그 언급만으로도 포함되는 미국 특허 제5,430,066호에는 면역 자극에 의한 체중 감소 및 식욕 부진을 방지하는 데 있어서의 CLA의 효과가 기재되어 있다.
상기에 기재한 바와 같이 CLA의 치료적, 약학적 용도의 가능성과는 별도로, CLA를 식이 보조제로서 영양학적으로 사용하는 것을 고려해보려는 여러 시도가 있 어왔다. CLA는 신체 조성에 상당한 전반적인 영향, 특히 비만 및 결핍 조직을 재분배하는 것으로 밝혀졌다. 본 명세서에 그 언급만으로도 포함되는 미국 특허 제5,554,646호 (Cook, et al.)에는 0.5%의 CLA가 함유된 음식물을 돼지, 쥐 및 사람이 먹게 하는, 식이 보조제로서 CLA를 사용하는 방법이 기재되어 있다. 각각의 종에 있어서, 지방 함량에서의 상당한 감소가 관찰되었으며, 이 때 단백질의 증가가 수반되었다. 흥미로운 것은 이러한 동물에 있어서, CLA의 첨가로 인한 음식물의 지방산 함량의 증가가 체중의 증가를 가져오지는 않았으며, 체내 비만 및 결핍된 곳의 재분배와 관련이 있다는 점이다. 또다른 흥미로운 식이 현상은 CLA 보충이 사료의 전환율에 영향을 미친다는 것이다. 본 명세서에 그 언급만으로도 포함되는 미국 특허 제5,428,072호 (Cook, et al.)는 CLA를 동물 사료 (조류 및 포유류)에 혼합하였더니 사료 전환 효율이 증가하여 CLA를 보충한 동물에게 더 많은 체중 증가가 있었음을 나타내는 데이타를 제공한다. 식용 동물 사육자에게 있어서 CLA의 보충이 가져올 수 있는 유리한 효과가 있음은 명백하다.
그의 초기 상업적인 가능성이 예견되는 CLA에 대한 흥미로운 또다른 중요한 공급원은 사람 및 동물 등에 의해 소비되는 음식 및 사료에서 천연적으로 생성된다는 것이다. 특히 CLA는 반추 동물로부터 얻어지는 생산물에 풍부하다. 예를 들면, 몇몇 연구는 다양한 낙농품에서 CLA를 조사함으로써 행하였다. 문헌 [Aneja, et al., J. Dairy Sci., 43:231 (1990)]에서는 우유를 요구르트로 가공한 결과 CLA가 농축된 것이 관찰되어 있다. 문헌 [Shanta, et al., Food Chem., 47:257 (1993)]에는 가공 온도 및 유장의 첨가를 함께 증가시켰더니 가공된 치즈를 제조하 는 동안 CLA의 농도가 증가되었음을 밝히고 있다. 별개의 연구로, 문헌 [Shanta, et al., J. Food Sci., 60:695 (1995)]에는 가공 및 저장 조건이 감지할 수 있을 정도로 CLA의 농도를 감소시키지는 않았지만, 어떠한 증가도 관찰되지 않았음을 보고하고 있다. 사실, 몇몇 연구는 계절간, 또는 동물간의 변화가 우유의 CLA 함량에서 3배 정도까지의 차이를 낼 수 있음을 시사하고 있다 [Parodi, et al., J. Dairy Sci., 60:1550 (1977)]. 또한 문헌 [Chin, et al., J. Food Camp. Anal., 5:185 (1992)]에 기재된 바와 같이 음식물 인자도 CLA 함량의 변화와 관계가 있었다. 이러한 천연 공급원에서의 CLA 함량의 변화로 인해 다양한 음식물의 지정된 양의 섭취가 원하는 영양적인 효과를 얻을 수 있도록 개인 또는 동물이 필요로 하는 최적의 투여량이라는 것을 보장하지는 않는다.
리놀레산은 생지질의 중요한 성분이며, 상당량의 트리글리세라이드 및 인지질을 포함하고 있다. 리놀레산은 자가합성되지 않으므로 동물이 외부 음식물 공급원으로부터 반드시 얻어야 함을 의미하는 "필수" 지방산으로 알려져 있다. 리놀레산이 CLA 형태로 혼입되면 CLA가 비공액 리놀레산이 이동한 지질 위치로 직접 치환될 수 있다. 그러나 이것은 증명된 것은 아니며, 매우 유익하지만 설명되지 않은 관찰된 효과의 일부는 지질 구조내에서의 CLA의 재배치로부터 기인하는 것일 수 있으며, CLA가 재배치되지 않았다면 비공액 리놀레산이 이 부위에서 이동하지 않았을 것이다. 특히 낙농품에서 동물 CLA의 하나의 공급원은 먼저 천연 리놀레산을 CLA로 이성질화한 후 반추위 공동으로 그것을 분비하는, 리놀레산에 대한 일부 반추위 박테리아의 생화학적 작용으로부터 기인하는 것임은 분명하다. Kepler 등은 리놀레산의 생수소화에서 중간체로서의 9,11-CLA의 형성을 촉매하는 반추 박테리아인 부티리비브리오 피브리솔벤스 (Butyrivibrio fibrisolvens)를 단리하였다 [Kepler, et al., J. Nutrition, 56:1191 (1966)]. Chin 등은 세균이 없는 대응하는 쥐는 CLA를 생산하지 않으므로 설치류의 조직에서 발견되는 CLA는 박테리아와 관계가 있음을 추가로 밝혀냈다.
치료적, 영양적 용도를 위한 CLA의 결정된 상업적 공급원의 개발에서는 대량의 결정된 물질을 발생시키는 방법이 필요하다. 통상적인 접근법으로 제조되는 대부분의 CLA 생산품과 관련된 문제는 그의 비균질성 및 배치에 따른 이성질형태의 상당한 변동이다. 동물의 기름 대신 수소화된 오일 및 쇼트닝의 대량 섭취가 트란스- 지방산 함량에서 높은 식이 효과를 가져온다는 사실에 상당한 관심이 모아졌다. 예를 들어, 문헌 [Holman, et al., PNAS, 88:4830 (1991)]은 쥐에게 수소화된 오일을 먹이면 자연적으로 생성되는 다불포화 지방산의 정상적인 대사를 방해하는 것으로 보이는 비정상적인 다불포화 지방산 이성질체가 쥐의 간내에 축적됨을 밝히고 있다. 이러한 관계는 문헌 [Am. J. Public Health, 84:722 (1974)]의 전반부 사설에 요약되어 있다. 따라서 생물학적으로 활성인 결정된 조성의 CLA 생산품에 대한 강력한 필요가 존재한다.
<본 발명의 요약>
본 발명은 정제된 식품 등급의 씨앗 오일에서 유래된 이성질화된 지방산의 신규 조성물을 제공한다. 실용적인 면에서 리놀레산을 50% 이상 함유하는 것으로 선택된 씨앗 오일에 함유된 리놀레산은 9,12-옥타데카디엔산 이성질체가 대개 90%를 넘게 존재한다. 이성질화 도중에 9,12-옥타데카디엔산은 다른 이성질체의 혼합 물로 전환하여 50% 이상의 CLA를 함유하는 조성물을 형성한다.
공액 리놀레산을 함유하는 조성물은 사람의 의약품 및 영양 보조제로서 소, 돼지, 양 및 조류와 같은 식용 동물을 비롯한 동물 및 사람에 의해 소비되도록 의도된다. 이러한 용도로 안전하고 결정된 생산품을 제공하는 것은 본 발명의 중요한 목적이다. 또한 종래의 생산품은 가공으로부터 얻어지는 상당량의 미지 지방산 종 및 비정상 이성질체를 함유한다. 비정상 CLA 이성질체 중에는 11,13-옥타데카디엔산 및 8,10-옥타데카디엔산 이성질체가 있다.
본 발명의 조성물에 있어서, 조심스럽게 제어된 반응으로 높은 비율의 리놀레산이 주로 공액 c9,t11 및 t10,c12 이성질체로 전환되어 이들 이성질체가 90% 초과의 수율로 생성되고, 따라서 종래의 조성물과는 달리 11,13 이성질체의 혼합된 성분이 1% 미만, 8,10 이성질체가 1% 미만, 이중 트란스 종 (t9,t11 및 t10,t12 이성질체)가 1% 미만, 그리고 미확인 리놀레산 종이 총 1% 미만으로 존재한다. 수많은 개별적인 생산 수행에서, 최종 조성물은 이러한 종이 GC 분석으로 사실상 감지되지 않는 수준으로 함유되어 있다. 11,13, 8,10 및 트란스-트란스 이성질체의 농도에서의 1% 한계는 상업적 규모로 제조되는 식품 등급의 생산품에 있어서 순도에 대한 편리하고 실용적인 질 보증 표준으로 제공된다.
본 발명은 또한 필요한 순도 및 결정된 조성의 신규의 공액 리놀레산을 함유하는 조성물을 제조하는 신규 방법을 제공한다. 이 방법은 금속계 이성질화 촉매 시스템의 부재하에, 특이 비수성 용매인 프로필렌 글리콜에 수산화칼륨, 수산화세슘, 탄산세슘과 같은 비수성 매질과 상용성이 있는 알칼리, 또는 테트라에틸 암모 늄 히드록시드와 같은 유기 알칼리를 용해시키는 단계, 씨앗 오일을 알칼린 프로필렌 글리콜로 블렌딩하는 단계, 주변 압력에서 불활성 기체 대기하에 130 내지 165℃의 범위로, 바람직하게는 약 150℃의 온도로 비환류 조건하에 가열하는 단계, 산성화로 지방산 분획을 분리하는 단계, 및 경우에 따라서는 진공 분자 증류 및(또는) 원심분리로 정제 및 탈수하는 단계를 추가로 포함한다. 경우에 따라서는 이러한 공정 스트림은 가열 단계 전 또는 후에 반응 혼합물이 제조되는 단계가 포함될 수 있다. 그런 다음, 이 혼합물을 뒤이은 산성화 및 증류 단계에서 추가의 공정을 위해서 저장할 수 있고(거나) 또다른 장소에서 추가로 가공할 수 있다. 이성질화를 효과적으로 하기 위한 가열 후에, 이성질화된 블렌딩된 반응 혼합물은 가공된 씨앗 오일을 30 내지 60%, 알칼리를 10 내지 40%, 그리고 프로필렌 글리콜을 30 내지 60% 함유한다. 이러한 방법에서는 가열 특성 및 얻어지는 이성질화의 패턴 때문에 프로필렌 글리콜을 사용하는 것이 중요하다. 용해된 지방산 반응 혼합물의 성분은 하기와 같이 존재한다.
씨앗 오일 30 내지 60%
알칼리 10 내지 40%
프로필렌 글리콜 30 내지 60%
따라서, 일부 실시 태양에서 이 방법은 리놀레산을 함유하는 씨앗 오일, 프로필렌 글리콜, 및 비수성 매질과 상용성이 있는 알칼리를 함유하는 블렌딩된 반응 혼합물을 형성시키는 단계, 가열을 통해 상기 씨앗 오일에 함유되어 있는 리놀레산을 이성질화시켜 공액 리놀레산을 형성시키는 단계, 및 수성화하여 글리세롤을 방출시키는 단계를 포함한다. 에틸렌 글리콜과 같은 다른 원하지 않는 유기 용매가 사용될 경우 야기될 수 있는 독성은 피한다. 비환류 조건하에 다양한 지방산 조성의 오일을 사용하여 원하는 결과를 얻을 수 있는 범위에서 가공 온도를 변화시키는 것도 가능하다. 트란스,트란스 종의 백분율에서와 같이 온도는 결정적인 것이며, 마찬가지로 다른 원하지 않는 미확인 종 역시 온도가 상승함에 따라 증가한다. 가공 시간은 약 2 내지 6.5시간이 필요하고, 90% 초과, 종종 99.5% 정도의 높은 이성질화된 수율을 얻는다. 일부 실시 태양에서 리놀레산을 함유하는 씨앗 오일을 먼저 리놀레산의 알킬에스테르 (예, 메틸에스테르 또는 에틸에스테르)를 생성하도록 처리할 수 있다. 또다른 실시 태양에서 생성된 공액 리놀레산을 글리세롤의 존재하에 리파제 (lipase)로 처리함으로써 트리글리세라이드에 혼입시킬 수 있다. 또다른 실시 태양에서 본 발명은 상기 방법으로 불순물이 적은 CLA 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 방법에서 9,12 리놀레산의 함량이 천연적으로 높을 뿐 아니라 스테롤, 오염시키는 인지질, 및 가공 장치를 오염시키고 덜 순수한 최종 생성물을 얻게 하는 기타 잔존물의 수치가 낮기 때문에 해바라기 및 잇꽃 오일을 사용하는 것이 바람직하다. 옥수수, 대두 및 린시드 오일과 같은 다른 씨앗 오일 역시 사용할 수는 있지만, 최종 생성물이 조성적으로 덜 정의되고, 불순물의 수치가 상기에서 고려된 정성 제어의 역치에 더 가깝게 될 수 있고, 이성질화 과정 그 자체를 예측할 수 없다. 각 공정 단계에서 최상의 수율을 얻을 수 있도록 공장에서 이성질화하기에는 리놀레산을 50% 이상 함유하는 씨앗 오일이 실용적인 면에서 바람직하지만, 리놀레산 함량이 적든 많든 리놀레산을 함유하는 물질을 사용하여 시작하는 데 에 방법의 제한은 없다. 리놀레산의 함량이 낮으면 다른 공급원으로부터 얻은 오일을 블렌딩하거나 이성질화시키기 전에 오일을 오일이 아닌 성분과 혼합하는 경우처럼 리놀레산 함량이 낮아질 수 있다. 비슷하게, 정제되거나 합성된 리놀레산으로 이성질화시키는 경우와 같이 이성질화 유동체의 리놀레산의 함량이 씨앗 오일에 존재하는 수치보다도 훨씬 높아질 수 있다.
일부 실시 태양에서 상기에 기재된 불순물이 적은 CLA를 아실글리세롤 또는 알킬에스테르로 제공할 수 있다. 따라서 일부 실시 태양에서 아실글리세롤 조성물은 하기 화학식의 아실글리세롤 분자를 다수 포함하고, R1, R2 및 R3 위치에 t10,c12 옥타데카디엔산을 대략 30% 이상, c9,t11 옥타데카디엔산을 대략 30% 이상, 그리고 8,10 옥타데카디엔산, 11,13 옥타데카디엔산 및 트란스-트란스 옥타데카디엔산을 총 약 1% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물이 제공된다.
Figure 112000019460352-pct00001
상기 식에서, R1, R2 및 R3은 히드록실기 및 옥타데카디엔산으로 구성된 군에서 선택된다.
마찬가지로, 다른 실시 태양에서 공액 리놀레산 에스테르의 이성질체의 혼합물을 포함하는 공액 리놀레산 조성물이 제공되고, 이 혼합물은 t10,c12 옥타데카디엔산을 대략 30% 이상, c9,t11 옥타데카디엔산을 대략 30% 이상, 그리고 8,10 옥타 데카디엔산, 11,13 옥타데카디엔산 및 트란스-트란스 옥타데카디엔산을 총 1% 미만으로 포함한다.
또다른 실시 태양에서 본 발명의 CLA 유리 지방산, 아실글리세롤 및 알킬에스테르는 동물 사료 및 사람 소비용 음식을 포함하는 식품으로 제조될 수 있다. 또다른 실시 태양에서 본 발명의 CLA 조성물은 생리학적으로 허용 가능한 담체 또는 경구 전달 비히클과 함께 제제화시킬 수 있다. 또다른 실시 태양에서, 불순물이 적은 CLA의 생물학적 효과를 이용할 수 있다.
본 발명에서, 사료 또는 음식으로 안전한 공액 리놀레산 알킬 에스테르는 원하는 10,12 및 9,11 이성질체로는 이성질화시키지만, 8,10; 11,13; 및 트란스,트란스 종의 형성은 제한하도록 바람직하게 제어하는 조건하에 제조된다. 이러한 조건은 씨앗 오일이 분리되어 글리세롤 골격에서 유리 지방산을 방출시키고, 에스테르화시킨 후 이성질화시키는 알칼리 알코올레이트 촉매된 반응을 이용함으로써 충족된다. 이 방법을 상업적으로 가능한 생산에 적용하는 데 있어서 중요한 점은 비용이 증가하는 공정 단계를 감소시키는 것이다. 대개 스테롤 및 인지질과 같은 씨앗 오일의 오일이 아닌 성분으로부터 유래된 잔존물은 장치를 오염시키고 사료 또는 음식 용도에 맞지 않도록 한다다. 콩 또는 옥수수와 같은 전형적인 씨앗 오일의 경우에는 이러한 잔존물이 상당량 존재하므로 CLA-에스테르 생산품은 소비할 수 있는 생산품으로 사용할 수 없다.
본 발명의 조성물에서는 오일이 아닌 잔존물을 오일 성분으로부터 정제하기보다는 오일의 공급원을 그러한 잔존물이 허용 가능한 수준으로 포함되어 있는 것으로 선택한다. 잇꽃 또는 해바라기 오일을 오일 공급원으로 선택함으로써, 추가의 디거밍 (degumming) 및 증류 공정 단계 없이도 잔존물의 임계 수치가 인지질이 0.1 내지 0.5%이고 비누화할 수 없는 스테롤 분획은 캄페스테롤 및 스티그마스테롤이 각각 5 내지 20% 미만 사이가 되도록 조절할 수 있다. 얻어진 리놀레산 알킬 에스테르는 c9,t11-옥타데칸산 알킬 에스테르 및 t10,c12-옥타데칸산 알킬 에스테르의 다양한 가능한 개별 백분율의 조합을 나타내는 옥타데칸산 에스테르 이성질체를 최소 50 중량%에서 최고 약 99 중량%까지 포함한다. 알칼리 알코올레이트 촉매된 방법에서 이들 에스테르 이성질체 각각은 대략 등량으로 생성되지만, 상대적인 백분율은 하나의 이성질체가 풍부한 조성물에 하나의 이성질체 또는 다른 이성질체를 첨가하여 달리 할 수 있다. 그런 다음, CLA 에스테르를, 동물의 종 및 나이에 따른 전형적인 일량 사료의 통상적인 성분으로부터 사료를 배합하고, 거기에 공액 리놀레산 알킬 에스테르를 생물학적으로 활성인 농도로, 대개는 약 0.05 내지 3.5 중량%로 함께 블렌딩하여 동물 사료에 혼입시킬 수 있다.
본 발명의 CLA-에스테르 생산품은 정제하지 않은 리놀레산, 즉 리놀레산 공급원이 정제 단계를 거치지 않은 리놀레산의 직접적인 이성질화로 얻어진다. CLA-에스테르 조성물의 제1 부분은 c9,t11-옥타데칸산 에스테르와 t10,c12-옥타데칸산 에스테르의 에스테르 이성질체의 혼합물의 에스테르 이성질체를 50 중량% 이상 (거의 100%까지) 포함하고, 제2 부분은 8,10-옥타데칸산 에스테르, 11,13-옥타데칸산 에스테르, 및 트란스-트란스 옥타데칸산 에스테르의 에스테르 이성질체를 총 중량의 약 10% 미만으로 포함하고, 제3 부분은 조성물 총 중량의 0.1 내지 0.5%의 인지질 잔존물을 함유한다. 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸 등일 수 있다. c9,t11 및 t10,c12 이성질체의 농도를 하나의 이성질체 또는 다른 이성질체가 풍부한 조성물에 가함으로써 조정하여 제1 조성물 부분에 각각 함유된 c9,t11 또는 t10,c12가 옥타데칸산 에스테르 이성질체의 총 60%를 넘는 에스테르 조성물을 얻을 수 있다.
동물 사료, 식품 성분 또는 사람의 식이 보조제용으로 적절한 식품 등급의 조성물을 얻는 본 발명의 방법 실시 태양에서, 0.5% 미만의 인지질 잔존물이 있는 정제하지 않은 CLA-에스테르를 메틸 또는 에틸 알코올과 같은 1가의 저분자량 알코올의 존재하에 알칼리 알코올레이트로 처리하고, 저온 (약 90 내지 145℃)에서 에스테르의 50% 이상이 CLA-에스테르로 전환될 때까지 계속해서 처리하고, 수성 산을 가하여 산성화시킨 후 수성 산으로부터 증류하지 않고 CLA-에스테르를 분리한다.
도1은 CLA를 제조하는 데 이용되는 과정의 흐름도이다.
정의:
본 명에서 사용하는 용어 "공액 리놀레산" 또는 "CLA"는 임의의 공액 리놀레산 또는 옥타데카디엔 유리 지방산을 나타낸다. 이 용어는 분자 내의 임의의 위치에 존재하는 2개의 공액 탄소-탄소 이중 결합이 있는 리놀레산의 위치 및 기하 이성질체를 모두 포함하고 나타내려는 의도이다. 일반적인 리놀레산은 9번 및 12번 위치의 탄소 원자에 이중 결합이 있다는 점에서 CLA는 일반적인 리놀레산과 다르 다. CLA의 예는 위치 이성질체인 2,4-옥타데카디엔산, 4,6-옥타데카디엔산, 6,8-옥타데카디엔산, 7,9-옥타데카디엔산, 8,10-옥타데카디엔산, 9,11-옥타데카디엔산, 10,12-옥타데카디엔산 및 11,13-옥타데카디엔산의 시스- 및 트란스 이성질체 ("E/Z 이성질체")를 포함한다. 본 명세서에서 사용하는 용어 "CLA"는 단일 이성질체, 두 개 이상의 이성질체의 선택된 혼합물, 및 천연 공급원으로부터 얻어지는 이성질체의 선택되지 않은 혼합물뿐 아니라 합성 및 반합성 CLA를 포함한다.
본 명세서에서 사용하는 용어, CLA의 "트리글리세라이드"는 트리글리세라이드의 세 위치 중 임의의 곳에 CLA를 함유하는 것으로 의도된 것이다. 따라서, CLA를 함유하는 트리글리세라이드는 CLA의 위치 및 기하 이성질체 중 임의의 것을 함유할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어, CLA의 "에스테르"는 CLA의 임의의 모든 위치 및 기하 이성질체가 에스테르 연결기를 통해 생리학적으로 허용 가능하고, 자연적으로 생성되는 알코올 (예, 메탄올, 에탄올, 프로판올)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 알코올 또는 임의의 다른 화학군에 결합되어 있는 것을 포함하도록 의도된 것이다. 따라서, CLA의 에스테르 또는 에스테르화된 CLA는 CLA의 위치 및 기하 이성질체 중 임의의 것을 함유할 수 있다.
CLA의 "자연적으로 생성되지 않는 이성질체"는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 옥타데카디엔산의 c11,t13; t11,c13; t11,t13; c11,c13; c8,t10; t8,c10; t8,t10; c8,c10 및 트란스-트란스 이성질체를 포함하고, 옥타데카디엔산의 t10,c12 및 c9,t11 이성질체는 함유하지 않도록 의도된다. "자연적으로 생성되지 않는 이 성질체"는 또한 CLA가 알칼리 이성질화에 의해 합성될 경우 이러한 이성질체는 대개 소량으로 생성되기 때문에 CLA의 "소량의 이성질체"로 언급될 수도 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어, "불순물이 적은" CLA는 유리 지방산, 알킬에스테르 및 트리글리세라이드를 포함하고, 8,10 옥타데카디엔산, 11,13 옥타데카디엔산 및 트란스-트란스 옥타데카디엔산을 총 1% 미만으로 함유하는 CLA 조성물을 나타낸다.
"제조된 식품 생산품"은 사람 소비용으로 적합한 것으로 증명된 임의의 예비포장된 식품을 의미한다.
본 명세서에서 사용하는 용어 "c"는 시스 방향의 화학 결합을 나타내고, "t"는 트란스 방향의 화학 결합을 나타낸다. CLA의 위치 이성질체가 "c" 또는 "t" 없이 표시되어 있는 경우, 이 표시는 4가지의 가능한 이성질체를 모두 포함하는 것이다. 예를 들어, 10,12 옥타데카디엔산은 c10,t12; t10,c12; t10,t12 및 c10,c12 옥타데카디엔산을 포함하는 것인 반면, t10,c12 옥타데카디엔산 또는 CLA는 단일 이성질체만을 나타낸다.
본 명세서에서 사용하는 용어, "오일"은 유동액을 함유하는 장쇄의 유리 지방산 (예, CLA) 또는 기타 장쇄 탄화수소기를 나타낸다. 장쇄 지방산은 이것으로 제한되는 것은 아니지만, CLA의 다양한 이성질체를 포함한다.
본 명세서에서 사용하는 용어, "생리학적으로 허용 가능한 담체"는 오일성 제약에 통상적으로 사용되는 임의의 담체 또는 부형제를 나타낸다. 이러한 담체 또는 부형제는 비제한적으로 오일, 녹말, 수크로즈 및 락토오즈를 포함한다.
본 명세서에서 사용하는 용어, "경구 전달 비히클"은 비제한적으로 캡슐, 환제, 정제 및 시럽을 비롯해 제약을 경구적으로 전달하는 임의의 수단을 나타낸다.
본 명세서에서 사용하는 용어, "식품"은 사람, 비반추 동물, 또는 반추 동물에 의해 소비되기에 적절한 임의의 음식 또는 사료를 나타낸다. "식품"은 제조 포장된 음식 (예, 마요네즈, 샐러드 드레싱, 빵 또는 치즈 음식) 또는 동물 사료 (예, 압출되고 펠렛화된 동물 사료 또는 거친 혼합 사료)일 수 있다.
본 발명의 조성물은 고도로 제어된 이성질화 방법으로 해바라기 또는 잇꽃 오일의 바람직한 출발 물질을 사용하여 얻어진다. 본 발명의 조성물은 여태까지 얻어지지 않았던 것이고, 종래의 방법을 통해 역사적으로 완전히 다른 목적으로 즉, 페인트 공업에서 건조시키는 오일로서 공액 리놀레산을 생산하기 때문에 공장 규모에 사용하기에 적합하다. 또한 지방산을 특성화하는 분석 방법을 널리 이용할 수 없기 때문에 최종 생성물의 이성질체의 함량의 포함 여부를 알 수 없었다.
그 중 일부는 여전히 좀 더 현대적인 형태로 이용되고 있는 종래의 이성질화 방법에서는, 공액 지방산의 생산을 수성 알칼리 (일반적으로 NaOH) 중에서 200℃를 넘는 고온에서 대개는 대기압 이상의 압력에서 행하였다. 예컨대, 미국 특허 제2,350,583호 (Bradley)에는 몇 시간 동안 200 내지 250℃의 비교적 격렬한 조건하에서 공액 및 중합이 모두 발생하는, 처리된 비누를 사용하는 수성 알칼리 방법에 기재되어 있다. 건조시키는 오일의 분획은 린시드 오일에서 출발하여 증류를 통해 얻어졌다 [유사한 방법에 대해서는 Br. Pat. No. 558.881 참조]. 이 방법의 변형으로 미국 특허 제4,381,264호에서는 물의 함량이 낮은 반응 구간 (물 0.5%)이 SO2의 존재하에 화학량론적인 염기를 함유하여 다양한 다불포화 지방산의 이중결합의 공액을 얻는 방법을 교시하고 있다. 미국 특허 제4,164,505호에서는 수성 알칼리 방법을 알칼리 금속 수산화물 및 물을 200 내지 370℃를 유지하고 있는 유동 구간에 계속해서 충전시키는 연속 유동 방법으로 적용하였다. 이 온도에서는 반응 시간은 매우 단축되지만, 이성질화는 다소 잘 조절되지 않는다. 이 온도 범위보다 더 높은 온도에서는 대부분이 이중 트란스 종으로 완전히 전환될 것으로 예상된다.
다양한 비수성 용매 및 촉매를 사용하여 CLA를 생산하는 방법이 문헌에 기재되어 있다. Burr는 미국 특허 제2,242,230호에서 메탄올, 부탄올, 에탄올 및 글리콜과 같은 용매를 다양한 촉매와 함께 사용하는 것을 기재하고 있다. 이러한 반응 매개 변수를 하기 표 1에 요약한다. 글리콜을 제외한 모든 반응은 환류 조건 또는 밀봉 튜브에서 행하였다. 이러한 반응 조건은 본 발명자들에 의해 확인된 중요한 반응 매개 변수 중 두 개, 즉 온도 및 압력의 제어가 부정확해진다. 이러한 반응 매개 변수의 부정확한 제어는 완전하지 않은 공액 및 바람직하지 않은 이성질체의 형성을 유도할 수 있다.
미국 특허 제2,242,230호
용매 촉매 온도 시간
에탄올 KOH, NaOH 환류 또는 그 이상* 다양
부탄올 KOH, NaOH 환류 또는 그 이상* 다양
글리콜 KOH 195℃ 다양
이소아밀 알코올 KOH 환류 또는 그 이상* 다양
부탄올 트리부틸아민 140-175℃ 22시간
부탄올 아세트산 칼륨 175℃ 36시간
부탄올 트리소듐 포스페이트 175℃ 36시간
부탄올 인산 칼륨 175℃ 36시간
부탄올 벤조산 나트륨 175℃ 36시간
부탄올 포타슘 티오시아네이트 175℃ 36시간
부탄올 보락스 (Borax) 175℃ 36시간
비슷하게, Baltes 등은 미국 특허 제3,162,658호에서 지방산의 공액에 비수성 용매 및 다양한 금속성 염기 촉매를 사용하는 것을 기재하고 있다. 미국 특허 제3,152,658호에 기재된 방법의 다양한 반응 매개 변수를 하기 표 2에 요약한다. 미국 특허 제3,152,658호에는 비점이 낮은 다양한 용매를 사용하는 것도 기재되어 있다. 이러한 반응의 대부분은 사용하는 용매의 비점을 넘는 온도에서 행하였으므로, 반응이 가압하에 수행되었음은 분명하며, 압력은 옥타데카디엔산 이성질체의 형성에 영향을 미치는 독립적인 인자이다. 따라서 이러한 반응에서 유도된 생성물은 바람직하지 않은 이성질체를 함유할 것이다.
미국 특허 제3,162,658호
용매 촉매 온도 시간
메탄올 KOH 60-140℃ 가변
메탄올 포타슘 메틸레이트 140℃ 가변
부탄올 포타슘 메틸레이트 140℃ 가변
에탄올 포타슘 메틸레이트 140℃ 가변
이소프로판올 포타슘 메틸레이트 120-140℃ 가변
헵탄/3차 부탄올 포타슘 부틸레이트 환류 가변
3차 부탄올 세슘 부틸레이트 140℃ 가변
에틸렌 디아민 포타슘 메틸레이트 140-160℃ 가변
메탄올 소듐 아미드 140℃ 가변
본 발명의 CLA는 8,10 이성질체, 11,13 이성질체, 및 다양한 트란스-트란스 이성질체와 같은 이성질체가 거의 없다. 이러한 조성물은 도 1의 흐름도에 나타낸 정밀하게 제어된 비수성 알칼리 이성질화 방법으로 생성된다. 바람직하게는 비점이 높은 용매, 즉 프로필렌 글리콜에서 이 용매의 비점 이하의 온도에서 해바라기 오일 또는 잇꽃 오일을 주변 압력에서 불활성 기체 대기하에 과량의 알칼리와 반응시킨다. 이러한 반응 조건에서는 공액 공정에서의 온도 (및 일정한 주변 압력)의 정확한 제어가 가능하다. 바람직하게는 알칼리는 수산화 칼륨, 수산화 세슘, 탄산 세슘과 같은 무기 알칼리, 또는 테트라에틸 암모늄 히드록시드와 같은 유기 알칼리이다. 촉매는 오일의 지방산 함량과 비교해서 1 몰 과량으로 제공하는 것이 바람직하다. 용매는 프로필렌 글리콜이다. 바람직하게 반응은 130 내지 165℃의 온도 내에서, 더욱 바람직하게는 약 150℃에서 행한다. 반응 시간은 달라질 수 있지만, 반응을 오랜 시간 동안 행하면 바람직하지 않은 이성질체의 형성이 증가되는 경향이 있다. 2.0 내지 6.5시간으로 다소 짧은 반응 시간이 탁월한 수율에 충분한 것으로 입증되었다.
원하는 조성물을 생산하기 위해서, 상기에 기재한 반응 조건은 공액시킬 오일, 알칼리원 및 장치에 따라 달라질 수 있음을 당업자들은 이해할 것이다. 특정 오일을 예비 분석하면, 원하는 조성물을 얻기 위해 조건을 변화시켜야 하는가를 알 수 있다. 따라서, 온도 범위, 압력 및 기타 반응 매개 변수는 각 공정 설계의 출발점을 나타내고 길잡이로만 의도된다. 예를 들어, 기재된 온도 범위는 사용할 수 있는 범위만을 포함하는 것은 아니다. 필수적인 것은 정확한 온도 제어를 제공하는 것이다. 그러나, 압력을 증가시키는 것은 완전하지 않은 이성질화 및 바람직하 지 않은 이성질체의 형성을 유도할 수 있으므로 주의를 기해야 한다. 마지막으로, 공액 반응의 시간은 달라질 수 있다. 일반적으로, 반응 시간이 길어지면 바람직하지 않은 이성질체가 형성되는 양도 증가한다. 따라서, 최적의 반응 시간은 반응이 거의 또는 대부분 완결되나 바람직하지 않은 이성질체는 형성되지 않은 시간이다.
공액 반응에 이어서, 얻어진 CLA 함유 조성물은 도 1에 따라 추가로 정제할 수 있다. 공액 반응 혼합물로부터 지방산을 분리하려면 반응 혼합물을 대략 95℃로 냉각시키고, 50℃의 과량의 물을 가한 후, 혼합물을 온도가 약 50℃ 내지 60℃로 하강하는 동안 천천히 교반시킨다. 물을 가하는 동안 지방산 비누가 형성되고, 글리세롤이 부산물로 형성된다. 이어서, 진한 HCl 1 몰 과량을 교반시키면서 가한다. 그런 다음, 약 80 내지 90℃에서 수층 및 비수층이 분리되도록 둔다. 물과 프로필렌 글리콜을 포함하는 하층을 따라낸다. 남아 있는 프로필렌 글리콜은 60 내지 80℃에서 진공 탈수하여 제거한다.
그 다음, 건조된 CLA 조성물을 바람직하게는 차가운 트랩이 장착된 탈기 유닛에서 탈기시켜 잔류 프로필렌 글리콜을 모두 제거할 수 있다. 그런 다음, CLA를 190℃, 진공 상태 (10-1 내지 10-3 mbar)의 분자 증류 장치 중에서 증류한다. 이러한 정제 시스템의 이점은 CLA가 승온된 온도에 잡혀 있는 시간이 짧다 (1분 미만)는 것이다. 통상적인 배치 증류 과정은 대략 180 내지 200℃로 승온된 온도에서 몇 시간 동안이나 행하기 때문에 단연코 피해야 한다. 이러한 승온된 온도에서는 바람직하지 않은 트란스-트란스 이성질체가 형성될 것이다. 대략 90%의 공급 물질 이 약간 노란색 증류물로 회수된다. 그런 다음, CLA는 약 120℃ 내지 170℃, 바람직하게는 약 150℃로 2시간 동안 가열함으로써 탈취하여 냄새 및 맛을 향상시킬 수 있다. 지나친 가열은 트란스-트란스 이성질체의 형성을 가져올 수 있다. 이러한 과정은 용매 수치가 약 5 ppm 미만, 바람직하게는 약 1 ppm 미만인 CLA 조성물을 생성한다. 이러한 방법은 독성의 미량의 용매를 제거하여 얻어진 조성물에 독성 용매 잔존물이 거의 없도록 한다.
상기에 기재한 방법은 파일롯 및 상업적 규모에 손쉽게 적용할 수 있다. 예를 들어, 400 kg의 잇꽃 오일을 400 kg의 프로필렌 글리콜 중에서 촉매로 200 kg의 KOH를 가하여 150℃에서 5시간 동안 공액화시킬 수 있다. 얻어진 CLA는 상기에 기재한 바와 같이 정제할 수 있다. 또한, 상업적 규모 배치 시스템을 용이하게 변형하여 원하는 CLA 조성물을 생성할 수 있다. 예컨대, 스테인레스 스틸 반응기는 3.0 미만의 pH 수준으로 인한 부식을 방지하기 위하여 바람직하게는 유리로 라이닝되어야 한다. 그러나 명심할 것은 비수성 용매를 사용하는 공액화 방법은 일반적으로 물로 수행하는 것보다 부식이 덜 된다는 것이다.
공액화에 바람직한 오일은 해바라기 및 잇꽃 오일이다. 대두 오일과 비교할 때, 이러한 오일은 인지질 및 스테롤과 같은 바람직하지 않은 성분의 농도가 낮다. 이러한 바람직하지 않은 성분은 공액화 장치를 오염시키는 검 및 기타 바람직하지 않은 중합체 형성의 원인이 될 수 있다. 이러한 오일의 여러 가지 특성을 하기 표 3, 4 및 5에 요약한다.
오염물의 비교
인지질
대두 1.5 - 3.0%
해바라기 0.4 - 1%
해바라기 0.4 - 1%
스테롤 (비누화할 수 없는 것의 %*)
대두 해바라기 잇꽃
캄페스테롤 20* 캄페스테롤 8 캄페스테롤 13
스티그마스테롤 20 스티그마스테롤 8 스티그마스테롤 9
β-시토스테롤 53 β-시토스테롤 60 β-시토스테롤 52
Δ5 아벤스테롤 3 Δ5 아벤스테롤 4 Δ5 아벤스테롤 1
Δ7 스티그마스테롤 3 Δ7 스티그마스테롤 15 Δ7 스티그마스테롤 15
Δ7 아베나스테롤 1 아베나스테롤 4 아베나스테롤 3
오일 중 총 0.36% 오일 중 총 0.36% 오일 중 총 0.36%
*100이 아닐 수 있음.
대두 해바라기 잇꽃
요오드 수치 134.6 135.4 143.6
비누화 수치 190.7 190.6 190.3
비비누화 수치 0.6 0.7 0.6
하기하는 실시예에서 몇몇 비교 실험은 최적이 아닌 조건에서, 또는 선행 기술의 수성 알칼리 방법에 따라 제조된 것과 비교하여 본 발명의 CLA 조성물의 중요 특징을 부각시키기 위하여 행하였다. 실시예 1에서, CLA는 본 발명의 방법으로 제조하였다. 실시예 2에서는 통상적인 수성 알칼리 방법으로 CLA를 제조하였다. 실시예 3에서는 고온을 제외하고는 거의 동일하게 실시예 1의 반응을 반복하였다. 마지막으로, 실시예 4에서는 실시예 2의 것과 실질적으로 동일한 수성 알칼리 반응을 저온에서 행하였다. 각 실험의 정확한 조건 및 상세한 설명은 하기 실시예 부분에 기재한다. CLA 이성질체 함량의 분석 프로파일을 표 1 내지 4에 기재한다.
표 5의 데이타를 참고하여, 4개의 실험 각각에 대해 개별 이성질체에 해당하는 각각의 확인된 피크에 대한 상대적인 면적%를 얻는다. GC 플롯으로 각 시험 샘플의 여러 피크를 얻었다. 이들 피크 각각의 면적을 적분하여 총 수치를 얻는다. 피크의 확인은 표준 용출 프로파일의 도해서 및 과학 문헌을 이용하여 그것의 상대적인 위치에 따라 결정하였다. 맨 윗줄은 비공액 출발 물질, 9,12-리놀레산의 잔류 수치를 나타낸다. 프로필렌 글리콜에서의 저온 및 고온 반응에서는 출발 물질의 총 99% 초과의 매우 높은 전환율을 얻었다.
첫번째 행을 참고하면, 실시에 1에서의 임의의 대조 조성물과는 달리 11,13 이성질체의 혼합물에 해당하는 피크, 구체적으로는 c11,c13에 해당하는 피크, 임의의 8,10 이성질체에 해당하는 피크, 및 확인되지 않은 이성질체의 피크는 완전히 사라진 것이 현저하게 나타난다. c9,t11 이성질체의 경우, GC에서 8,10 및 9,11 이성질체의 피크는 겹쳐지고, 본 명세서에서는 실시예 1의 물질에 대해서만 NMR 연구를 통해 8,10으로 확인된 피크의 부분을 제외함으로써 분할한다. 이것은 다른 실험에서는 행하지 않았으므로, 실시예 2 내지 4의 경우 3열은 8,10 및 9,11의 합쳐진 값이다. 일반적으로, 8,10; 11,13 및 미확인 이성질체의 경우, 감지할 수 없는 정도로 낮은 1% 미만의 값이 치료 및 영양적 수치인데, 이 수치는 유해할 수 있는 오염물, 특히 지방생성에서 흡수 경로를 가진 것으로 의심되는 것들을 미량 수준으로 감소시키는 값이기 때문이다. 비반추 동물에서, 예를 들어, 0.25 내지 2.5%의 CLA를 음식물에 가하면 조직 내의 CLA의 발생율을 반추 동물에서 발견되는 것과 비슷한 정도로 증가시킬 수 있어, 다른 동물도 존재하지 않는 혼합 이성질체가 제공된 CLA의 공급원이 될 수 있다.
실시예 2는 종래의 방법으로 제조된 CLA의 전형적인 수성 알칼리 생성물을 대표하는 방법을 제공한다. 전체적으로, 또한 c9,t11 및 t10,c12 이성질체의 생성에서 전환율은 효과적이지 않다. 11,13 이성질체로 의심되는 것의 높은 백분율 및 미확인 물질의 상당한 백분율 역시 주목해야 할 것이다.
실시예 3은 온도 매개 변수의 중요성을 보여준다. 프로필렌 글리콜 매질에서 온도의 상승은 c9,t11 및 t10,c12 이성질체 대신에 오염 이성질체의 양을 급격히 증가시킨다. 증가한 에너지 응력 (stress)에서 더 안정한 전자 배치가 얻어지는 쪽으로 이중 결합 재배열이 유리하게 일어나기 때문에, 고온에서는 트란스,트란스 종이 급격하게 증가한다는 것 역시 흥미로운 점이다.
실시예 4는 수성 알칼리 시스템에서 온도를 낮추는 것이 사실상 일부 오염 이성질체의 양을 감소시킴을 보여준다. 그러나 수율이 급격히 감소하고, 11,13 이성질체 군의 수치는 여전히 높은데, 이것은 이러한 전자 배치의 형성이 시스템 내 총 운동 에너지에 의해 설명되는 것보다 수성 매질 내의 염기의 작용에 의해 더 영향을 받음을 시사한다. 효율적인 공장 규모의 배치 공정으로는 너무나 긴 22.5시간이라는 매우 긴 반응 시간 역시 주목해야 한다.
표 6은 다양한 반응에서 피크 면적의 함수로서의 상대적인 이성질체의 백분율을 이것에 대응하는 피크 비율로 단순히 변환시킨 것이다. 본 발명의 방법은 사실상 9,12-리놀레산을 각 양이 대략 동일한 두 개의 원하는 CLA 이성질체로 완전히 전환시킨다. 고온에서는 프로필렌 글리콜 중에서 수행하더라도 11,13 이성질체의 발생이 여전히 저온 수성 알칼리 방법의 것의 3분의 1 미만이다.
일부 실시 태양에서, 본 발명은 또한 CLA의 알킬 에스테르를 제조하는 방법을 제공한다. 지방 분리 및 탈수 후에, 유리 지방산을 메탄올 또는 1가의 저분자량 알코올과 혼합하고, 이 알코올이 끓는 온도로 가열한다. 환류 조건하에서 콘덴서를 통해 반응에서 생긴 물을 제거하면서 에스테르화를 진행하였다. 상기 알코올과 동일하거나 상이한 1가의 알코올의 추가량을 가한 후에, 알코올레이트 촉매를 에스테르 혼합물에 블렌딩하였다. 전형적인 알코올레이트 촉매는 소듐 또는 포타슘 에톡시드, 소듐 또는 포타슘 메톡시드, 소듐 또는 포타슘 부톡시드, 또는 소듐 포타슘 프로폭시드이다.
에스테르화에서, 다른 분지쇄 또는 직쇄 1가 알코올도 사용할 수 있으나 메탄올 또는 에탄올이 바람직하다. 장쇄의 지방족 알킬기일수록 좀 더 지방 상용성인 물질이 된다. 점도 역시 증가하는 경향이 있다. 농도 (consistency)가 다른 사료 또는 음식의 다른 유형에 맞게, 다양한 점도의 생성물을 사용하면, CLA 잔기에 의해 발생하는 치료적 또는 영양적 특성에는 영향을 주지 않으면서도 원하는 유동성 또는 배합 특성을 얻을 수 있다. 에스테르화의 이론 및 실험은 통상적인 것이다. 가장 일반적인 방법의 기본적인 설명은 문헌 [McCraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, McGraw-Hill Book Co., N.Y.;1996 (5th ed.)]에 기재되어 있다. 동물 및 사람의 신체에는 다양한 에스테라제가 있어서 CLA-에스테르를 분해하여 유리 지방산을 손쉽게 방출시킨다. 조직 흡수는 관여하는 조직 및 추구하는 이익에 따라 다른 속도를 가질 수 있다.
이성질화 단계에서, 알코올레이트 촉매가 수성 알칼리 매개된 이성질화보다 훨씬 우수한 생성물을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 수성 알칼리 매개된 이성질화에서는 온화한 반응 조건에서조차도 바람직하지 않은 이성질체가 항상 생성되었다. 더 온화한 조건은 원하지 않는 이성질체의 양은 감소시키지만, 실시예에서 나타난 바와 같이 수율이 크게 감소하였다. 대부분의 시스템에서, c9,t11 및 t10,c12 이성질체의 출현이 우세하며, 이것들은 거의 동일한 몰 양으로 형성된다. 지금까지는 다른 하나를 배재한 하나의 이성질체의 이성질화를 통제하는 것은 불가능하였다. (달성할 생리학적 효과에 따라) 하나의 이성질체 또는 다른 이성질체의 백분율을 증가시키는 것이 바람직하지만, 현재 이것은 원하는 이성질체가 풍부한 공급원을 가함으로써 대량으로 수행하여야 한다.
본 발명은 순수하게 제조된 CLA의 유도체의 사용을 고려한다. 예를 들어, CLA는 유리되어 있거나 에스테르 결합을 통해 결합되어 있을 수 있거나, 실시예 5 및 6에 기재된 바와 같이 CLA 트리글리세라이드를 함유하는 오일의 형태로 제공될 수 있다. 이러한 실시 태양에서, 트리글리세라이드는 부분적으로 또는 전체적으로 글리세롤 골격에 접합된 CLA를 포함할 수 있다. CLA는 실시예 8 및 9에 기재된 바와 같이 바람직하게는 메틸에스테르 또는 에틸에스테르로 제공될 수도 있다. 또한 CLA는 칼륨 또는 나트륨 염과 같이 비독성 염, 예컨대 칼륨염 또는 나트륨염 (예, 화학적 등량의 유리산을 pH 약 8 내지 9의 알칼리 수산화물과 반응시킴으로써 형성된 염)의 형태일 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 태양에서, 신규의 트리아실글리세롤은 해바라기 및(또는) 잇꽃 오일로부터 얻은 리놀레산의 비수성 이성질화에 대해 하기에 기재하는 신규한 CLA 이성질체 혼합물을 포함하여 합성된다. CLA가 매우 풍부한 (90 내지 96%) 순수 트리아실글리세롤은 H NMR로 확인할 수 있다. 고정된 칸디다 안타르크티카 (Candida antarctica) 리파제를 사용하여 에스테르화를 진행한다. 바람직하게는 CLA는 c9,t11-옥타데카디엔산 및 t10,c12-옥타데카디엔산 및 이들의 혼합물을 40% 이상, 및 그 위로는 45 내지 48%를 포함한다. 8,10; 11,13 및 트란스,트란스 에스테르 이성질체는 1% 미만으로, 또는 전체 중 5% 미만으로 존재한다. 추가로 인지질 및 스테롤 잔존물을 제거하기 위하여 생성된 트리아실글리세롤을 정제하지는 않는다. 그러나, 해바라기 및 잇꽃 오일의 이성질화에서 남아 있는 이들 수치는 사료 및 식품 분야에서 안전하고 식용 가능한 제품을 필요로 하는 상업적인 용도에 적절하다.
고정된 칸디다 안타르크티카 리파제는 Harraldson 등의 문헌이 n-3 유형의 다불포화 지방산에 대해 기재한 것과 유사한 방식으로 사용할 것이다. 에스테르화 반응은 50 내지 75℃에서, 바람직하게는 65℃에서 아무런 용매 없이 행하였으며, 진공 처리함으로써 에스테르 형성시 함께 생성되는 물 또는 알코올을 (에스테르로부터) 분리 제거하였다. 이것은 트리아실글리세롤 형성이 완료될 수 있도록 하며, 실질적으로 정량적인 수율로 사실상 임의의 모노- 및 디아실글리세롤이 없는 고순도의 생성물을 얻을 수 있도록 한다. 유리 지방산은 화학량론적인 양으로, 즉 글리세롤을 기준으로 3 몰 당량 또는 글리세롤 잔기에 존재하는 히드록실기의 몰당량 수를 기준으로 1 몰당량 사용할 수 있다. 리파제는 기질의 총 중량을 기준으로 10% 투여량만 필요하고, 이것은 여러회 사용할 수 있다. 이것은 생산성의 측면에서 매우 중요하다. 용매가 필요하지 않다는 사실과 함께 이 모든 것들은 부피의 삭감 및 거대화가 가능하므로 본 발명의 방법을 대량화 및 공장화 관점에서 높은 가능성을 갖도록 한다. 또한, 약간 과량의 (<5/5) 유리 지방산을 사용하여 종결 쪽으로의 반응 속도를 높일 수 있으며, 반응의 완결을 보장할 수 있다.
반응 초기에, 1- 또는 3- 모노-아실글리세리드가 먼저 형성되고, 이어서 1,3-디아실글리세라이드가, 마지막으로 약간 장시간 반응시키면 트리글리세라이드가 형성된다. 모노- 및 디아실글리세라이드는 생물학적 활성이 나타나고, 수성 세포 환경에서의 가용성이 크고 인지질 또는 기타 기능성 지질의 합성과 같은 다른 분자 합성 경로에 관여할 수 있다는 점에서 유용한 중간체이다. 반면에 트리글리세라이드는 세포막 또는 저장 소낭에 종종 그대로 침적된다. 따라서, 유리 지방산 또는 에스테르보다는 모노-, 디- 또는 트리글리세롤 형태로 CLA를 투여하는 것이 흡수 방식 및 분배, 대사 속도 및 CLA 성분의 구조적 또는 생리학적 역할에 효과적일 수 있다.
하나의 바람직한 실시 태양에서는 경구 투여를 시행한다. CLA는 녹말, 수크로즈 또는 락토오즈와 함께 정제, 환제, 당의정, 캡슐제, 용액제, 액제, 슬러리제, 현탁액제 및 유화제로 제형화될 수 있다. CLA는 수성 용액, 유성 용액 또는 상기에서 논의한 임의의 기타 형태로 제공될 수 있다. 본 발명의 정제 및 캡슐은 약 6.0 내지 7.0의 pH에서 용해되는 장용피로 코팅될 수 있다. 소장에서는 용해되지만 위에서는 용해되지 않는 적절한 장용피는 셀룰로오즈 아세테이트 프탈레이트 이다. 일부 실시 태양에서, CLA는 80% CLA를 750 mg 함유하는 연질 젤라틴 캡슐 (토날린;TonalinTM)으로 제공된다. CLA는 비제한적으로 정맥내, 근육내, 동맥내, 척수내, 경막내, 심실내, 경피, 피하, 복강내, 비강내, 장, 국소, 설하 또는 직장 방법을 비롯한 임의의 여러 경로로 제공될 수 있다. 추가의 제형화 및 투여 기술에 대한 자세한 사항은 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences, Maack Publishing Co., Easton, PA]에서 확인할 수 있다.
CLA의 효과적인 양은 다양한 제조 식품 및 음료에서 보조제로 제공될 수 있다. 이러한 용도의 목적상, 제조 식품은 CLA가 첨가된 천연, 가공, 식이 또는 비식이 식품을 의미한다. CLA는 유리 지방산의 형태로, 또는 CLA의 트리글리세라이드를 부분적으로 또는 전체적으로 함유하는 오일로 첨가될 수 있다. 따라서, CLA는 비제한적으로 식이 음료, 다이어트 바 (diet bar), 보조제, 제조된 냉동 밀 (meal), 캔디, 스낵 상품 (예, 칩), 제조된 육류 상품, 우유, 치즈, 요구르트 및 기타 지방 또는 오일 함유 음식을 비롯한 다양한 제조 식품에 직접 혼입될 수 있다.
CLA는 산화에 민감하다. 따라서 사람이 사용하는 용도로는 CLA를 레시틴, 토코페롤, 아스코르베이트, 아스코르빌 팔미테이트, 또는 로즈마리 추출물과 같은 향신료 추출물 등의 적절한 항산화제로 포장하는 것이 바람직하다.
<실시예 1>
저온에서 프로필렌 글리콜을 사용한 잇꽃 오일의 이성질화
촉매로서 KOH를 사용하여 저온에서 프로필렌 글리콜중에서 잇꽃 오일을 이성질화하였다. 이성질화 기구는 과압을 줄이는 작은 개구가 있는, 한개의 넥(neck)에 온도계가 위치된 2-넥 플라스크로 이루어져 있었다. 플라스크의 다른 넥에는 질소 공급 장치를 부착하였다. 플라스크에 가한 용액을 자기 막대 및 자기 교반기를 사용하여 교반하였다. 플라스크를 자기 교반기상에 위치된 서머스텟-제어 오일조중에 위치시킴으로써 플라스크의 온도를 제어하였다.
플라스크를 60.27 g의 프로필렌 글리콜 및 28.20 g의 KOH로 충전시키고, 오일조에 담그었다. 온도를 130℃로 증가시켜 KOH를 용해시켰다. KOH가 용해된 후에, 60.09 g의 잇꽃 오일을 플라스크에 도입하였다. 고부피의 질소를 2-넥 플라스크를 통해 5분 동안 순환시킨 후, 저부피로 감소시켰다. 혼합물을 150℃로 가열하였고, 약 40분이 걸렸다. 그 후, 혼합물을 150℃에서 3.5시간 동안 반응시켰다. 일정 간격마다, 분석을 위해 3 ml의 시료를 인출하였다.
시료를 6 ml의 고온의 물중에 직접 위치시키고, 유리 지방산이 상부층으로서 분리될 때까지 시트르산을 과량으로 가하였다. 시트르산을 가하는 동안 고화를 방지하기 위해 가열이 필요했다. 유리 지방산을 기체 크로마토그래피 분석을 위한 메틸에스테르로 전환시키기 위해, 0.025 g의 유리 지방산, 5 ml의 4% HCl 용액 및 에탄올을 시험관에 가하였다. 질소를 시험관에 가한 후, 시험관을 밀봉하고 60℃의 수조에 20분 동안 위치시켰다. 그 후, 시험관을 냉각시키고, 1 ml의 정제수 및 5 ml의 이소옥탄을 가하였다. 질소를 시험관에 가하고, 시험관을 30초 동안 진탕 하였다. 생성된 상부층을 새로운 시험관중의 1 ㎕의 정제수에 가하고, 다시 질소하에 진탕하였다. 그 후, 생성된 상부층을 이소옥탄으로 세척하고, 제3 시험관중으로 디캔팅하였다. 소량의 황산나트륨을 물 흡수를 위해 가하였다. 그 후, 1 ㎕의 시료를 기체 크로마토그래프중으로 직접 주입하였다.
기체 크로마토그래피 조건은 하기와 같았다:
시스템: 퍼킨스-엘머(Perkins-Elmer) 오토 시스템
주입기: 240℃에서 분리가 안됨
검출기: 280℃에서 불꽃 이온화 검출기
담체: 헬륨
칼럼: WCOT 융합된 실리카 0.25 mm X100M, FAME에 대해 CP-SL 88, DF 0.2
오븐 프로그램: 80℃(0분)에서 220℃까지 10℃/분으로 증가하고, 220℃에서 10분 동안 유지됨.
모든 결과는 상대 피크 면적 백분율로 표현된다. 표준 물질은 일반적으로 시판되지 않으므로, 용출된 피크는 다른 시스템으로 입증하였다. GC-MS는 시스 및 트란스 결합의 수를 측정하나 위치는 측정하지 못한다. 따라서, NMR 분석을 이용하여 결합 위치를 입증하였다. 주요 피크는 c9,t11 및 t10,c12이었다. CLA 이성질체의 NMR 분석에 대해 문헌(Marcel S.F.Lie Ken Jie and J.Mustafa, Lipids, 32(10) 1019-34, 1997)을 참조하며, 본원 명세서에 참고로 포함시켰다.
하기 표 6에 나타내고 하기 표 10에 요약된 상기 자료는 용매로서 폴리프로필렌 글리콜, 촉매로서 KOH 및 저온을 이용하여 잇꽃 오일의 이성질화가 8,10 및 11,13 이성질체가 없는 공액 리놀레산을 생성시킨다는 것을 입증하였다. 본 실험에 사용되는 매우 극성인 칼럼을 사용하여 c9,t11 및 t10,c12 이성질체로부터 8,10 및 11,13 이성질체를 성공적으로 분리하였다. 8,10 이성질체는 함께 용출되거나 c9,t11 이성질체 바로후에 용출되는 경향이 있다. 11,13 이성질체는 칼럼 조건에 따라 t10,c11 이성질체 전에 용출되거나 t10,c12 이성질체와 함께 용출된다.
생성된 다양한 이성질체를 비교하는 것을 특징으로 하는 상기 방법에 따라 공액 리놀레산을 제조하였다. 먼저, 이성질화 반응이 본질적으로 완료되었다. 반응의 완료는 리놀레산 이성질체에서 잔류 c9,t12 리놀레산을 뺀 피크 면적을 총 피크 면적으로 나눔으로써 얻어진다. 이 값은 0.994이었다. 둘째, 총 피크 면적에 대한 c9,t11 및 t10,c12 이성질체 피크 면적의 비를 결정할 수 있다. 이 값은 0.953이었다. 세째, c9,t11 및 t10,c12 이성질체에 대한 t9,t11 및 t10,t12 이성질체의 비를 결정할 수 있다. 이 값은 0.010이었다. 네째, 총 피크 면적에 대한 t9,t11 및 t10,t12 이성질체 피크 면적의 비를 결정할 수 있다. 이 값은 0.009이었다. 다섯째, c9,t11 이성질체에 대한 t10,c12 이성질체의 비를 결정할 수 있다. 이 값은 1.018이었다. 이러한 비를 하기 표 11에 요약하였다.
<실시예 2>
고온 및 고압에서 수성 이성질화
50 g의 물 및 25.32 g의 NaOH를 고압 반응기(압력 게이지 및 교반기가 장착된 파르 모델 450 ML 벤치탑 앨로이(Parr Model 450 ML Benchtop Alloy) 400) 에 가하였다. NaOH를 용해시키고, 94.0 g의 잇꽃 오일을 반응기에 가하였다. 반응기를 밀폐시키고 2분 동안 질소로 플러슁한 후, 모든 밸브를 닫았다. 반응기를 전기 개스킷에서 210℃로 가열하고 이 온도에서 6시간 동안 유지하였다. 그 후, 온도를 60℃로 감소시킨 후, 압력을 낮추고 반응기를 열었다. 2 g의 생성된 고화된 비누를 반응기로부터 꺼내어 약 40℃의 물중에 용해시켰다. 그 후, 시트르산을 가하여 용액의 pH를 6 미만으로 감소시켰다. 시료를 지방산 상부층으로부터 인출하고 실시예 1에서와 같이 기체 크로마토그래피용으로 제조하였다.
기체 크로마토그래피의 결과를 표 7에 나타내고, 표 10에 요약하였다. 이러한 자료는 이성질화 방법이 비교적 높은 양의 8,10 및 11,13 이성질체를 형성한다는 것을 나타낸다. 비를 표 11에 나타내었다.
<실시예 3>
고온 및 고압에서 잇꽃 오일의 비수성 알칼리 이성질화
100.48 g의 프로필렌 글리콜 및 46.75 g의 KOH를 실시예 2에서와 같이 고압 반응기에 가하였다. 그 후, 반응기를 130℃로 가열하여 KOH를 용해시켰다. 그 후, 100.12 g의 잇꽃 오일을 KOH-프로필렌 글리콜 혼합물에 가하였다. 반응기를 밀폐시키고 1분 동안 질소로 플러슁한 후, 모든 밸브를 닫았다. 그 후, 반응기를 210℃로 가열하고 이 온도에서 1시간 동안 유지하였다. 반응기를 냉각시키고, 내용물을 120 g의 고온의 물중으로 디캔팅하였다. 교반하면서, 35.3 g의 37% HCl 및 27.59 g의 시트르산을 연속적으로 지방산에 가하였다. 시료를 상부층으로부터 인출하고 60℃의 진공 플라스크중에서 건조시켰다. 생성된 지방산 시료를 실시예 1에서와 같이 기체 크로마토그래피에 의해 분석하였다.
결과를 하기 표 8에 나타내고, 표 10에 요약하였다. 이 실험은 잇꽃 오일을 KOH 및 비수성 용매를 사용하여 고온에서 이성질화함으로써 상당량의 8,10 및 11,13 이성질체, 및 t9,t11 및 t10,t12 이성질체가 생성된다는 것을 입증하였다. 비를 표 11에 나타내었다.
<실시예 4>
저온에서 수성 알칼리 반응
49.94 g의 물 및 39.96 g의 NaOH를 실시예 3에서와 같이 고압 반응기에 가하였다. NaOH가 용해될 때까지 이 혼합물을 가열하였다. 그 후, 100.54 g의 잇꽃 오일을 고압 반응기에 가하고, 반응기를 질소로 플러슁하고, 모든 밸브를 닫았다. 고압 반응기를 179℃로 22.5 시간 동안 가열하였다. 시료를 실시예 3에서와 같이 기체 크로마토그래피용으로 제조하였다. 자료를 하기 표 9에 나타내고, 표 10에 요약하였다. 이 실험은 저온이 수성 알칼리 이성질화에 사용되는 경우 공액 반응이 달성되지 않는다는 것을 입증한다. 또한, 상당량의 8,10 및 11,13 이성질체가 제조되었다. 비를 하기 표 11에 나타내었다.
Figure 112000019460352-pct00002
Figure 112000019460352-pct00003
Figure 112000019460352-pct00004
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Figure 112000019460352-pct00007
Figure 112000019460352-pct00008
Figure 112000019460352-pct00009
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<실시예 5>
직접 에스테르화에 의한 CLA의 트리아실글리세롤의 제조
일반적인 H 핵자기 공명 스펙트럼을 용매로서 중수소화 클로로포름중의 브루커(Bruker) AC 250 NMR 분광계상에서 기록하였다. 석유 에테르중의 10% 디에틸 에테르를 사용하여 용출시키는 프레프팩(PrepPak)(등록상표명) 500/실리카 카트리지 칼럼(Millipore사 제조)을 사용하는 프레프엘씨(PrepLC)(상표명) 시스템 500A 기기(Waters사)를 사용하여 HLPC 분리를 수행하였다. 문헌(Haraldsson, et al., Acta Chem Scanned 45, 723(1991))에 기재된 바와 같이, 앞서 기재된 과정에 따라 GLC 분석을 퍼킨스-엘머 8140 기체 크로마토그래피상에서 수행하였다.
고정된 칸디다 안타르크티카(Candida antarctica) 리파제를 노보자임(Novozyme)(상표명)으로서 노보 노르디스크(Novo Nordisk)에서 구입하였다. 이것을 에스테르화 실험에 직접 사용하였다. 머크(Merck)사로부터 구입한 분석 등급 디에틸 에테르를 어떠한 정제없이 사용하였으나, 또한 머크사로부터 구입한 합성 등급 n-헥산을 추출 및 HPLC 크로마토그래피에 사용하기 전에 새롭게 증류하였다. 글리세롤(99%)를 시그마 앤드 알드리히 케미칼 캄파니(Sigma and Aldrich Chemical Company)로부터 구입하고 추가 정제없이 사용하였다. CLA 농축물을 토날린(Tonalin)(상표명)의 유리 지방산으로서 노르웨이의 내츄럴 리피즈(Natural Lipids)로부터 구입하였다. 그의 순도를 GLC 분석 및 고-전계 NMR 분광법에 의해 확인한 결과 몇몇 글리세라이드 불순물을 나타내었다. 사이언스 인스티튜트(Science Institute)에서 GLC에 의해 측정된 바, CLA 농축물은 43.3%의 9-시스,11-트란스-리놀레산, 44.5%의 10-트란스,12-시스-리놀레산, 5.4%의 기타 CLA 이성질체, 5.6%의 올레산 및 각각 0.6%의 팔미트산 및 스테아르산을 함유한 것으로 밝혀졌다.
<실시예 6>
직접 에스테르화에 의한 CLA의 트리아실글리세롤의 제조
고정된 칸디다 안타르크티카 리파제(1.25 g)을 글리세롤(1.22 g, 13.3 mmol) 및 유리 지방산으로서 CLA(분자량 280.3 g/mol; 11.6 g, 41.5 mmol)의 혼합물에 가하였다. 혼합물을 0.01 내지 0.5 Torr의 연속 진공하에 65℃에서 자기 교반기 고온 플레이트상에서 서서히 교반하였다. 반응 과정중에 생성된 휘발성 물을 액체 질소 냉각 트랩중에 연속적으로 응축시켰다. 48시간 후, 반응을 중단시키고, n-헥산을 가하고 효소를 여과에 의해 분리하였다. 유기상을 탄산나트륨의 알칼리 수용액으로 처리하여 과량의 유리 지방산을 제거하였다(필요한 경우). 유기 용매(적절한 경우 무수 황산마그네슘상에 건조후에)를 진공하에 회전 증발기상에서 제거한 후, 고 진공 처리를 수행하여 약간 황색을 띤 오일(10.9 g, 평균 분자량 878.6 g/mol; 93% 수율)로서 실제로 순수한 생성물을 얻었다. 유리 지방산의 화학양론적 양을 사용하는 경우, 표준화된 수산화나트륨에 의한 적정을 사용하여 조 반응 생성물의 유리 지방산 함량을 측정하였다(최소 97%의 트리글리세라이드 함량과 동등한 99% 이상의 함량에 해당하는, 에스테르기의 몰 수를 기준으로 1% 미만의 유리 지방산 함량). 조 생성물을 n-헥산중의 10% 디에틸에테르를 사용하여 용출시키는 HPLC중으로 직접 도입하여 무색 오일로서 100% 순수한 트리글리세라이드를 수득하였다.
Figure 112000019460352-pct00011
반응 정도를 모니터링하고 반응중에 개별적인 글리세라이드의 조성에 대해 세부사항을 제공하기 위해, 반응이 진행하면서 시료를 규칙적으로 수집하였다. 시료를 HNMR 분광법에 의해 분석하고, 반응 과정중에 모노-, 디- 및 트리아실글리세롤의 조성에 대한 양호한 분석을 제공하였다. 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 표에서 알 수 있는 바와 같이, 1,3-디아실글리세롤이 반응의 처음 2시간 동안 반응 혼합물에 지배적이었다. 4시간 후, 트리아실글리세롤이 지배적이고, 22시간 후 98%의 조성에 이르고, 48시간 후 100%의 조성에 이르렀다. 예측된 바와 같이, 1,2-디아실글리세롤이 1,3-디아실글리세롤보다 상당히 낮은 수준이었다. 1-모노아실글리세롤이 반응의 처음 1시간동안 최대에 이르나, 2-모노아실글리세롤은 반응전체에 걸쳐 검측되지 않았다.
Figure 112000019460352-pct00012
<실시예 7>
CLA 수율 및 조성에 대한 온도 및 반응 시간의 변화 효과
잇꽃 오일의 공액화에 대한 온도 및 반응 시간의 효과를 측정하였다. 표 13의 1열 및 2열에 나타낸 바와 같이 물 및 NaOH를 고압 반응기(압력 게이지 및 교반기가 장착된, 파르 모델 450 ML 벤치탑 앨로이 400)에 가하였다. NaOH를 용해시키고, 잇꽃 오일(3열)을 반응기에 가하였다. 반응기를 밀폐시키고 2분 동안 질소로 플러슁한 후, 모든 밸브를 닫았다. 반응기를 전기 개스킷에서 목적하는 온도(4열)로 가열하고 이 온도에서 목적하는 시간(5열) 동안 유지하였다. 그 후, 온도를 60℃로 감소시킨 후, 압력을 낮추고 반응기를 열었다. 각 반응에 대해, 2 g의 생성된 고화된 비누를 반응기로부터 꺼내어 약 40℃의 물중에 용해시켰다. 그 후, 시트르산을 가하여 용액의 pH를 6 미만으로 감소시켰다. 시료를 지방산 상부층으로부터 인출하고 기체 크로마토그래피용으로 제조하였다.
기체 크로마토그래피의 결과를 6열(9,11 및 10,12 이성질체의 총 백분율), 7열(11,13 이성질체의 총 백분율) 및 8열(모든 CLA 이성질체의 총 백분율 또는 수율)에 나타내었다. 이러한 자료는 반응 시간 및 온도가 증가함에 따라 공액화의 총량 및 11,13 이성질체의 백분율이 증가한다는 것을 나타낸다. 11,13 이성질체의 형성이 낮은 조건하에, 공액화의 총량은 또한 낮았다.
Figure 112000019460352-pct00013
<실시예 8>
잇꽃 지방산 메틸에스테르(FAME)의 공액화
반응을 밀폐된 용기중에서 수행하였다. 하기 성분을 함께 혼합하였다: 100 g의 잇꽃 FAME, 및 대략 2.8 g의 KOCH3 및 2.8 g의 메탄올의 혼합물. 2종의 성분을 혼합하는 동안 메탄올의 증발로 인해 메탄올보다 KOMe가 아마도 더 많았다. 혼합물을 밀폐된 반응 용기중에서 질소 분위기하에 111 내지 115℃에서 5 시간 동안 교반하였다. 이성질체의 분포를 기체 크로마토그래피에 의해 분석하였다. 결과를 표 14에 요약하였다. 이러한 자료는 잇꽃 FAME의 공액화가 온화한 조건하에 수행되어 목적하지 않는 8,10 및 11,13 이성질체를 감지할 수 있는 양으로 함유하지 않는 생성물을 생성한다는 것을 나타낸다.
Figure 112000019460352-pct00014
<실시예 9>
공액화된 잇꽃 FAME의 대규모 배치 제조
잇꽃 공액화된 FAME의 제조를 2개의 단계, 가메탄올분해 및 공액화로 나눌 수 있었다. 가메탄올분해에 대해, 6,000 kg의 잇꽃 오일을 밀폐된 반응기중으로 넣었다. 반응기를 대기압에서 질소로 퍼징하고, 1150 리터의 메탄올 및 160 kg의 NaOCH3(30% 용액)을 가하였다. 혼합물을 65℃로 가열하면서 교반하고, 65℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 반응기를 질소 기체로 퍼징하면서 생성된 바닥층을 디캔팅하였다. 그 후, 1000 리터의 물(40 내지 50℃, 50 kg의 시트르산 일수화물을 용해시킴)을 교반하면서 가하였다. 층을 분리하고(약 60분), 반응기를 질소 기체로 퍼징하면서 바닥층을 디캔팅하였다. 생성된 잇꽃 FAME 생성물을 80℃에서 진공하에 1시간 동안 건조시켰다.
잇꽃 FAME을 공액화하기 위해, 메탄올중에 용해되어 페이스트를 형성하는 250 kg의 KOCH3를 반응기에 가하였다. 그 후, 혼합물을 교반하면서 120℃로 가열하고, 반응을 3시간 동안 계속하였다. 반응물을 100℃로 냉각시키고, 1000 리터의 물(40 내지 50℃, 50 kg의 시트르산 일수화물을 용해시킴)을 교반하면서 가하였다. 혼합물을 15분 동안 교반한 후, 층을 20분 동안 분리하였다. 바닥층을 디캔팅하고, 생성물을 80℃에서 1시간 동안 건조시킨 후, 질소하에 저장하였다.
생성된 CLA를 하기 조건하에 퍼킨 엘머 오토시스템 XL GC를 사용하여 분석하였다:
칼럼: WCOT 융합된 실리카 100 m×0.25 mm, 코팅 CP SIL 88
담체: He 기체, 30.0 psi
온도: 220℃
수행 시간: 35 내지 90분
주입기: 240℃에서 분리가 안됨
검출기: 280℃에서 불꽃 이온화 검출기(FID)
GC 결과를 하기 표 15 및 16에 요약하였다.
Figure 112000019460352-pct00015
Figure 112000019460352-pct00016
Figure 112000019460352-pct00017
하기는 CLA 유리 지방산, 트리글리세라이드 및 본 발명의 에스테르를 함유하는 통상적인 동물 식량의 실시예이다.
<실시예 10>
A. 돼지용 발육시작시의 식량
성분 lb kg
옥수수, 황색(8.4% 단백질) 1067 484.7
대두 사료, 용매 추출됨, 껍질을 벗기지 않음(47% 단백질) 570 259
CLA 5 2.3
유장, 건조됨(12.0% 단백질) 300 136
인산이칼슘 24 11
석회석 16 7
요오드화 염 5 2
미량의 미네랄 프리믹스(premix) 5 2
비타민 프릭믹스 8 4
총 2000 908
B. 돼지용 성장-마감시의 식량(40-240 LBS[18-109KGS]로부터 제조)
성분 lb kg
옥수수, 황색(8.4% 단백질) 1566
대두 사료, 용매 추출됨(44% 단백질) 380
CLA 5
인산이칼슘 21
석회석 15
요오드화 염 5
미량의 미네랄 프리믹스 3
비타민 프릭믹스 3
총 2000

C. 돼지용 성장-마감시의 식량(돼지 121-240 LBS[55-109KGS]로부터 제조)
성분 lb kg
옥수수, 황색(8.4% 단백질) 1687
대두 사료, 용매 추출됨(44% 단백질) 265
CLA 5
인산이칼슘 18
석회석 15
요오드화 염 5
미량의 미네랄 프리믹스 2
비타민 프릭믹스 3
총 2000
돼지용 미량의 미네랄 프리믹스의 조성 및 분석
원소 공급원 양(lb)
구리(Cu) 황산구리 1.500
요오드(I) 요오드화칼륨 0.010
철(Fe) 황산제일철 25.000
망간(Mn) 황산망간 2.500
셀레늄(Se) 소듐 셀레마이트 0.025
아연(Zn) 황산아연 25.000
담체 45.965
총 100.000
돼지용 비타민 프리믹스의 조성
비타민 양
필수 성분
비타민 A(백만 IU) 5.0
비타민 D(백만 IU) 0.6
비타민 E(천 IU) 26.0
니아신(g) 25.0
d-판토텐산(g) 20.0
리보플라빈(g) 6.0
비타민 B-12(mg) 25.0
임의 성분
비오틴(g) 0.3
메나디온(g) 4.0
담체 10 lb까지의 양
총 10.0

D. 암탉용 18% 단백질 층 식량
성분 lb kg
분쇄된 황색 옥수수 1242 564.5
CLA 5 2.3
자주개자리(alfalfa) 사료, 17% 25 11.3
대두 사료, 껍질을 벗기지 않음 451.6 205.3
고기 및 뼈 사료(47%) 50 23.0
DL-메티오닌 1.0 0.5
인산이칼슘 7 3.1
분쇄된 석회석 174 79.1
요오드화 염 7 3.1
안정화된 황색 그리스 37 17.2
미네랄 및 비타민 보조제
판토텐산칼슘(mg) 5,000
망간(g) 52
셀레늄(mg) 90.8
아연(g) 16
비타민 A(IU) 6,000,000
비타민 D3(IU) 2,000,000
콜린(mg) 274,000
니아신(mg) 12,000
리보플라빈(mg) 2,000
비타민 B-12 6
총 2000 909.4

E. 영계용 발육 시작 및 마감시의 식량
성분 발육시작(24일 까지) 마감(시장에 팔기까지 25일)
lb kg lb kg
분쇄된 황색 옥수수 1,106 503 1235 561
CLA-에스테르 5 2.3 5 2.3
대두 사료, 껍질을 벗기지 않음 605 275 420 191
자주개자리 사료, 17% - - 25 11
옥수수 글루텐 사료, 60% 50 23 75 34
물고기 사료, 청어, 65% 50 23 50 23
고기 및 뼈 사료, 47% 50 23 50 23
인산이칼슘 10 4 9 4
분쇄된 석회석 16 7 14 6.3
DL-메티오닌 0.8 0.3 - -
안정화된 황색 그리스 101 45.7 110 49.4
요오드화 염 7 3 7 3
미네랄 및 비타민 보조제
판토텐산칼슘(mg) 5,000 5,000
망간(g) 75 75
유기 비소 보조제 0.1 0.1
셀레늄(mg) 90.8 90.8
아연(g) 30 30
비타민 A(IU) 4,000,000 4,000,000
비타민 D(IU) 1,000,000 1,000,000
비타민 E(mg) 2,000 2,000
비타민 K(mg) 2,000 2,000
콜린(mg) 503,000 672,000
니아신(mg) 20,000 20,000
리보플라빈(mg) 3,000 3,000
비타민 B-12(mg) 12 12
총 2000.9 909.3 2000.1 909.5

F. 성장/마감시의 칠면조용 식량
성분 성장(8 내지 16주) 마감(16주에서 시장에 팔기까지)
lb kg lb kg
분쇄된 황색 옥수수 1194 595 1490 677.2
밀 중등품 50 23 - -
자주개자리 사료, 17% 25 11.3 25 11.3
대두 사료, 껍질을 벗기지 않음 570 259 335 152.3
고기 및 뼈 사료, 47% 50 23 50 23
인산이칼슘 32 14.5 23 10.5
분쇄된 석회석 14 6 17 8
안정화된 황색 그리스 45 20.7 45 20.7
CLA-에스테르 5 2.3 5 2.3
요오드화 염 10 4.5 10 4.5
미네랄 및 비타민 보조제
판토텐산칼슘(mg) 4,500 4,500
망간(g) 30 30
셀레늄(mg) 181.6 181.6
아연(g) 30 30
비타민(IU) 1,500,000 7,500,000
비타민 D(IU) 1,700,000 1,700,000
비타민 E(IU) 10,000 10,000
비오틴(mg) 100 100
콜린(mg) 388,000 417,000
니아신(mg) 46,000 48,000
리보플라빈(mg) 5,000 5,000
비타민 B-12 6 6
총 2000 909.3 2000 909.3

G. 개(dog)용 건조한 음식 조성물
성분 조성물 1, % 조성물 2, %
고기 및 뼈 사료, 50% CP 8.0 15.0
물고기 사료, 60% CP, 저지방 5.0 3.0
대두 사료, 44% CP 12.0 -
대두 사료, 50% CP - 19.0
밀 싹 사료, 25% CP 8.0 5.0
탈지유, 건조됨 4.0 2.75
곡물, 혼합됨 51.23 -
옥수수 플레이크 - 23.25
밀 겨 4.0 -
밀 플레이크 - 23.35
동물 지방 1.75 2.75
CLA-에스테르 0.25 0.25
증기를 가한 뼈 사료 2.0 -
브류어(Brewer) 효모 2.0 5.0
발효 가용물, 탈수됨 1.0 -
염 및 미량의 미네랄 0.5 0.5
비타민 혼합물 0.25 0.25
산화철 0.02 -
총 100.00 100.00

H. 개용 반-습윤 음식 조성물
성분 조성물 1, % 조성물 2, %
대두 플레이크 30.9 33.5
고기 부산물, 70% 수분 32.0 -
고기 및 뼈 사료, 탈수됨 - 7.3
물 - 25.6
당 21.0 21.0
칼슘 및 인 보조제 3.3 -
대두 껍질 3.1 3.1
탈지유, 건조됨 2.5 -
프로필렌 글리콜 2.1 2.1
소르비톨 2.0 2.0
동물 지방 0.75 3.95
CLA-에스테르 0.25 0.25
유화제 0.9 -
칼륨 소르베이트 0.35 0.35
염 0.6 0.6
비타민 0.25 0.25
총 100.000 100.000

Claims (30)

  1. 비천연적으로 생성되는 옥타데카디엔산 이성질체를 1% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하고, 이 때, 상기 비천연적으로 생성되는 옥타데카디엔산 이성질체는 11,13-옥타데카디엔산 이성질체, 8,10-옥타데카디엔산 이성질체, 트란스-트란스 10,12-옥타데카디엔산 이성질체 및 트란스-트란스-9,11-옥타데카디엔산 이성질체를 포함하는 것인, 공액 리놀레산을 50% 이상 함유하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 11,13-옥타데카디엔산 이성질체를 총 1% 미만으로 함유하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 8,10-옥타데카디엔산 이성질체를 총 1% 미만으로 함유하는 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 이성질화된 시판되는 씨앗 오일인 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 씨앗 오일이 해바라기 오일 및 잇꽃 오일로 구성된 군에서 선택된 것인 조성물.
  7. t10,c12 옥타데카디엔산을 30% 이상, c9,t11 옥타데카디엔산을 30% 이상, 그리고 8,10 옥타데카디엔산, 11,13 옥타데카디엔산 및 트란스-트란스 옥타데카디엔산을 총 1% 미만으로 포함하는 유리 지방산 공액 리놀레산 이성질체의 혼합물을 포함하는, 생물학적으로 활성인 공액 리놀레산 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 t10,c12 옥타데카디엔산이 혼합되어 있는 식품을 추가로 포함하는 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 식품이 사람 소비용인 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 식품이 동물 소비용으로 제조된 사료인 조성물.
  11. 하기 화학식의 아실글리세롤 분자를 다수 포함하고, R1, R2 및 R3 위치에 t10,c12 옥타데카디엔산을 30% 이상, c9,t11 옥타데카디엔산을 30% 이상, 그리고 8,10 옥타데카디엔산, 11,13 옥타데카디엔산 및 트란스-트란스 옥타데카디엔산을 총 1% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적으로 활성인 아실글리세롤 조성물.
    Figure 112006029064089-pct00018
    상기 식에서,
    R1, R2 및 R3은 히드록실기 및 옥타데카디엔산으로 구성된 군에서 선택된다.
  12. 제11항에 있어서, 상기 t10,c12 옥타데카디엔산이 혼합되어 있는 식품을 추가로 포함하는 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 식품이 사람 소비용인 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 식품이 동물 소비용으로 제조된 사료인 조성물.
  15. t10,c12 옥타데카디엔산을 30% 이상, c9,t11 옥타데카디엔산을 30% 이상, 그리고 8,10 옥타데카디엔산, 11,13 옥타데카디엔산 및 트란스-트란스 옥타데카디엔산을 총 1% 미만으로 포함하는 공액 리놀레산 에스테르의 이성질체의 혼합물을 포함하는 생물학적으로 활성인 공액 리놀레산 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 t10,c12 옥타데카디엔산이 혼합되어 있는 식품을 추가로 포함하는 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 식품이 사람 소비용인 조성물.
  18. 제16항에 있어서, 식품이 동물 소비용으로 제조된 사료인 조성물.
  19. 리놀레산을 함유하는 씨앗 오일, 프로필렌 글리콜, 및 비수성 매질과 상용성이 있는 알칼리를 제공하는 단계,
    상기 씨앗 오일, 상기 프로필렌 글리콜, 및 비수성 매질과 상용성이 있는 상기 알칼리를 블렌딩하여 반응 혼합물을 형성시키는 단계,
    가열을 통해 상기 씨앗 오일에 함유되어 있는 리놀레산을 이성질화시켜 공액 리놀레산을 형성시키는 단계, 및
    수성화하여 글리세롤을 방출시키는 단계
    를 포함하는, 8,10 옥타데카디엔산, 11,13 옥타데카디엔산 및 트란스-트란스 옥타데카디엔산을 1% 미만으로 포함하는 공액 리놀레산의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 가열을 130 내지 165℃에서 2 내지 6.5 시간 동안 행하는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 산성화하여 글리세롤을 방출시키는 단계, 진공 건조하여 물을 제거하는 단계, 및 분자 증류로 공액 리놀레산이 아닌 불순물을 제거하는 단계 및 탈취 단계를 추가로 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 가열을 130 내지 165℃에서 2 내지 6.5시간 동안 행하는 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 유리 지방산 공액 리놀레산을 리파제(lipase)로 처리하여 트리글리세라이드를 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 동물의 종 및 나이에 따른 전형적인 일량 사료의 통상적인 성분과 함께 생물학적으로 활성인 농도의 공액 리놀레산 알킬에스테르로부터 배합된 동물 사료로서, 상기 공액 리놀레산 알킬 에스테르가 c9,t11-옥타데칸산 알킬에스테르 및 t10,c12-옥타데칸산 알킬 에스테르로 구성된 군에서 선택된 옥타데칸산 알킬에스테르 이성질체를 최소 50 중량%에서 최대 99 중량%까지 포함하고, 8,10 옥타데카디엔산 알킬에스테르, 11,13 옥타데카디엔산 알킬에스테르 및 트란스-트란스 옥타데카디엔산 알킬에스테르를 1% 미만으로 포함하는 것인 동물 사료.
  28. 제27항에 있어서, 상기 사료 중의 공액 리놀레산 알킬에스테르의 농도가 0.05 내지 3.5 중량%인 동물 사료.
  29. 삭제
  30. 삭제
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