KR101603448B1 - 새로운 smb 공정 - Google Patents

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아담 켈리허
앵거스 모리슨
애닐 오로스카
라케시 비크라만 나이르 레마
아빌레시 아가르왈
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바스프 파마 (칼라니쉬) 리미티드
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Abstract

본 발명은 공급 혼합물로부터 고도불포화 지방산 (PUFA) 생산물을 회수하기 위한 크로마토그래피의 분리 공정을 제공하며, 상기 공정은: (i) 중간 생산물을 얻기 위하여, 용리액으로서, 수성 유기 용매를 함유하는 복수로 연결된 크로마토크래피를 갖는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치의 제1 분리 단계에서 공급 혼합물을 정제하는 단계; 및 (ii) 상기 PUFA 생산물을 얻기 위하여, 용리액으로서, 수성 유기 용매를 함유하는 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼을 갖는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치를 사용하여 제2 분리 단계에서 (i)에서 얻어진 중간 생산물을 정제하는 단계를 포함하고; 여기서 (a) 제1 및 제2 분리 단계는 동일한 크로마토그래피 장치에서 연속적으로 수행되고, 상기 중간 생산물은 상기 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 회수되며, 상기 크로마토그래피 장치에서 공정 조건은, 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록, 상기 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 조정되거나; 또는 (b) 상기 제1 및 제2 분리 단계는 별도의 제1 및 제2 크로마토그래피 장치 각각에서 수행되고, 상기 제1 분리 단계로부터 얻어진 상기 중간 생산물은 상기 제2 크로마토그래피 장치로 도입되며, 상기 PUFA 생산물은 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리된다.

Description

새로운 SMB 공정 {NEW SMB PROCESS}
본 발명은 고도불포화 지방산 (polyunsaturated fatty acids) (PUFAs) 및 이의 유도체를 정제하기 위한 개선된 크로마토그래피의 분리 공정 (chromatographic separation process)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 PUFAs 및 이의 유도체를 정제하기 위한 개선된 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 분리 공정에 관한 것이다.
지방산, 특히 PUFA, 및 이들의 유도체는, 혈소판 응집, 감염 및 면역 반응과 같은 생물학적 기능의 조절에서 중요한 역할을 수행하는, 생물학적으로 중요한 분자에 대한 전구체이다. 따라서, PUFAs 및 이들의 유도체는 CNS 상태를 포함하는 병리적인 상태; 당뇨병성 신경병증을 포함하는, 신경병증 (neuropathies); 심혈관 병증 (cardiovascular diseases); 염증성 피부 질환을 포함하는, 일반적 면역 시스템 및 염증 상태의 광범위한 범위를 치료하는데 치료학적으로 유용할 수 있다.
PUFA는 식물성 오일 (vegetable oil) 및 해양 오일 (marine oil)와 같은 천연 원료에서 발견된다. 그러나, 이러한 PUFA는 포화 지방산 및 다수의 다른 불순물을 갖는 혼화물의 상기 오일들에서 종종 존재한다. 따라서 PUFA는 바람직하게는 영양적으로 또는 약학적으로 사용하기 전에 정제되어야 한다.
불행하게도, PUFA는 극도로 깨지기 쉽다. 따라서, 산소의 존재하에서 가열된 경우, 이들은 이성화 (isomerization), 과산화 (peroxidation) 및 올리고머화 (oligomerization)되는 경향이 있다. 따라서, 순수 지방산을 제조하기 위한 PUFA 생산물의 분별 (fractionation) 및 정제 (purification)는 어렵다. 진공하에서 조차, 증류 (Distillation)는 수용할 수 없는 생산물 분해를 유도할 수 있다.
모의 및 실제 이동층 크로마토그래피는 기술 분야의 당업자에게 친숙하고, 알려진 기술이다. 작동 원리는 액체 용리액 상 및 고체 흡착제 상의 역류 이동 (countercurrent movement)을 포함한다. 이러한 작동은 경제적으로 실현 가능한 공정을 만드는 최소한의 용매의 사용을 허용한다. 이러한 분리 기술은 탄화수소, 산업 화학물, 오일, 당 및 APIs를 포함하는, 다양한 분야에서 여러 가지 적용을 발견하였다.
잘 알려진 바와 같이, 종래의 정지층 크로마토그래피 시스템에 있어서, 혼합물의 성분은 용기를 통해 여과 (percolates)하여 분리될 수 있다. 상기 용기는 일반적으로 원통형이고, 통상적으로 컬럼이라 한다. 상기 컬럼은 유체에 높은 투과성 (permeability)를 나타내는 다공성 물질 (일반적으로 정지 상 (stationary phase)이라 한다)의 팩킹을 함유한다. 상기 혼합물의 각 성분의 여과 속도 (percolation velocity)는 상기 성분의 물리적 특성에 의존하며, 그래서 상기 성분은 상기 컬럼으로부터 연속적 및 선택적으로 배출된다. 따라서, 상기 성분의 약간은 상기 정지 상에 강하게 고정되는 경향이 있고, 따라서 느리게 여과되는 반면, 다른 것들은 약하게 고정되는 경향이 있어 좀더 빠르게 상기 컬럼으로부터 배출된다. 많은 다른 정지층 크로마토그래피 시스템은 제안되어 왔고, 분석적 및 산업적 생산 목적 모두를 위해 사용된다.
반대로, 모의 이동층 크로마토그래피 장치는 직렬로 서로 연결된 흡착제를 함유하는 다수의 개별 컬럼으로 이루어진다. 용리액은 제1 방향에서 상기 컬럼을 통해 통과된다. 공급원료 및 용리액의 주입 지점, 및 상기 시스템에서 분리된 성분 수집 지점은, 일련의 밸브의 수단에 의해 주기적으로 변경된다. 전반적인 효과는 용리액의 흐름에 역류 방향으로 이동하는 고체 흡착제의 이동층을 함유하는 단일 컬럼의 작동을 모의실험하는 것이다. 따라서, 종래의 정지층 시스템에서와 같이, 컬럼으로 이루어진 모의 이동층 시스템은, 용리액이 통과되는 고체 흡착제의 정체 층 (stationary bed)을 함유하지만, 모의 이동층 시스템에서 상기 작동은 연속 역류 이동층을 모의실험하는 것과 같다.
모의 이동층 크로마토그래피에 대한 공정 및 장비는 US 2,985,589호, US 3,696,107호, US 3,706,812호, US 3,761,533호, FR-A-2103302호, FR-A-2651148호 및 FR-A-2651149호를 포함하는, 여러 가지 특허들에서 기재되었고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 본 발명에 혼입된다. 주제는 또한 1993년 Marcel Dekker Inc, New York, Ganetsos 및 Barker에 의해 출간된 "Preparative and Production Scale Chromatography"에서 충분히 다루어졌고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 본 발명에 혼입된다.
실제 이동층 시스템은 모의 이동층 시스템의 작동과 유사하다. 그러나, 상기 공급 혼합물 및 용리액의 주입 지점을 변경하기 것 보다, 밸브 시스템의 수단에 의한 분리된 성분 수집 지점은, 일련의 흡착 유닛 (즉, 컬럼) 대신에, 공급 및 배출 지점 (drawoff point)에 대해 물리적으로 이동된다, 다시, 작동은 연속적 역류 이동층을 모의실험하는 것과 같다.
실제 이동층 크로마토그래피에 대한 공정 및 장비는 US 6,979,402호, US 5,069,883호 및 US 4,764,276호를 포함하는, 여러 가지 특허들에서 기재되었고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 본 발명에 혼입된다.
PUFA 생산물의 정제는 특히 간단하지 않다. 따라서, PUFA 생산물을 제조하기 위한 많은 적절한 공급원료는 크로마토그래피 장치에서 매우 비슷한 체류 시간 (retention time)을 갖는 다수의 다른 성분을 함유하는 매우 복잡한 혼합물이다. 그러므로, 이러한 공급원료로부터 치료학적으로 유용한 PUFAs을 분리하는 것을 매우 어렵다. 그러나, PUFA 생산물의 높은 순도는 특히 약학적 및 기능성 (nutraceutical) 적용에 대해, 요구된다. 따라서, 역사적으로, 증류는 고순도 PUFA 생산물이 요구된 경우 사용되어 왔다. 그러나, 전술된 바와 같이 민감한 PUFAs에 대한 분리 기술로서 증류를 사용하는 데 상당한 단점이 있다.
아직까지, 특히, 생선 오일과 같은 상업적으로 이용가능한 공급원료로부터, 고순도 PUFA 생산물, 예를 들어, 95 또는 97%를 초과하는 순도를 달성하기 위해 이용가능하게 만들어진 크로마토그래피의 기술은 없다.
통상적 모의 이동층 크로마토그래피 장치는 도 1를 참조하여 예시된다. 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피의 분리 공정의 개념은 컬럼의 버텀으로부터 상부로 진행하는 섹션들, 좀더 구체적으로는 네 개의 중첩된 서브-존 (sub-zone) I, II, III 및 IV로 분할된 정지 상 (stationary phase) S를 함유하는 수직상 크로마토그래피 컬럼을 고려하여 설명된다. 상기 용리액은 펌프 P의 수단에 의해 IE의 버텀에 도입된다. 분리될 성분 A 및 B의 혼합물은 서브-존 II 및 서브-존 III 사이의 IA + B에 도입된다. 주로 B를 함유하는 추출물 (extract)은 서브-존 I 및 서브-존 II 사이 SB에 수집되고, 주로 A를 함유하는 추출잔액 (raffinate)은 서브-존 III 및 서브-존 IV 사이 SA에 수집된다.
모의 이동층 시스템의 경우에 있어서, 상기 정지 상 S의 모의 하향 이동은 고체 상에 대한 도입 및 수집 지점의 이동에 의해 유발된다. 실제 이동층 시스템의 경우에 있어서, 정지 상 S의 모의 하향 이동은 도입 및 수집 지점에 대한 다양한 크로마토그래피 컬럼의 이동에 의해 유발된다. 도 1에 있어서, 용리액은 상향 흐르고, 혼합물 A + B는 서브-존 II 및 서브-존 III 사이에 주입된다. 상기 성분들은 정지 상, 예를 들어, 다공성 매체 상에 흡착과 이들의 크로마토그래피 상호작용에 따라 이동될 것이다. 상기 정지 상에 더 강한 친화도 (affinity)를 나타내는 상기 성분 B (더 느리게 흐르는 성분)는 상기 용리액에 의해 좀더 느리게 부유되어 나르게 (entrained)될 것이고, 지체되어 이를 따를 것이다. 상기 정지 상에 더 약한 친화도를 나타내는 상기 성분 A (더 빠르게 흐르는 성분)는 상기 용리액에 의해 쉽게 부유되어 나르게 될 것이다. 만약 파라미터들, 특히 각 서브-존에서 유속의 적절한 설정이, 정확하게 측정되고 조절된다면, 상기 정지 상에 더 약한 친화도를 나타내는 상기 성분 A는 추출잔액으로서 서브-존 III 및 서브-존 IV 사이에서 수집될 것이고, 상기 정지 상에 더 강한 친화도를 나타내는 상기 성분 B는 추출물로서 서브-존 I 및 서브-존 II 사이에서 수집될 것이다.
따라서, 도 1에 개략적으로 예시된 종래의 모의 이동층 시스템은 이원 분별 (binary fractionation)로 제한되는 것이 적절할 것이다.
따라서, 생선 오일과 같은 상업적으로 유용한 공급원료로부터 고순도 PUFA 생산물을 생산하기 위하여, 더 빠르고 더 느리게 흐르는 성분 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물) 모두로부터 PUFAs 또는 이들의 유도체를 분리할 수 있는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피의 분리 공정에 대한 요구가 있다. 표준 온도 및 압력 조건하에서 작동하는 저렴한 용리액을 포함할 수 있는 공정이 더욱 바람직하다.
놀랍게도, PUFA 생산물이 수성 유기 용매 용리액을 사용하는 모의 또는 실제 이동층 장치에 의해 생선 오일과 같은 상업적으로 이용가능한 공급원료로부터 효과적으로 정제될 수 있다는 것을 발견하였다.
따라서 본 발명은 공급 혼합물로부터 고도불포화 지방산 (PUFA) 생산물을 회수하기 위한 크로마토그래피의 분리 공정을 제공하고, 상기 공정은:
(i) 중간 생산물을 얻기 위하여, 용리액으로서, 수성 유기 용매를 함유하는 복수로 연결된 크로마토크래피를 갖는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치의 제1 분리 단계에서 공급 혼합물을 정제하는 단계; 및
(ii) PUFA 생산물을 얻기 위하여, 용리액으로서, 수성 유기 용매를 함유하는 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼을 갖는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치를 사용하여 제2 분리 단계에서 (i)에서 얻어진 중간 생산물을 정제하는 단계를 포함하고; 여기서
(a) 제1 및 제2 분리 단계는 동일한 크로마토그래피 장치에서 연속적으로 수행되고, 상기 중간 생산물은 상기 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 회수되며, 상기 크로마토그래피 장치에서 공정 조건은, PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록, 상기 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 조정되거나; 또는
(b) 상기 제1 및 제2 분리 단계는 별도의 제1 및 제2 크로마토그래피 장치 각각에서 수행되고, 상기 제1 분리 단계로부터 얻어진 상기 중간 생산물은 상기 제2 크로마토그래피 장치로 도입되며, 상기 PUFA 생산물은 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리된다.
또한 본 발명의 공정에 의해 얻어질 수 있는 PUFA 생산물은 제공된다.
본 발명의 공정에 의해 생산된 PUFA 생산물은 고수율 및 고수율로 생산된다. 더군다나, PUFAs의 증류로부터 통상적으로 일어나는 특유의 불순물의 함량은 매우 낮다. 본 발명에 사용된 바와 같은, 용어 "이성질체 불순물"은 PUFA-함유 천연 오일의 증류 동안 통상적으로 생산된 이들 불순물을 표시하기 위해 사용된다. 이들은 PUFA 이성질체, 과산화 (peroxidation) 및 올리고중합 (oligomerization) 생산물을 포함한다.
도 1은 이원 혼합물 (binary mixture)을 분리하기 위한 모의 또는 실제 이동층 공정의 기본 원리를 예시한다
도 2는 더 빠르고 및 더 느린 흐르는 성분들 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물)로부터 EPA를 분리하는데 적절한 본 발명의 제1 바람직한 구현 예를 예시한다.
도 3은 더 빠르고 더 느리게 흐르는 성분들 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물)로부터 DHA를 분리하는데 적절한 본 발명의 제2 바람직한 구현 예를 예시한다.
도 4는 더 빠르고 더 느리게 흐르는 성분들 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물)로부터 EPA를 분리하는데 적절한 본 발명의 좀더 상세한 제1 바람직한 특정 구현 예를 예시한다.
도 5는 더 빠르고 더 느리게 흐르는 성분들 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물)로부터 DHA를 분리하는데 적절한 본 발명의 좀더 상세한 제2 바람직한 구현 예를 예시한다.
도 6은 더 빠르고 더 느리게 흐르는 성분들 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물)로부터 EPA를 분리하는데 적절한 본 발명의 제1 바람직한 구현 예에 대한 좀더 상세한 선택적 방법을 예시한다.
도 7은 더 빠르고 더 느리게 흐르는 성분들 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물)로부터 DHA를 분리하는데 적절한 본 발명의 제2 바람직한 구현 예에 대한 좀더 상세한 선택적 방법을 예시한다.
도 8은 더 빠르고 더 느리게 흐르는 성분들 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물)로부터 EPA를 정제하기 위한 본 발명의 특히 바람직한 구현 예를 예시한다.
도 9는 더 빠르고 더 느리게 흐르는 성분들 (즉, 큰 극성 및 작은 극성 불순물)로부터 EPA를 정제하기 위한 본 발명의 특히 바람직한 구현 예의 선택적 방법을 예시한다.
도 10은 본 발명의 크로마토그래피 분리 공정이 수행될 수 있는 세 가지 방식을 예시한다.
도 11은 본 발명의 공정에서 공급 혼합물로서 적절하게 사용될 수 있는 EPA-풍부 공급 원료의 HPLC 분석을 나타낸다.
도 12는 본 발명에 따른 공정의 제1 분리 단계로부터 추출잔액 (R) 및 추출물 (E) 스트림의 HPLC 분석을 나타낸다.
도 13은 본 발명에 따른 공정의 제2 분리 단계로부터 추출잔액 (R) 및 추출물 (E) 스트림의 HPLC 분석을 나타낸다.
도 14는 본 발명에 따른 공정의 제2 분리 단계로부터 추출물 스트림의 더욱 상세한 HPLC 분석을 나타낸다.
도 15는 SMB에 의해 생산된 DHA생산물의 GC FAMES 흔적 (trace)을 나타낸다.
도 16은 증류에 의해 생산된 DHA 생산물의 GC FAMES 흔적을 나타낸다.
본 발명의 크로마토그래피의 분리 공정은, 공급 혼합물로부터, 고도불포화 지방산 (PUFA) 생산물을 회수하기 위한 크로마토그래피의 분리 공정과 통상적으로 다르고, 상기 공정은, 용리액으로서, 수성 알코올을 함유하는 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼을 갖는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치에 공급 혼합물을 도입하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 장치는 적어도 제1 존 및 제2 존을 포함하는 복수의 존을 가지며, 각각의 존은 액체가 상기 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼으로부터 수집될 수 있는 추출물 스트림 및 추출잔액 스트림을 가지며, 그리고 여기서 (a) 큰 극성 성분과 함께 상기 PUFA 생산물을 함유하는 추출잔액 스트림은 상기 제1 존에서 컬럼으로부터 수집되고, 상기 제2 존에서 인접하지 않은 컬럼에 도입되며, 및/또는 (b) 작은 극성 성분과 함께 상기 PUFA 생산물을 함유하는 추출물 스트림은 상기 제2 존에서 컬럼으로부터 수집되고, 상기 제1 존에서 인접하지 않는 컬럼에 도입되며, 상기 PUFA 생산물은 각 존에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리된다.
이러한 구현 예에 사용된 바와 같은, 상기 용어 "존"은, 공급 혼합물 스트림에 대한 하나 이상의 주입 지점, 물 및/또는 유기 용매에 대한 하나 이상의 주입 지점을 구비하며, 용리액으로서, 수성 유기 용매, 액체가 상기 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼으로부터 수집될 수 있는 추출잔액 제거 스트림, 및 액체가 상기 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼으로부터 수집될 수 있는 추출물 제거 스트림을 함유하는 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼을 가리킨다. 통상적으로, 각 존은 공급 혼합물에 대한 오직 하나의 주입 지점을 갖는다. 하나의 구현 예에 있어서, 각 존은 상기 수성 유기 용매 용리액을 위한 오직 하나의 주입 지점을 갖는다. 또 다른 구현 예에 있어서, 각 존은 물 및/또는 유기 용매를 위한 둘 이상의 주입 지점을 갖는다.
본 구현 예의 또 다른 상세 설명은 국제 특허 출원 PCT/GB10/002339에서 확인된 것이고, 이것의 전문은 참고문헌으로 혼입된다. 본 발명의 크로마토그래피의 분리 공정은 통상적으로 PCT/GB10/002339에 개시된 공정 이외의 것이다.
본 발명에 사용된 바와 같은, 상기 용어 "PUFA 생산물"은, 통상적으로 영양학적 또는 약학적인 의미의 하나 이상의 고도불포화 지방산 (PUFAs), 및/또는 이의 유도체를 포함하는 생산물을 가리킨다. 통상적으로, 상기 PUFA 생산물은 단일 PUFA 또는 이의 유도체이다. 선택적으로, 상기 PUFA 생산물은 둘 이상의 PUFAs 또는 이의 유도체들의 혼합물, 예를 들어 두 개의 혼합물이다.
상기 용어 "고도불포화 지방산" (PUFA)은 하나 이상의 이중 결합을 함유하는 지방산을 가리킨다. 이러한 PUFAs는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 본 발명에 사용된 바와 같은, PUFA 유도체는 모노-, 디-, 또는 트리-글리세라이드, 에스테르, 인지질, 아미드, 락톤, 또는 염의 형태의 PUFA이다. 트리글리세라이드 및 에스테르는 바람직하다. 에스테르는 좀더 바람직하다. 에스테르는 통상적으로 알킬 에스테르, 바람직하게는 C1-C6 알킬 에스테르, 좀더 바람직하게는 C1-C4 알킬 에스테르이다. 에스테르의 예로는 메틸 및 에틸 에스테르를 포함한다. 에틸 에스테르는 가장 바람직하다.
통상적으로, 상기 PUFA 생산물은 적어도 하나의 ω-3 또는 ω-6 PUFA, 바람직하게는 적어도 하나의 ω-3 PUFA를 포함한다. ω-3 PUFAs의 예로는 알파-리놀렌산 (ALA), 스테아리돈산 (stearidonic acid) (SDA), 에이코사트리엔산 (eicosatrienoic acid) (ETE), 에이코사테트라에노산 (eicosatetraenoic acid) (ETA), 에이코사펜타엔산 (eicosapentaenoic acid) (EPA), 도코사펜타엔산 (docosapentaenoic acid) (DPA), 및 도코사헥사엔산 (docosahexaenoic acid) (DHA)을 포함한다. SDA, EPA, DPA 및 DHA은 바람직하다. EPA 및 DHA는 좀더 바람직하다. ω-6 PUFAs의 예로는 리놀렌산 (LA), 감마-리놀렌산 (GLA), 이코사디엔산 (eicosadienoic acid), 디호모-감마-리놀렌산 (dihomo-gamma-linolenic acid) (DGLA), 아라키돈산 (arachidonic acid) (ARA), 도카사디엔산 (docosadienoic acid), 아드렌산 (adrenic acid) 및 도카사펜타논 (ω-6) 산을 포함한다. LA, ARA, GLA 및 DGLA는 바람직하다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 PUFA 생산물은 EPA 및/또는 EPA 에틸 에스테르 (EE)이다.
또 다른 구현 예에 있어서, 상기 PUFA 생산물은 DHA 및/또는 DHA 에틸 에스테르 (EE)이다.
또 다른 구현 예에 있어서, 상기 PUFA 생산물은 EPA 및 DHA 및/또는 EPA EE 및 DHA EE의 혼합물이다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 PUFA 생산물은 90% 순도 초과, 바람직하게는 95% 순도 초과, 및 좀더 바람직하게는 97% 순도를 초과하여 생산된 EPA 또는 EPA 에틸 에스테르이다.
통상적으로, 상기 PUFA 생산물에 부가하여, 부가적 2차 PUFA 생산물은 본 발명의 크로마토그래피의 분리 공정에서 수집된다. 바람직하게는, 상기 PUFA 생산물은 EPA이고, 부가적 2차 PUFA 생산물은 DHA이다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 있어서, 상기 장치는 EPA 및 DHA의 농축 혼합물인 PUFA 생산물을 수집하도록 형상화된다. 따라서, 사용된 공급 혼합물은 EPA, DHA, EPA 및 DHA보다 더 극성인 성분, 및 EPA 및 DHA보다 작은 극성인 성분을 함유한다. 제1 분리 단계에 있어서, EPA 및 DHA보다 작은 극성 물질은 통상적으로 제거된다. 제2 분리 단계에 있어서, EPA 및 DHA보다 큰 극성인 물질은 통상적으로 제거되고, EPA 및 DHA의 농축 혼합물은 PUFA 생산물로서 수집된다.
본 발명의 공정에 의해 분별화하기 위한 적절한 공급 혼합물은 식물 및 동물 오일 및 지방을 포함하는 천연 소스, 및 유전자 변형 식물, 동물, 및 효모를 포함하는 미생물로부터 얻어진 오일은 포함하는 합성 소스로부터 얻어질 수 있다. 예로는 생선 오일, 조류 및 미세조류 오일 및 식물 오일, 예를 들어, 서양지치유 (borage oil), 에치엄유 (Echium oil) 및 달맞이 꽃 오일 (evening primrose oil)을 포함한다. 하나의 구현 예에 있어서, 상기 공급 혼합물은 생선 오일이다. 또 다른 구현 예에 있어서, 상기 공급 혼합물은 조류 오일이다. 조류 오일은 원하는 PUFA 생산물이 EPA 및/또는 DHA인 경우 특히 적절하다. 유전자 변형 잇꽃 (Safflower) 오일은 원하는 PUFA 생산물이 GLA인 경우 특히 적절하다. 유전자 변형 효모는 원하는 PUFA 생산물이 EPA인 경우 특히 적절하다.
특히 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 공급 혼합물은 생선 오일 또는 생선-오일 유도된 공급원료이다. 생선-오일 또는 생선-오일 유도된 공급 원료가 사용된 경우, EPA 또는 EPA 에틸 에스테르 PUFA 생산물은 90% 초과 순도, 바람직하게는 95% 초과 순도, 및 좀더 바람직하게는 97% 초과 순도로 본 발명의 공정에 의해 생산될 수 있다는 것을 발견하였다.
상기 공급 혼합물은 본 발명의 공정에 의한 분별 전에 화학 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 이것은, 특정한 경우에 있어서, 결정제 (crystallisation), 분자 증류 (molecular distillation), 요소 분별 (urea fractionation), 질산은 또는 다른 금속 염 용액으로 추출, 요오드락톤화 (iodolactonisation) 또는 초임계 유체 분별 (supercritical fluid fractionation)과 같은 선택적 공정을 수반하는 글리세라이드 트랜스에스테르화 (transesterification) 또는 글리세라이드 가수분해를 수행할 수 있다. 선택적으로, 공급 혼합물은 초기 처리 단계가 없이 직접적으로 사용될 수 있다.
상기 공급 혼합물은 PUFA 생산물 및 적어도 하나 큰 극성 성분 및 적어도 하나 작은 극성 성분을 통상적으로 함유한다. 상기 작은 극성 성분은 상기 PUFA 생산물보다 본 발명의 공정에서 사용된 흡착제에 더 강하게 점착된다. 작동 동안, 이러한 작은 극성 성분은 액체 용리액 상에 우선하여 상기 고체 흡착제 상으로 통상적으로 이동한다. 상기 큰 극성 성분은 상기 PUFA 생산물보다 본 발명의 공정에서 사용된 흡착제에 더 약하게 점착된다. 작동 동안, 이러한 큰 극성 성분은 상기 고체 흡착제 상에 우선하여 상기 액체 용리액 상으로 통상적으로 이동한다. 일반적으로, 큰 극성 성분은 추출잔액 스트림으로 분리될 것이고, 작은 극성 성분은 추출물 스트림으로 분리될 것이다.
상기 크고 작은 극성 성분의 예로는 (1) 천연 오일 (예를 들어, 해양 오일 또는 식물 오일)에서 발생하는 다른 화합물, (2) 저장, 정 제 및 이전 농축 단계 동안 형성된 부산물, 및 (3) 이전 농축 또는 정제 단계 동안 활용된 용매 또는 시약으로부터 오염물을 포함한다.
(1)의 예로는 다른 원하지 않는 PUFAs; 포화 지방산; 스테롤, 예를 들어, 콜레스테롤; 비타민; 및 폴리클로로바이페닐 (polychlorobiphenyl) (PCB), 다가방향족 탄화수소 (polyaromatic hydrocarbon) (PAH) 농약 (pesticides), 염소계 농약 (chlorinated pesticides), 다이옥신 (dioxines) 및 중금속과 같은, 환경 오염 물질을 포함한다. PCB, PAH, 다이옥신 및 염소계 농약은 모두 높은 비-극성 성분이다.
(2)의 예로는 PUFA 생산물, 예를 들어, 지방산 또는 이의 유도체의 자가-산화 중합 생산물로부터 산화 또는 분해 생산물 및 이성체를 포함한다.
(3)의 예로는 상기 공급 혼합물로부터 포화 또는 모노-불포화 지방산을 제거하기 위해 첨가될 수 있는 요소를 포함한다.
바람직하게는, 상기 공급 혼합물은 PUFA-함유 해양 오일 (예를 들어, 생선 오일), 좀더 바람직하게는 EPA 및/또는 DHA를 포함하는 해양 오일 (예를 들어, 생선 오일)이다.
본 발명의 공정에 의해 농축된 EPA (EE)을 제조하기 위한 통상적 공급 혼합물은 50-75% EPA (EE), 0 내지 10% DHA (EE), 및 다른 필수 ω-3 및 ω-6 지방산을 포함하는 다른 성분을 포함한다.
본 발명의 공정에 의한 농축된 EPA (EE)을 제조하기 위한 바람직한 공급 혼합물은 55% EPA (EE), 5% DHA (EE), 및 다른 필수 ω-3 및 ω-6 지방산을 포함하는 다른 성분을 포함한다. DHA (EE)는 EPA(EE)보다 작은 극성이다.
본 발명의 공정에 의해 농축된 EPA (EE)을 제조하기 위한 통상적 공급 혼합물은 50-75% EPA (EE), 0 내지 10% DHA (EE), 및 다른 필수 ω-3 및 ω-6 지방산을 포함하는 다른 성분을 포함한다.
본 발명의 공정에 의해 농축된 DHA (EE)을 제조하기 위한 바람직한 공급 혼합물은 75% DHA (EE), 7% EPA (EE) 및 다른 필수 ω-3 및 ω-6 지방산을 포함하는 다른 성분을 포함한다. EPA (EE)는 DHA (EE)보다 더 큰 극성이다.
본 발명의 공정에 의해 EPA (EE) 및 DHA (EE)의 농축 혼합물을 제조하기 위한 통상적 공급 혼합물은 33% 초과 EPA (EE), 및 22% 초과 DHA (EE)를 포함한다.
본 발명의 공정의 각 분리 단계는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치에서 수행된다.
어떤 공지의 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치는 상기 장치가 본 발명의 공정에 따라 사용되는 한, 본 발명의 방법의 목적을 위해 활용될 수 있다. US 2,985,589호, US 3,696,107호, US 3,706,812호, US 3,761,533호, FR-A-2103302호, FR-A-2651148호, FR-A-2651149호, US 6,979,402호, US 5,069,883호 및 US 4,764,276호에서 기재된 이들 장치는 만약 본 발명의 공정에 따라 설계된다면 모두 사용될 수 있다.
이러한 구현 예에 있어서, 상기 용어 "모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치"는 통상적으로 공급 혼합물을 위한 하나 이상의 주입점, 물 및/또는 유기 용매를 위한 하나 이상의 주입점을 구비하며, 용리액으로서, 수성 유기 용매, 액체가 상기 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼으로부터 수집될 수 있는 추출잔액 제거 스트림, 및 액체가 상기 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼으로부터 수집될 수 있는 추출물 제거 스트림을 함유하는 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼을 가리킨다.
본 발명의 공정의 각 단계에서 사용된 크로마토그래피 장치는, 용리액으로서, 수성 유기 용매를 함유하는 직렬로 연결된 크로마토그래피 컬럼의 단일 배열을 갖는다. 통상적으로, 상기 크로마토그래피 컬럼의 각각은 그 컬럼에 인접하게 장치에서 두 개의 컬럼과 연결된다. 따라서, 상기 배열에서 제공된 컬럼으로부터 출력은, 상기 배열에서 용리액의 흐름에 대하여 다운스트림인, 상기 배열에서 인접한 컬럼의 입력으로 연결된다. 따라서, 용리액은 연결된 크로마토그래피 컬럼의 배열 주변을 흐를 수 있다. 통상적으로, 상기 크로마토그래피 컬럼은 상기 장치에서 비-인접한 컬럼에 연결되지 않는다.
본 발명에 사용된 바와 같은, 상기 용어 "비인접한"은, 예를 들어, 동일한 장치에서, 하나 이상의 컬럼, 바람직하게는 3 개 이상의 컬럼, 좀더 바람직하게는 5 개 이상의 컬럼, 가장 바람직하게는 약 5개 컬럼에 의해 분리된 컬럼을 가리킨다.
통상적으로, 각각의 장치는 공급 혼합물을 위한 오직 하나의 주입점을 갖는다. 하나의 구현 예에 있어서, 각각의 장치는 상기 수성 유기 용매 용리액을 위한 오직 하나의 주입점을 갖는다. 또 다른 구현 예에 있어서, 각각의 장치는 물 및/또는 유기 용매를 위한 둘 이상의 주입점을 갖는다.
상기 용어 "추출잔액"은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 실제 및 모의 이동층 크로마토그래피의 상황에 있어서, 이것은 상기 고체 흡착제 상과 비교하여 액체 용리액 상으로 좀더 빠르게 이동하는 성분의 스트림을 가리킨다. 따라서, 추출잔액 스트림은 통상적으로 큰 극성 성분이 풍부하고, 공급 스트림과 비교하여 작은 극성 성분을 고갈시킨다.
상기 용어 "추출물"은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 실제 및 모의 이동층 크로마토그래피의 상황에 있어서, 이것은 상기 액체 용리액 상과 비교하여 상기 고체 흡착제 상으로 더 빠르게 이동하는 성분의 스트림을 가리킨다. 따라서, 추출물 스트림은 통상적으로 작은 극성 성분이 풍부하고, 공급 스트림과 비교하여 큰 극성 성분을 고갈시킨다.
각 장치에 사용된 컬럼의 수는 특별히 제한되지 않는다. 당업자는 사용하는데 적절한 컬럼의 수를 쉽게 결정할 수 있을 것이다. 상기 컬럼의 수는 통상적으로 4 이상, 바람직하게는 6 이상, 좀더 바람직하게는 8 이상, 예를 들어, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 컬럼이다. 바람직한 구현 예에 있어서, 5 또는 6 컬럼, 좀더 바람직하게는 6 컬럼이 사용된다. 또 다른 바람직한 구현 예에 있어서, 7 또는 8 컬럼, 좀더 바람직하게는 8 컬럼이 사용된다. 통상적으로, 25 컬럼 이상은 없고, 바람직하게는 20 컬럼 이상이 없으며, 좀더 바람직하게는 15 컬럼 이상은 없다.
상기 제1 및 제2 분리 단계에서 사용된 크로마토그래피의 장치는 컬럼의 동일한 수를 통상적으로 함유한다. 어떤 적용에 대하여, 이들은 다른 수의 컬럼을 가질 수 있다.
상기 장치에서 사용된 상기 컬럼의 치수는 특별한 제한은 없고, 정제될 공급 혼합물의 부피에 의존할 것이다. 당업자는 사용하는데 적절한 크기인 컬럼을 쉽게 결정할 수 있다. 각 컬럼의 직경은 통상적으로 10 및 1000mm 사이, 바람직하게는 10 및 500mm 사이, 좀더 바람직하게는 25 및 250mm 사이, 좀더 바람직하게는 50 및 100mm 사이, 및 가장 바람직하게는 70 및 80mm 사이이다. 각 컬럼의 길이는 통상적으로 10 및 300 cm 사이, 바람직하게는 10 및 200 cm 사이, 좀더 바람직하게는 25 및 150cm 사이, 더더욱 바람직하게는 70 및 110 cm 사이, 및 가장 바람직하게는 80 및 100 cm 사이이다.
상기 제1 및 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피의 장치에서 컬럼은 통상적으로 동일한 치수를 갖지만, 어떤 적용에 대하여, 다른 치수를 가질 수 있다.
상기 컬럼에서 유속은 직렬의 컬럼을 가로지르는 최대 압력에 의해 제한되고, 상기 컬럼 치수 및 고체 상의 입자 크기에 의존할 것이다. 기술분야의 당업자는 효과적인 탈착 (desorption)을 보장하기 위하여 각 컬럼의 치수에 대한 요구된 유속을 쉽게 설정할 수 있을 것이다. 더 큰 직경의 컬럼은 상기 컬럼을 통한 선형 흐름 (linear flow)을 유지하기 위하여 더 빠른 흐름이 일반적으로 필요할 것이다.
상기 약술된 통상적 컬럼 크기에 대하여, 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 용리액의 유속은 통상적으로 1 내지 4.5L/min, 바람직하게는 1.5 내지 2.5 L/min이다. 통상적으로, 제1 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로부터 추출물의 유속은 0.1 내지 2.5L/min, 바람직하게는 0.5 내지 2.25 L/min이다. 상기 제1 분리 단계로부터 상기 추출물의 일부가 제1 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되는 구현 예에 있어서, 재순환 유속은 통상적으로 0.7 내지 1.4 L/min, 바람직하게는 약 1 L/min이다. 통상적으로, 제1 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로부터 추출잔액의 유속은 0.2 내지 2.5 L/min, 바람직하게는 0.3 내지2.0 L/min이다. 제1 분리 단계로부터 상기 추출잔액의 일부가 제1 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환된 구현 예에 있어서, 재순환의 유속은 통상적으로 0.3 내지 1.0 L/min, 바람직하게는 약 0.5 L/min이다. 통상적으로, 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 상기 공급 혼합물의 도입의 유속은 5 내지 150 mL/min, 바람직하게는 10 내지 100 mL/min, 좀더 바람직하게는 20 내지 60 mL/min이다.
상기 약술된 통상적 컬럼 크기에 대하여, 제2 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로 용리액의 유속은 1 내지 4 L/min, 바람직하게는 1.5 내지 3.5 L/min이다. 통상적으로, 제2 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로부터 상기 추출물의 유속은 0.5 내지 2 L/min, 바람직하게는 0.7 내지 1.9 L/min이다. 상기 제2 분리 단계로부터 추출물의 일부가 제2 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되는 구현 예에 있어서, 재순환 유속은 통상적으로 0.6 내지 1.4 L/min, 바람직하게는 0.7 내지 1.1 L/min, 바람직하게는 약 0.9 L/min이다. 통상적으로, 제2 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로부터 추출잔액의 유속은 0.5 내지 2.5 L/min, 바람직하게는 0.7 내지1.8 L/min, 좀더 바람직하게는 약 1.4 L/min이다. 제2 분리 단계로부터 상기 추출잔액의 일부가 제2 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환된 구현 예에 있어서, 재순환의 유속은 통상적으로 0.3 내지 1.0 L/min, 바람직하게는 약 0.5 L/min이다.
당업자에게 인식되는 바와 같이, 액체가 다양한 추출물 및 추출잔액 스트림을 통해 수집 또는 제거되는 속도에 대한 기준은, 시간의 양, 통상적으로 L/분로 제거된 액체의 부피를 의미한다. 유사하게, 액체가 장치, 통상적으로 상기 장치에서 인접한 컬럼으로 다시 재순환되는 속도에 대한 기준은, 시간의 양, 통상적으로 L/분로 재순환된 액체의 부피를 의미한다.
상기 단계 시간, 즉, 상기 공급 혼합물 및 용리액의 주입 지점을 이동하는 사이의 시간, 및 수집된 부분의 다양한 제거 점은, 특별히 제한되지 않지만, 사용된 컬럼의 수 및 치수, 및 상기 장치를 통한 유속에 의존한다. 당업자들은 본 발명의 공정에서 사용하기 위한 적절한 단계 시간을 쉽게 결정할 수 있다. 상기 단계 시간은 통상적으로 100 내지 1000초, 바람직하게는 200 내지 800 초, 좀더 바람직하게는 약 250 내지 약 750 초이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 100 내지 400초, 바람직하게는 200 내지 300 초, 좀더 바람직하게는 약 250 초의 단계 시간이 적절하다. 다른 구현 예에 있어서, 600 내지 900 초, 바람직하게는 700 내지 800 초, 좀더 바람직하게는 약 750 초의 단계 시간이 적절하다.
본 발명의 공정에 있어서, 실제 이동층 크로마토그래피가 바람직하다.
실제 및 모의 이동층 시스템에 대한 기술분야에서 알려진 종래의 흡착제는 본 발명의 공정에서 사용될 수 있다. 각 크로마토그래피 컬럼은 같거나 또는 다른 흡착제를 함유할 수 있다. 통상적으로, 각 컬럼은 동일한 흡착제를 함유한다.
이러한 일반적으로 사용된 물질의 예로는 중합체 비드 (polymeric bead), 바람직하게는 DVB (디비닐벤젠)로 망상형 폴리스테린; 및 실리카 겔, 바람직하게는 C8 또는 C18 알칼린, 특히 C18을 갖는 역상 결합된 (reverse phase bonded) 실리카 겔이다. C18 결합된 역상 실리카 겔은 바람직하다. 본 발명의 공정에서 사용된 흡착제는 바람직하게는 비-극성이다.
상기 흡착제 정지 상 물질의 모양은, 예를 들어, 구형 또는 비구형 비드, 바람직하게는 실질적으로 구형 비드일 수 있다. 이러한 비드는 통상적으로 5 내지 500 미크론, 바람직하게는 10 내지 500 미크론, 좀더 바람직하게는 15 내지 500 미크론, 좀더 바람직하게는 40 내지 500 미크론, 좀더 바람직하게는 100 내지 500 미크론, 좀더 바람직하게는 250 내지 500 미크론, 좀더 바람직하게는 250 내지 400 미크론, 가장 바람직하게는 250 내지 350 미크론의 직경을 갖는다. 몇몇 구현 예에 있어서, 5 내지 35 미크론의 직경을 갖는 비드가 사용될 수 있고, 통상적으로는 10 내지 30 미크론, 바람직하게는 15 내지 25 미크론이다. 몇몇 바람직한 입자 크기는 모의 및 실제 이동층 공정에서 지금까지 사용된 비드의 입자 크기보다 다소 크다. 더 큰 입자의 사용은 시스템에서 사용될 용리액의 더 낮은 압력을 가능하게 한다. 다음에, 이것은 비용 절감, 효율 및 상기 장치의 수명의 관점에서 유리하다. 놀랍게도, 더 큰 입자 크기의 흡착제 비드가 분해능에서 어떤 손실 없이 (이들의 연관된 장점으로) 본 발명의 공정에서 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
통상적으로 흡착제는 10 내지 50 nm, 바람직하게는 15 내지 45 nm, 더욱 바람직하게는 20 내지 40 nm, 가장 바람직하게는 25 내지 35 nm이다.
통상적으로, 본 발명의 공정은 15 내지 55℃, 바람직하게는 20 내지 40℃, 좀더 바람직하게는 약 30℃에서 수행된다. 따라서, 본 공정은 통상적으로 실온에서 수행되지만, 상승된 온도에서 수행될 수도 있다.
본 발명의 공정은 제1 및 제2 분리 단계를 포함한다.
이들 두 단계들은 단일 크로마토그래피 장치에서 쉽게 수행될 수 있다. 따라서, 하나의 구현 예에 있어서, (a) 제1 및 제2 분리 단계는 동일한 크로마토그래피 장치에서 연속적으로 수행되고, 상기 중간 생산물은 제1 및 제2 분리 단계 사이에 회수되며, 상기 크로마토그래피 장치에서 공정 조건들은, 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록, 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 조정된다. 상기 분리 공정의 바람직한 구현 예는 도 10a에 나타낸다. 따라서, 상기 제1 분리 단계 (좌측)는 8 컬럼을 갖는 SMB 장치에서 수행된다. 상기 중간 생산물이, 예를 들어, 용기에 회수되는, 제1 및 제2 분리 단계 사이에서, 상기 크로마토그래피 장치에서의 공정 조건은 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록 조정된다. 상기 제2 분리 단계 (우측)은 그 다음 8 컬럼을 갖는 동일한 SMB 장치에서 수행된다.
구현 예 (a)에 있어서, 상기 공정 조건을 조정하는 것은 통상적으로 전체로서 상기 장치에서 공정 조건을 조정, 즉, 조건이 다르도록 상기 장치를 물리적으로 변형시키는 것을 의미한다. 이것은 상기 공정 조건이 다르게 발생하는 동일한 장치의 다른 부분으로 다시 중간 생산물을 단순히 재도입하는 것을 의미하지 않는다.
선택적으로, 제1 및 제2 개별의 크로마토그래피 장치는 제1 및 제2 분리 단계에서 사용될 수 있다. 따라서, 또 다른 구현 예에 있어서, (b) 제1 및 제2 분리 단계는 개별의 제1 및 제2 크로마토그래피 장치 각각에서 수행되며, 상기 제1 분리 단계로부터 얻어진 중간 생산물은 제2 크로마토그래피 장치로 도입되고, 상기 PUFA 생산물은 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리된다.
구현 예 (b)에 있어서, 상기 두 개의 분리 단계는 연속적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.
따라서, 두 개의 분리 단계가 연속적으로 수행된 경우의 구현 예 (b)에 있어서, 상기 제1 및 제2 분리 단계는 개별의 제1 및 제2 크로마토그래피 장치 각각에 대해 연속적으로 수행되고, 상기 중산 생산물은 상기 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 회수되며, 상기 제1 및 제2 크로마토그래피 장치에서 공정 조건은, 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록 조정된다. 본 분리 공정의 바람직한 구현 예는 도 10b에 나타낸다. 따라서, 제1 분리 단계 (좌측)은 8 컬럼, 하나 내지 여덟 개를 갖는 SMB 장치에서 수행된다. 상기 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 상기 중간 생산물은, 예를 들어, 용기에 회수되고, 그 다음 제2 개별의 SMB 장치로 도입된다. 상기 제2 분리 단계 (우측)는 8 컬럼, 아홉 내지 열여섯을 갖는 제2 개별의 SMB 장치에서 수행된다. 상기 두 개의 크로마토그래피 장치에서 공정 조건은 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록 조정된다.
두 개의 분리 단계가 동시에 수행된 경우의 구현 예 (b)에 있어서, 제1 및 제2 분리 단계는 개별의 제1 및 제2 크로마토그래피 장치 각각에서 수행되며, 상기 중간 생산물은 상기 제2 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치에 도입되고, 상기 제1 및 제2 크로마토그래피 장치에서 공정 조건은 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록 조정된다. 이러한 분리 공정의 바람직한 구현 예는 도 10c에 나타낸다. 따라서, 상기 제1 분리 단계 (좌측)는 8 컬럼, 하나 내지 여덟 개를 갖는 SMB 장치에서 수행된다. 제1 분리 단계에서 얻어진 중간 생산물은 그 다음 상기 제2 분리 단계에 사용된 제2 개별의 크로마토그래피 장치로 도입된다. 상기 중간 생산물은 직접적 또는 간접적으로 제1 분리 단계로부터 제2 분리 단계로, 예를 들어, 용기를 통하여, 통과될 수 있다. 상기 제2 분리 단계 (우측)은 8 컬럼, 9 내지 16을 갖는 상기 제2 개별의 SMB 장치에서 수행된다. 상기 두 개의 크로마토그래피 장치에서 공정 조건은 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록 조정된다.
상기 두 개의 분리 단계가 동시에 수행된 경우의 구현 예 (b)에 있어서, 용리액은 상기 두 개의 개별 크로마토그래피 장치에서 개별적으로 순환한다. 따라서, 용리액은 어떤 용리액이 상기 제2 분리 단계에서 정제되고, 상기 제2 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로 도입된 상기 중간 생산물에서 용매로서 존재할 수 있는 용리액보다 두 개의 개별 크로마토그래피 장치들 사이에서 공유되지 않는다. 크로마토그래피 컬럼은 상기 제1 및 제2 분리 단계에 사용된 두 개의 개별 크로마토그래피 장치 사이에서 공유되지 않는다.
상기 중간 생산물이 상기 제1 분리 단계에서 얻어진 후, 상기 수성 유기 용매 용리액은 상기 중간 생산물이 상기 제2 분리 단계에서 정제되기 전에 부분적으로 또는 전체적으로 제거될 수 있다. 선택적으로, 상기 중간 생산물은 어떤 용매 존재의 제거 없이 상기 제2 분리 단계에서 정제될 수 있다.
전술된 바와 같이, 상기 PUFA 생산물은 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리된다. 구현 예 (a)에 있어서, 모든 분리 단계에 사용된 단일 SMB 장치의 공정 조건은 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록 상기 제 1 및 제2 분리 단계 사이에서 조정된다. 구현 예 (b)에 있어서, 상기 제1 및 제2 분리 단계에 사용된 상기 두 개의 개별 크로마토그래피 장치에서의 공정 조건은 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록 설정된다.
따라서, 상기 제1 및 제2 분리 단계에서 공정 조건은 변화한다. 변화하는 다양한 공정 조건은, 예를 들어, 사용된 컬럼의 크기, 사용된 컬럼의 수, 상기 컬럼에서 사용된 패킹, 상기 SMB 장치의 단계 시간, 상기 장치의 온도, 또는 상기 분리 단계에서 사용된 용리액을 포함할 수 있다.
상기 제1 분리 단계에서 얻어진 중간 생산물은 상기 공급 혼합물과 비교하여 상기 PUFA 생산물이 통상적으로 풍부하다.
상기 제1 분리 단계에서 얻어진 중간 생산물은 그 다음 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
상기 중간 생산물은 상기 제1 분리 공정에서 사용된 크로마토그래피의 장치로부터 추출잔액 또는 추출물 스트림으로 통상적으로 수집된다.
통상적으로, 상기 중간 생산물은 상기 제1 분리 단계에서 추출잔액 스트림으로서 수집되고, 상기 PUFA 생산물은 상기 제2 분리 단계에서 추출물 스트림으로 수집된다. 따라서, 상기 제1 분리 단계에서 수집된 추출잔액 스트림은 상기 제2 분리 단계에서 상기 공급 혼합물로서 사용된다. 상기 제1 분리 단계에서 수집된 추출잔액 스트림은 큰 극성 성분과 함께 상기 PUFA 생산물을 통상적으로 함유한다.
선택적으로, 상기 중간 생산물은 상기 제1 분리 단계에서 추출물 스트림으로 수집되고, 상기 PUFA 생산물은 상기 제2 분리 단계에서 상기 추출잔액 스트림으로 수집된다. 따라서, 상기 제1 분리 단계에서 수집된 추출물 스트림은 상기 제2 분리 단계에서 상기 공급 혼합물로 사용된다. 상기 제1 분리 단계에서 수집된 추출물 스트림은 작은 극성 성분과 함께 상기 PUFA 생산물을 통상적으로 함유한다.
상기 PUFA 생산물은 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리된다. 통상적으로, 본 발명의 공정의 각 분리 단계에서 분리된 성분은 다른 극성을 갖는다.
바람직하게는, 상기 PUFA 생산물은 상기 제1 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 작은 극성 성분으로부터 분리되고, 상기 PUFA 생산물은 상기 제2 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 큰 극성 성분으로부터 분리된다.
통상적으로, (a) 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로부터 추출물 스트림의 일부가 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되고; 및/또는
(b) 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로부터 상기 추출잔액 스트림의 일부가 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되며; 및/또는
(c) 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로부터 상기 추출물 스트림의 일부가 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되고; 및/또는
(d) 상기 제2 분리 단계에 사용된 상기 장치로부터 상기 추출잔액 스트림의 일부가 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환된다.
바람직하게는, (a) 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로부터 추출물 스트림의 일부가 상기 제1 분리 단계에 사용된 상기 장치로 다시 재순환되고; 및
(b) 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로부터 상기 추출잔액 스트림의 일부가 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되며; 및
(c) 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로부터 상기 추출물 스트림의 일부가 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되고; 및
(d) 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로부터 상기 추출잔액 스트림의 일부가 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환된다.
이러한 재순환은 통상적으로, 인접한 컬럼으로, 그 단계에 사용된 장치로 다시 제1 또는 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 밖으로 추출물 또는 추출잔액 스트림의 일부를 공급시키는 단계를 포함한다. 이러한 인접한 컬럼은 상기 시스템에서 용리액의 흐름에 대하여 다운스트림인 인접한 컬럼이다.
상기 제1 또는 제2 분리 단계에서 상기 추출물 또는 추출잔액 스트림을 통해 수집된 액체가 그 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로 다시 재순환된 속도는 그 스트림을 통해 수집된 액체가 그 단계에 사용된 상기 장치, 통상적으로 인접한 컬럼으로, 즉 상기 시스템에서 용리액의 흐름에 대한 다운스트림 컬럼으로 다시 공급된 속도이다.
도 9에서의 바람직한 구현 예를 참조하여 알 수 있다. 상기 제1 분리 단계에서 추출물의 재순환 속도는 상기 제1 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치의 컬럼 (2)의 버텀으로부터 수집된 추출물이 상기 제1 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치의 컬럼 (3)의 상부로 공급되는 속도, 즉 상기 제1 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치의 컬럼 (3)의 상부로의 액체의 유속이다.
상기 제2 분리 단계에서 추출물의 재순환 속도는 상기 제2 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치의 컬럼 (2)의 버텀에서 수집된 추출물이 상기 제2 분리 단계에 사용된 상기 크로마토그래피 장치의 컬럼 (3)의 상부로 공급되는 속도, 즉, 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (3)의 상부로의 액체의 유속이다.
상기 제1 및/또는 제2 분리 단계에 상기 추출물 및/또는 추출잔액 스트림의 재순환은 용기로 그 분리 단계에 그 스트림을 통해 수집된 액체를 공급시키고, 그 다음 통상적으로 인접한 컬럼으로, 그 분리 단계에 사용된 상기 장치로 다시 상기 용기로부터 그 액체의 양을 펌핑시켜 통상적으로 영향을 받는다. 이러한 경우에 있어서, 통상적으로 다시 인접한 컬럼으로, 상기 제1 및/또는 제2 분리 단계에서 특히 추출물 또는 추출잔액 스트림을 통해 수집된 액체의 재순환 속도는, 액체가 다시 상기 크로마토그래피 장치, 통상적으로 인접한 컬럼으로 상기 용기 외부로 펌핑되는 속도이다.
당업자에게 적절할 수 있는, 상기 용리액 및 공급원료 스트림을 통해 크로마토그래피 장치에 도입될 액체의 양은 장치로부터 제거된 액체의 양과 균형이되고, 및 상기 장치에 다시 재순환된다.
따라서, 도 9를 참조하여, 상기 추출물 스트림에 대하여, 상기 제1 및 제2 분리 단계 (D)에 사용된 상기 크로마토그래피 장치에 용리액 (탈착제 (desorbent))의 유속은 추출물이 특정 분리 단계 (D-E1 및 D-E2)에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로 다시 재순환되는 속도에 더하여 그 분리 단계에서 상기 추출물 스트림을 통해 수집된 액체가 용기 (E1 및 E2)에 축적되는 속도와 동일하다.
분리 단계로부터 상기 추출잔액 스트림에 대하여, 공급 원료가 그 특정 분리 단계 (F 및 R1)에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로 도입된 속도에 더하여 추출물이 그 특정 분리 단계 (D-E1 및 D-E2)에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로 다시 재순환된 속도는 추출잔액이 그 특정 분리 단계 (D+F-E1-R1 및 D+R1-E2-R2)에 사용된 상기 크로마토그래피 장치로 다시 재순환되는 속도에 더하여 그 특정 분리 단계에 상기 추출잔액 스트림을 통해 수집된 액체가 용기 (R1 및 R2)에 축적되는 속도와 동일하다.
크로마토그래피 장치로부터 특정 추출물 또는 추출잔액 스트림으로부터 수집된 액체가 용기에 축적되는 속도는 또한 그 크로마토그래피 장치로부터 그 추출물 또는 추출잔액 스트림의 제거의 순 속도 (net rate)로 생각될 수 있다.
본 발명의 공정에서 사용된 용리액은 수성 유기 용매이다.
상기 수성 유기 용매는 물 및 하나 이상의 알코올, 에테르, 에스테르, 케톤, 또는 니트릴 (nitriles), 또는 이의 혼합물을 통상적으로 포함한다.
알코올 용매는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 알코올은 통상적으로 단쇄 알코올이다. 알코올은 통상적으로 화학식 ROH이고, 여기서 R은 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알킬 그룹이다. 상기 C1-C6 알킬 그룹은 바람직하게는 치환되지 않는다. 알코올의 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, i-부탄올, s-부탄올 및 t-부탄올을 포함한다. 메탄올 및 에탄올이 바람직하다. 메탄올은 좀더 바람직하다.
에테르 용매는 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 에테르는 통상적으로 단쇄 에테르이다. 에테르는 통상적으로 화학식 R-O-R'이고, 여기서 R 및 R'는 같거나 또는 다르게, 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알킬 그룹을 나타낸다. 상기 C1-C6 알킬 그룹은 바람직하게는 치환되지 않는다. 바람직한 에테르는 디에틸에테르, 디이소프로필에테르, 및 메틸 t-부틸 에테르 (MTBE)를 포함한다.
에스테르 용매는 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 에스테르는 통상적으로 단쇄 에스테르이다. 에스테르는 통상적으로 화학식 R-(C=O)O-R'이고, 여기서 R 및 R'는 같거나 또는 다르게, 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알킬 그룹을 나타낸다. 바람직한 에스테르는 메틸아세테이트 및 에틸아세테이트를 포함한다.
케톤 용매는 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 케톤은 통상적으로 단쇄 케톤이다. 케톤은 통상적으로 화학식 R-(C=O)-R'이고, 여기서 R 및 R'는 같거나 또는 다르게, 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알킬 그룹을 나타낸다. 상기 C1-C6 알킬 그룹은 바람직하게는 치환되지 않는다. 바람직한 케톤은 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK)을 포함한다.
니트릴 용매는 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 니트릴은 통상적으로 단쇄 니트릴이다. 니트릴은 통상적으로 화학식 R-CN이고, 여기서 R은 직쇄 또는 분지형 C1-C6 알킬 그룹을 나타낸다. 상기 C1-C6 알킬 그룹은 바람직하게는 치환되지 않는다. 바람직한 니트릴은 아세토니트릴을 포함한다.
통상적으로, 상기 수성 유기 용매는 수성 알코올 또는 수성 아세토니트릴이다.
상기 수성 유기 용매는 바람직하게는 수성 메탄올 또는 수성 아세토니트릴이다. 수성 메탄올은 좀더 바람직하다.
통상적으로, 상기 용리액은 초임계 상태는 아니다. 통상적으로, 상기 용리액은 액체이다.
통상적으로, 전체 장치에서 상기 용리액의 평균 물:유기 용매의 비는 0.1:99.9 내지 9:91 부피부, 바람직하게는 0.25:99.75 내지 7:93 부피부, 더욱 바람직하게는 0.5:99.5 내지 6:94 부피부이다.
상기 수성 유기 용매가 수성 아세토니트릴인 경우, 상기 용리액은 통상적으로 30 중량% 물, 나머지 아세토니트릴을 함유한다. 바람직하게는, 상기 용리액은 5 내지 25 중량% 물, 나머지 아세토니트릴을 함유한다. 좀더 바람직하게는, 상기 용리액은 10 내지 20 중량% 물, 나머지 아세토니트릴을 함유한다. 더더욱 바람직하게는, 상기 용리액은 15 내지 25 중량% 물, 나머지 아세토니트릴을 함유한다.
통상적으로, 각 분리 단계에 사용된 상기 수성 유기 용매 용리액은 다른 물:유기 용매 비를 갖는다. 각 분리 단계에 사용된 물:유기 용매 비는 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리될 수 있도록 바람직하게 조정된다.
각 분리 단계에 사용된 상기 용리액의 용출력 (eluting power)은 통상적으로 다르다. 바람직하게는, 상기 제1 분리 단계에 사용된 상기 용리액의 용출력은 상기 제2 분리 단계에 사용된 상기 용리액의 것보다 더 크다. 실제로, 이것은 각 분리 단계에 사용된 물 및 유리 용매의 상대적인 양을 변화시켜 달성된다.
유기 용매의 선택에 의존하여, 이들은 물보다 더 강력한 탈착제일 수 있다. 선택적으로, 이들은 물보다 더 약한 탈착제일 수 있다. 예를 들어, 아세토니트릴 및 알코올은 물 보다 더 강력한 탈착제이다. 따라서, 상기 수성 유기 용매가 수성 알코올 또는 아세토니트릴인 경우, 상기 제1 분리 단계에 사용된 용리액에서 알코올 또는 아세토니트릴의 양은 상기 제2 분리 단계에 사용된 용리액에서 알코올 또는 아세토니트릴의 양보다 통상적으로 더 많다.
통상적으로, 상기 제1 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 비는 상기 제2 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 비보다 더 낮다. 따라서, 상기 제1 분리 단계에서 용리액은 통상적으로 상기 제2 분리 단계에서 용리액보다 더 많은 유기 용매, 바람직하게는 알코올, 좀더 바람직하게는 메탄올을 함유한다.
이러한 구현 예에 있어서, 각 분리 단계에 사용된 상기 수성 유기 용매가 다른 물:유기 용매 비를 갖는 경우, 상기 제1 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 비가 통상적으로 0:100 내지 5:95 부피부, 바람직하게는 0.1:99.9 내지 2.5:97.5, 좀더 바람직하게는 0.25:99.75 내지 2:98, 및 가장 바람직하게는 0.5:99.5 내지 1.5:98.5 부피부이다. 이들 구현 예에 있어서, 상기 제2 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 비는 통상적으로 2:98 내지 8:92 부피부, 바람직하게는 3:97 내지 7:93, 좀더 바람직하게는 4:96 내지 6:94, 및 가장 바람직하게는 4.5:95.5 내지 5.5:94.5 부피부이다.
특히 바람직한 구현 예에 있어서, 각 분리 단계에 사용된 상기 수성 유기 용매는 다른 물 유기 용매 함량을 가지며, 상기 제1 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 비는 바람직하게는 0.5:99.5 내지 1.5:98.5 부피부이고, 상기 제2 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 비는 바람직하게는 4.5:95:5 내지 5.5:94.5 부피부이다.
상기에서 언급된 각 분리 단계에서 물 및 유리 용매의 비가 크로마토그래피 장치의 전체 내에 평균 비인 것으로 인식될 것이다.
통상적으로, 각 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유리 용매 비는 상기 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에 하나 이상의 컬럼으로 물 및/또는 유기 용매를 도입하여 조절된다. 따라서, 예를 들어, 상기 제2 분리 단계보다 상기 제1 분리 단계에서 더 낮은 물:유기 용매 비를 달성하기 위하여, 물은 통상적으로 상기 제2 분리 단계보다 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 좀더 느리게 도입된다.
몇몇 구현 예에 있어서, 필수적으로 순수한 유기 용매 및 필수적으로 순순한 물은 각 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 다른 지점에 도입될 수 있다. 이들 두 개의 스트림의 상대적 유속은 상기 크로마토그래피 장치에서 전반적인 용매 프로파일을 결정할 것이다. 다른 구현 예에 있어서, 다른 유기 용매/물 혼합물은 각 분리 단계에 사용된 각 크로마토그래피 장치에서 다른 지점에 도입될 수 있다. 이것은 특정 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 둘 이상의 다른 유기 용매/물 혼합물을 도입하는 단계를 포함할 것이고, 각 유기 용매/물 혼합물은 다른 유기 용매:물 비를 갖는다. 이러한 구현 예에 있어서 상기 유기 용매/물 혼합물의 상대적인 유속 및 상대적인 농도는 그 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에 전반적인 용매 프로파일을 결정할 것이다.
특히 바람직하게는 구현 예에 있어서, (1) 큰 극성 성분과 함께 상기 PUFA 생산물을 함유하는 중간 생산물은 상기 제1 분리 단계에서 상기 추출잔액 스트림으로 수집되고, 상기 PUFA 생산물은 상기 제2 분리 단계에서 상기 추출물 스트림으로 수집되며; 또는
(2) 작은 극성 성분과 함께 상기 PUFA 생산물을 함유하는 중간 생산물은 상기 제1 분리 단계에서 상기 추출물 스트림으로 수집되고, 상기 PUFA 생산물은 상기 제2 분리 단계에서 추출잔액 스트림으로 수집된다.
특히 바람직한 구현 예 (1)는 공급 혼합물로부터 EPA을 정제하는데 적절하다.
특히 바람직한 구현 예 (1)는 도 2에서 예시된다. 상기 PUFA 생산물 (B) 및 큰 극성 (C) 및 작은 극성 (A) 성분들을 포함하는 공급 혼합물 F는 상기 제1 분리 단계에서 정제된다. 제1 분리 단계에 있어서, 상기 작은 극성 성분 (A)은 추출물 스트림 E1으로 제거된다. 상기 PUFA 생산물 (B) 및 큰 극성 성분들 (C)은 추출잔액 스트림 R1으로 수집된다. 추출잔액 스트림 R1은 그 다음 상기 제2 분리 단계에서 정제되는 중간 생산물이다. 상기 제2 분리 단계에 있어서, 상기 더 큰 극성 성분 (C)은 추출잔액 스트림 R2로서 제거된다. 상기 PUFA 생산물 (B)은 추출물 스트림 E2로서 수집된다.
이러한 구현 예는 도 4에 좀더 상세하게 예시된다. 도 4는 각 크로마토그래피 장치로 상기 유기 용매 탈착제 (D) 및 물 (W)의 도입의 지점을 나타낸 것을 제외하고, 도 2와 동일하다. 상기 유기 용매 탈착제 (D) 및 물 (W)은 함께 상기 용리액을 구성한다. 상기 (D)상은 통상적으로 필수적으로 순수 유기 용매이지만, 어떤 구현 예에 있어서, 주로 유기 용매를 포함하는 유기 용매/물 혼합물일 수 있다. 상기 (W) 상은 통상적으로 필수적인 순수한 물이지만, 특정한 구현 예에 있어서, 주로 물, 예를 들어, 98% 물/2% 메탄올 혼합물을 포함하는, 유기 용매/물 혼합물일 수 있다.
특히 바람직한 구현 예의 또 다른 예시는 도 6에 나타낸다. 여기서 개별의 물 주입 지점은 없고, 대신 수성 유기 용매 탈착제는 (D)에서 주입된다.
추출잔액 및 추출물 스트림으로 분리는 각 크로마토그래피 장치 내에 상기 용리액의 탈착력을 변화시켜 보조될 수 있다. 이것은 각 크로마토그래피 장치의 다른 지점에 상기 용리액의 유기 용매 (또는 유기 용매 풍부) 성분 및 물 (또는 물 풍부) 성분을 도입시켜 달성될 수 있다. 따라서, 통상적으로, 상기 유기 용매는 추출물 제거 점의 업스트림에 도입되고, 상기 물은 상기 시스템에서 용리액의 흐름에 대하여, 상기 크로마토그래피 장치에 공급의 도입 점 및 상기 추출물 제거 점 사이에 도입된다. 이것은 도 4에 나타낸다.
가장 바람직한 구현 예에서 사용하기 위한 통상적 용매는 수성 알코올 또는 수성 아세토니트릴, 바람직하게는 수성 메탄올이다.
통상적으로, 특히 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에 사용된 수성 유기 용매 용리액은 상기 제2 분리 단계에 사용된 용리액보다 더 유기 용매를 함유하는데, 즉, 상기 제1 단계에서 물:유기 용매 비가 상기 제2 단계에서 물:유기 용매 비보다 낮다.
특히 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에서 제1 추출잔액 스트림은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 상기 공급 혼합물의 도입 지점의 다운스트림에서 통상적으로 제거된다.
특히 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에서 제1 추출물 스트림은, 용리액의 흐름에 대하여, 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 상기 공급 혼합물의 도입 지점의 업스트림에서 통상적으로 제거된다.
특히 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 제2 분리 단계에서 제2 추출잔액 스트림은, 용리액의 흐름에 대하여, 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 중간 생산물의 도입 지점의 다운스트림에서 통상적으로 제거된다.
특히 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 제2 분리 단계에서 제2 추출물 스트림은, 용리액의 흐름에 대하여, 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 상기 중간 생산물의 도입 지점의 업스트림에서 통상적으로 제거된다.
통상적으로 특히 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 유기 용매 또는 수성 유기 용매는, 용리액의 흐름에 대하여, 제1 추출물 스트림의 제거 지점의 제1 분리 단계 업스트림에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
통상적으로 특히 바람직한 구현 예에 있어서, 물이 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된 경우, 상기 물은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제1 추출물 스트림의 제거 지점의 다운스트림이지만, 상기 공급 혼합물의 도입 지점의 상기 제1 분리 단계 업스트림에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
통상적으로 특히 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 유기 용매 또는 수성 유기 용매는, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제2 추출물 스트림의 제거 지점의 상기 제2 분리 단계 업스트림에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
통상적으로 특히 바람직한 구현 예에 있어서, 물이 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된 경우, 상기 물은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제2 추출물 스트림의 제거 지점의 다운스트림이지만 상기 중간 생산물의 도입 지점의 상기 제2 분리 단계 업스트림에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
특히 바람직한 구현 예 (2)는 공급 혼합물로부터 DHA를 정제하는데 적절하다.
특히 바람직한 구현 예 (2)는 도 3에 예시된다. 상기 PUFA 생산물 (B) 및 큰 극성 (C) 및 작은 극성 (A) 성분들을 포함하는 공급 혼합물 F은 상기 제1 분리 단계에서 정제된다. 상기 제1 분리 단계에 있어서, 더 큰 극성 성분 (C)은 추출잔액 스트림 R1으로 제거된다. 상기 PUFA 생산물 (B) 및 작은 극성 성분 (A)은 추출물 스트림 E1으로 수집된다. 추출물 스트림 E1은 그 다음 상기 제2 분리 단계에 정제된 중간 생산물이다. 상기 제2 분리 단계에 있어서, 더 작은 극성 성분 (A)은 추출물 스트림 E2로서 제거된다. 상기 PUFA 생산물 (B)은 추출잔액 스트림 R2로 수집된다.
이러한 구현 예는 도 5에 좀더 상세하게 예시된다. 도 5는 나타낸 각 크로마토그래피 장치로 상기 유기 용매 탈착제 (D) 및 물 (W)의 도입 지점을 제외하고는, 도 3과 동일하다. 상기와 같이, 상기 (D) 상은 통상적으로 필수적으로 순수 유기 용매이지만, 어떤 구현 예에 있어서, 주로 유기 용매를 포함하는 유기 용매/물 혼합물일 수 있다. 상기 (W) 상은 통상적으로 필수적으로 순수 물이지만, 어떤 구현 예에 있어서, 주로 물, 예를 들어, 98% 물/2% 메탄올 혼합물을 포함하는 유기 용매/물 혼합물일 수 있다.
특히 바람직한 구현 예의 또 다른 예시는 도 7에 나타낸다. 여기서 개별의 물 주입 지점이 없고, 대신 수성 유기 용매 탈착제는 (D)에서 주입된다.
가장 바람직한 구현 예에서 사용하기 위한 통상적 용매는 수성 알코올 또는 수성 아세토니트릴, 바람직하게는 수성 메탄올이다.
통상적으로 이러한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에 사용된 상기 수성 유기 용매 용리액은 상기 제2 분리 단계에 사용된 용리액보다 더 적은 유기 용매를 함유하고, 즉, 상기 제1 분리 단계에서 물:유기용매 비는 상기 제2 분리 단계보다 더 높다.
이러한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에서 제1 추출잔액 스트림은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 상기 공급 혼합물의 도입 지점의 다운스트림에서 통상적으로 제거된다.
이러한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에서 제1 추출물 스트림은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 상기 공급 혼합물의 도입 지점의 업스트림에서 통상적으로 제거된다.
이러한 구현 예에 있어서, 상기 제2 분리 단계에서 제2 추출잔액 스트림은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 상기 중간 생산물의 도입 지점의 다운스트림에서 통상적으로 제거된다.
이러한 구현 예에 있어서, 상기 제2 분리 단계에서 제2 추출물 스트림은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 상기 중간 생산물의 도입 지점의 업스트림에서 통상적으로 제거된다.
통상적으로 이러한 구현 예에 있어서, 상기 유기 용매 또는 수성 유기 용매는, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제1 추출물 스트림의 제거 지점의 제1 분리 단계 업스트림에서 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
통상적으로 이러한 구현 예에 있어서, 물이 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에 도입된 경우, 상기 물은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제1 추출물 스트림의 제거 지점의 다운스트림이지만 상기 공급 혼합물의 도입 지점의 상기 제1 분리 단계 업스트림에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
통상적으로 이러한 구현 예에 있어서, 상기 유기 용매 또는 수성 유기 용매는 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제2 추출물 스트림의 제거 지점의 제2 분리 단계 업스트림에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
통상적으로 이러한 구현 예에 있어서, 물이 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에 도입된 경우, 상기 물은, 용리액의 흐름에 대하여, 상기 제2 추출물 스트림의 제거 지점의 다운스트림이지만 상기 중간 생산물의 도입 지점의 상기 제2 분리 단계 업스트림에 사용된 크로마토그래피 장치로 도입된다.
본 발명의 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 분리 단계에 사용된 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피의 각각은 바람직하게는 8 개의 크로마토그래피 컬럼으로 이루어진다. 이들은 컬럼 1 내지 8이라 한다. 각 장치에 있어서, 상기 8개의 컬럼들은 컬럼 (1)의 버텀이 컬럼 (2)의 상부로 연결되고, 컬럼 (2)의 버텀은 컬럼 (3)의 상부로 연결되며 ..등등.., 그리고 컬럼 (8)의 버텀은 컬럼 (1)의 상부에 연결되도록 직렬로 배열된다. 이들 연결들은 다음 컬럼으로의 순환 스트림으로, 지지 용기 (holding container)를 통하여 선택적일 수 있다. 상기 시스템을 통한 용리액의 흐름은 컬럼 (1)으로부터 컬럼 (2)으로, 컬럼 (3)으로 등이다. 상기 시스템을 통한 흡착제의 효과적인 흐름은 컬럼 (8)으로부터 컬럼 (7)으로, 컬럼 (6)으로 등이다.
가장 바람직한 구현 예는 도 8에 예시된다. 상기 PUFA 생산물 (B) 및 큰 극성 (C) 및 작은 극성 (A) 성분들을 포함하는 공급 혼합물 F는 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에 컬럼 (5)의 상부로 도입된다. 유기 용매 흡착제는 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피의 컬럼 (1)의 상부로 도입된다. 물은 상기 제1 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (4)의 상부로 도입된다. 상기 제1 분리 단계에 있어서, 상기 작은 극성 성분 (A)은 컬럼 (2)의 버텀으로부터 추출물 스트림 E1으로 제거된다. 상기 PUFA 생산물 (B) 및 큰 극성 성분 (C)은 컬럼 (7)의 버텀으로부터 추출잔액 스트림 R1으로 제거된다. 추출잔액 스트림 R1은 컬럼 (5)의 상부에서 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에 도입되어, 그 다음 상기 제2 분리 단계에서 정제된 중간 생산물이다. 유기 용매 탈착제는 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 컬럼 (1)의 상부로 도입된다. 물은 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에 컬럼 (4)의 상부로 도입된다. 상기 제2 분리 단계에 있어서, 상기 큰 극성 성분 (C)는 컬럼 (7)의 버텀에서 추출잔액 스트림 R2로 제거된다. 상기 PUFA 생산물 (B)는 컬럼 (2)의 버텀에서 추출물 스트림 E2로 수집된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 유기 용매는 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (1)의 상부로 통상적으로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 물은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (4)의 상부로 통상적으로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 유리 용매는 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (1)의 상부로 통상적으로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 유리 용매는 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (4)의 상부로 통상적으로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 공급 스트림은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (5)의 상부로 통상적으로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 제1 추출잔액 스트림은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (7)의 버텀으로부터 중간 생산물로서 통상적으로 수집된다. 이러한 중간 생산물은 그 다음 상기 제2 분리 단계에서 정제되고, 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (5)의 상부로 통상적으로 도입된다. 상기 제1 추출잔액 스트림은 상기 제2 분리 단계에서 정제되기 전에 용기에 선택적으로 수집될 수 있다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 제1 추출물 스트림은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (2)의 버텀으로부터 통상적으로 제거된다. 상기 제1 추출물 스트림은 용기에 선택적으로 수집될 수 있고, 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (3)의 상부로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 제2 추출잔액 스트림은 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (7)의 버텀으로부터 통상적으로 제거된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 제2 추출물 스트림은 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (2)의 버텀으로부터 통상적으로 제거된다. 이러한 제2 추출물 스트림은 상기 정제된 PUFA 생산물을 통상적으로 함유한다. 상기 제2 추출물 스트림은 용기에서 선택적으로 수집될 수 있고, 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (3)의 상부로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 사용된 용리액은 통상적으로 수성 알코올, 바람직하게는 수성 메탄올이다. 상기 물:알코올 비는 통상적으로 0.5:99.5 내지 6:94 부피부이다.
통상적으로, 가장 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 상기 물:유기 용매 비는 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서의 물:유기 용매 비보다 더 낮다. 따라서, 상기 제1 분리 단계에서 용리액은 상기 제2 분리 단계에 사용된 용리액보다 더 많은 유기 용매를 통상적으로 함유한다.
이러한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에서 물:유기 용매 비는 통상적으로 0.5:99.5 내지 1.5:98.5 부피부이다. 상기 제2 분리 단계에서 물:유기 용매 비는 통상적으로 2:98 내지 6:94 부피부이다.
비록 도 8의 구현 예가 도 10a에서 나타낸 구조일 지라고,도 10b 및 10c에 나타낸 구조는 또한 이러한 구현 예에 사용될 수 있다.
더욱 바람직한 구현 예는 또한 도 9에 예시된다. 상기 PUFA 생산물 (B) 및 큰 극성 (C) 및 작은 극성 (A) 성분들을 포함하는 공급 혼합물 F는 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 컬럼 (5)의 상부로 도입된다. 수성 유기 용매 탈착제는 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 컬럼 (1)의 상부로 도입된다. 상기 제1 분리 단계에 있어서, 상기 작은 극성 성분들 (A)은 컬럼 (2)의 버텀으로부터 추출물 스트림 E1으로 제거된다. 상기 PUFA 생산물 (B) 및 큰 극성 성분들 (C)은 컬럼 (7)의 버텀으로부터 추출잔액 스트림 R1으로 제거된다. 추출잔액 스트림 R1은 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피의 컬럼 (4)의 상부로 도입되어 제2 분리 단계에서 정제된 중간 생산물이다. 수성 유기 용매 탈착제는 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 컬럼 (1)의 상부로 도입된다. 상기 제2 분리 단계에 있어서, 큰 극성 성분들 (C)은 컬럼 (7)의 버텀에서 추출잔액 스트림 R2로 제거된다. 상기 PUFA 생산물 (B)는 컬럼 (2)의 버텀에서 추출물 스트림 E2로 수집된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 수성 유기 용매가 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 컬럼 (1)의 상부로 통상적으로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 수성 유기 용매가 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 컬럼 (9)의 상부로 통상적으로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 공급 스트림은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 컬럼 (5)의 상부로 통상적으로 도입된다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 제1 추출잔액 스트림은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치에서 컬럼 (7)의 버텀으로부터 중간 생산물로 통상적으로 수집된다. 이러한 중간 생산물은 그 다음 상기 제2 분리 단계에서 정제되고, 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (5)의 상부로 통상적으로 도입된다. 상기 제1 추출잔액 스트림은 상기 제2 분리 단계에서 정제되기 전에 용기에 선택적으로 수집될 수 있다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 제1 추출물 스트림은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (2)의 버텀으로부터 통상적으로 제거된다. 상기 제1 추출물 스트림은 용기에 선택적으로 수집될 수 있고, 일부는 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (3)의 상부로 재도입한다. 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 다시 제1 분리 단계에서 상기 추출물 스트림을 통해 수집된 액체의 재순환 속도는 액체가 상기 용기로부터 컬럼 (3)의 상부에 펌프되는 속도이다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 제2 추출잔액 스트림은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (7)의 버텀으로부터 통상적으로 제거된다
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 제2 추출물 스트림은 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (2)의 버텀으로부터 통상적으로 수집된다. 이러한 제2 추출물 스트림은 상기 정제된 PUFA 생산물을 통상적으로 함유한다. 상기 제2 추출물 스트림은 용기에 선택적으로 수집될 수 있고, 일부는 상기 제1 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치의 컬럼 (3)의 상부로 재도입한다. 상기 제2 분리 단계에 사용된 크로마토그래피 장치로 다시 제2 분리 단계로부터 상기 추출물 스트림을 통해 수집된 액체의 재순환 속도는 액체가 상기 용기로부터 컬럼 (3)의 상부로 펌프되는 속도이다.
가장 바람직한 구현 예에 있어서, 사용된 용리액은 통상적으로 수성 알코올, 바람직하게는 수성 메탄올이다. 상기 물:알코올 비는 통상적으로 0.5:99.5 내지 6:94 부피부이다.
통상적으로, 가장 바람직한 구현 예에 있어서, 상기 제1 분리 단계에서 사용된 크로마토그래피의 장치에서 물:유기 용매 비는 상기 제2 분리 단계에서 사용된 크로마토그래피의 장치에서 물:유기 용매 비보다 더 낮다.
따라서, 상기 제1 분리 단계에서 사용된 용리액은 상기 제2 분리 단계에서 사용된 용리액 보다 더 많은 유기 용매를 통상적으로 함유된다.
상기 제1 분리 단계에서 물:유기 용매 비는 통상적으로 0.5:99.5 내지 1.5:98.5 부피부이다.
상기 제2 분리 단계에서 물:유기 용매 비는 통상적으로 2:98 내지 6:94 부피부이다.
비록 도 9의 구현 예가 도 10a에 나타낸 바와 같은 구조일지라도, 도 10b 및 10c에서 나타낸 구조는 또한 이러한 구현 예에 사용될 수 있다.
본 발명의 공정은 종래의 크로마토그래피 기술로 가능한 것보다 달성될 PUFA 생산물의 더 높은 순도를 허용한다. 본 발명의 공정에 의해 생산된 PUFA 생산물은 또한, 공지의 기술에 의해 제조된 오일에서 관찰된 것과 상당히 다른, 특별하게 유리한 불순물 프로파일을 갖는다. 따라서 본 발명은 PUFA 생산물, 예를 들어, 본 발명의 공정에 의해 얻어질 수 있는 PUFA 생산물을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
실제로, 본 발명의 공정은 컴퓨터에 의해 일반적으로 제어될 것이다. 따라서 본 발명은 또한 본 발명에 정의된 바와 같은 크로마토그래피 장치를 제어하기 위해 컴퓨터 프로그램을 제공하고, 상기 컴퓨터 프로그램은, 실행된 경우, 본 발명의 공정을 수행하도록 장치를 지시하는 코드 수단을 함유한다.
하기의 실시 예는 본 발명을 예시한다.
실시 예
실시 예 1
생선 오일 유도된 공급 원료 (55중량% EPA EE, 5 중량% DHA EE)는, 도 9에 개략적으로 예시된 시스템에 따른 용리액으로서 수성 메탄올 및 정지 상으로서 결합된 C18 실리카 겔 (입자 크기 5mm)을 사용하는 실제 이동층 크로마토그래피 시스템을 사용하여 분별된다. 8 컬럼들 (직경: 4.6mm, 길이: 250mm)은 도 9에 나타낸 바와 같이 직렬로 연결된다.
상기 공급 혼합물은 제1 분리 단계에서 SMB 장치를 통해 통과된다. 상기 제1 분리 단계에 있어서, 공정 조건은 DHA 및 다른 느리게 흐르는 불순물로부터 EPA를 정제하기 위해 조정된다. 다른 빠르게 흐르는 불순물과 함께 EPA는 중간 생산물로서 추출잔액 스트림에서 수집된다. DHA 및 다른 느리게 흐르는 불순물을 함유하는 추출물 스트림은 버려진다.
상기 SMB 장치의 공정 조건은 그 다음 상기 제2 분리 단계를 위해 조정된다. 상기 제2 분리 단계에 있어서, 상기 공정 조건은 더 빠르게 흐르는 불순물로부터 EPA 를 정제하기 위해 조정된다. 상기 제2 분리 단계에서 사용된 수성 메탄올 용리액은 상기 제1 분리 단계에서 사용된 수성 메탄올 용리액보다 더 높은 물:유기 용매 비를 갖는다. 상기 중간 생산물은 상기 제2 분리 단계에서 공급 혼합물로서 SMB 장치로 도입된다. 고 순도 EPA는 상기 추출물 스트림으로 수집된다. 빠르게 흐르는 불순물을 함유하는 추출잔액 스트림은 버려진다.
EPA는 ~95%의 최종 순도 및 ~95% 회수로 생산된다.
상기 공급원료의 HPLC 분석은 도 11로 나타낸다.
상기 제1 분리 단계로부터 추출잔액 (R) 및 추출물 (E) 스트림의 HPLC분석은 도 12로 나타낸다.
상기 제2 분리 단계로부터 추출잔액 (R) 및 추출물 (E) 스트림의 HPLC 분석은 도 13에서 나타낸다. 상기 제2 분리 단계로부터 추출물 스트림의 더욱 상세한 HPLC 분석은 도 14에 나타낸다.
도 12 및 13은 또한 제1 및 제2 분리 단계를 위한 공정 조건을 나타낸다.
비교 예 1
실험은 증류에 의해 제조된 유사 오일로 SMB에 의해 생산된 두 개의 PUFA 생산물에 존재하는 환경 오염의 양을 비교하기 위해 수행된다. 상기 오일의 오염 프로파일은 하기 표 1에 나타낸다.
파라미터 방출 사양 증류오일
[1]		 증류오일
[2]		 SMB에 의해 생산된 PUFA 생산물 [1] SMB에 의해 생산된 PUFA 생산물 [2]
폴리아로마틱 탄화수소 (PAH) (㎍/kg)
벤조피렌

NMT 2.0

0.90

0.90

<0.05

<0.05
불순물
다이옥신 및 퓨란 PCDDs 및 PCDFs1 )
(pg WHO-PCDD/F-TEQ/g)
PCBs (mg/kg)

다이옥신, 퓨란 및 다이옥신-유사 PCBs2 )의 합
(pg WHO- PCDD/F-PCB-TEQ/g)
NMT 2.0


NMT 0.09


NMT 10.0
0.46


0.0037


1.03
0.37


0.0103


0.466
0.2


0.0007


0.30
0.184


0.0012


0.298
1) 다이옥신 제한은 폴리염화 디벤제노-파라-다이옥신 (polychlorinated dibenzeno-para-dioxins) (PCDDs) 및 폴리염화 디벤조푸란 (polychlorinated dibenzofurans) (PCDFs)의 합을 포함하고, WHO-독성 등가 계수 (WHO-toxic equivalent factors) (TEFs)를 사용하는 세계 보건 기구 (WHO) 독성 등가로서 표시된다.
이것은 독성 우려 (toxicological concern)의 17 개의 개별 다이옥신 동족체에 관한 분석적 경과가 단일 양적 단위: TCDD 독성 등가 농도 또는 TEQ로 표시되는 것을 의미한다.
2) 다이옥신 및 퓨란에 대한 최대는 2pg/g로 남는다.
비교 예 2
실험은 증류에 의해 제조된 등가 오일로 비교된 SMB에 의해 제조된 오일에 존재하는 이성체 불순물의 양을 결정하기 위해 수행된다.
SMB에 의해 제조된 DHA-풍부 오일의 GC 흔적을 도 15에서 나타낸다. 상기 GC 흔적에서 이성체 불순물의 증거는 없다.
증류에 의해 제조된 오일의 GC 흔적은 도 16에 나타난다. DHA 피크보다 더 긴 용리 시간을 갖는 네 개의 피크는 DHA 이성질체에 상응한다. GC 흔적으로부터, 증류에 의해 제조된 오일이 약 1.5 중량%의 이성체 불순물을 함유하는 것을 알 수 있다.
비교 예 3
SMB 에 의해 생산된 두 개의 EPA-풍부 생산물은 증류에 의해 생산된 EPA-풍부 오일과 비교된다. 이들의 성분 PUFAs의 중량% 분석은 하기 표 2에 나타낸다.
지방산 SMB에 의해 생산된 PUFA 생산물 [1] SMB에 의해 생산된 PUFA 생산물 [2] 증류오일 [1] 증류오일 [2]
EPA (C20:5n-3) 98.33 97.04 98.09 98.14
DHA (C22:6n-3) 0.15 <LOD 0.34 < LOD
C18:3 n-3 < LOD 0.28 0.24 < LOD
C18:4 n-3 0.33 0.20 0.14 0.26
C20:4 n-3 0.14 0.45 0.18 0.46
C21:5 n-3 < LOD < LOD < LOD < LOD
C22:5 n-3 0.32 <LOD < LOD < LOD
총 오메가-3 99.27 97.97 98.94 98.86
C18:3n-6 < LOD < LOD 0.05 < LOD
C20:3 n-6 < LOD < LOD 0.13 0.11
C20:4 n-6 < LOD 0.21 0.26 0.37
총 오메가-6 < LOD 0.21 0.44 0.48
비교 예 4
SMB에 의해 생산된 EPA/DHA-풍부 생산물은 증류에 의해 생산된 EPA/DHA-풍부 오일과 비교된다. 이들의 성분 PUFAs의 중량% 분석은 하기 표 3에 나타낸다.
지방산 Maxomega 에틸 에스테르
(Omega-3 90 에틸 에스테르)
면적 %		 증류 에틸 에스테르
(Omega-3 90 에틸 에스테르1)
면적 %
EPA (C20:5n-3) 53.3 46.6
DHA (C22:6n-3) 32.9 38.2
총 EPA + DHA 86.2 84.8
C18:3 n-3 0.3 0.1
C18:4 n-3 1.2 2.0
C20:4 n-3 1.8 0.6
C21:5 n-3 2.7 1.8
C22:5 n-3 5.0 3.8
총 오메가-3 97.2 93.1
C18:2 n-6 0.2 0.1
C18:3n-6 <0.1 0.2
C20:3 n-6 <0.1 0.1
C20:4 n-6 2.0 2.6
C22:4 n-6 <0.1 0.1
C22:5 n-6 0.6 1.0
총 오메가-6 2.8 4.1

Claims (17)

  1. 공급 혼합물로부터 고도불포화 지방산 (PUFA) 생산물을 회수하기 위한 크로마토그래피의 분리 공정으로, 상기 공정은:
    (i) 중간 생산물을 얻기 위하여, 용리액으로서, 수성 유기 용매를 함유하는 복수로 연결된 크로마토크래피를 갖는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치의 제1 분리 단계에서 공급 혼합물을 정제하는 단계; 및
    (ii) 상기 PUFA 생산물을 얻기 위하여, 용리액으로서, 수성 유기 용매를 함유하는 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼을 갖는 모의 또는 실제 이동층 크로마토그래피 장치를 사용하여 제2 분리 단계에서 (i)에서 얻어진 중간 생산물을 정제하는 단계를 포함하고; 여기서
    (a) 제1 및 제2 분리 단계는 동일한 크로마토그래피 장치에서 연속적으로 수행되고, 상기 중간 생산물은 상기 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 회수되며, 상기 크로마토그래피 장치에서 공정 조건은, 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록, 상기 제1 및 제2 분리 단계 사이에서 조정되거나; 또는
    (b) 상기 제1 및 제2 분리 단계는 별도의 제1 및 제2 크로마토그래피 장치 각각에서 수행되고, 상기 제1 분리 단계로부터 얻어진 상기 중간 생산물은 상기 제2 크로마토그래피 장치로 도입되며, 상기 PUFA 생산물은 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되며,
    여기서 각각의 분리 단계에 사용된 수성 유기 용매 용리액은 다른 물:유기 용매 부피비를 가지고,
    여기서, (1) 상기 중간 생성물은 제1 분리 단계에서 추출잔액 스트림으로 수집되고, 그리고 상기 PUFA 생산물은 제2 분리 단계에서 추출물 스트림으로 수집되거나; 또는
    (2) 상기 중간 생성물은 제1 분리 단계에서 추출물 스트림으로 수집되고, 그리고 상기 PUFA 생산물은 제2 분리 단계에서 추출잔액 스트림으로 수집되는 크로마토그래피 분리 공정.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각각의 장치는 액체가 상기 복수로 연결된 크로마토그래피 컬럼으로부터 수집될 수 있는 추출물 스트림 및 추출잔액 스트림을 갖는 크로마토그래피 분리 공정.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 분리 단계에서 얻어진 중간 생성물은 상기 공급 혼합물과 비교하여 상기 PUFA 생산물이 풍부한 크로마토그래피 분리 공정.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 (1)의 PUFA 생산물은 제1 분리 단계에서 공급 혼합물의 PUFA 생산물보다 작은 극성 성분으로부터 분리되고, 그리고 제2 분리 단계에서 공급 혼합물의 PUFA 생산물보다 큰 극성 성분으로부터 분리되는 크로마토그래피 분리 공정.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 PUFA 생산물은 적어도 하나의 ω-3 PUFA를 포함하는 크로마토그래피 분리 공정.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 PUFA 생산물은 EPA, DHA, 또는 이들의 조합을 포함하는 크로마토그래피 분리 공정.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 용리액은 물 및 유기용매의 혼합물이고, 상기 유기용매는 알코올, 에테르, 에스테르, 케톤 및 니트릴 중 하나 이상인 크로마토그래피의 분리 공정.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 용리액은 물 및 메탄올의 혼합물인 크로마토그래피 분리 공정.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 공급 혼합물은 생선 오일 또는 생선-오일 유도된 공급원료이고, 상기 PUFA 생산물은 EPA 또는 EPA 에틸 에스테르이며, 상기 PUFA 생산물은 90% 초과 순도로 생산되는 크로마토그래피 분리 공정.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 공급 혼합물은 생선 오일 또는 생선-오일 유도된 공급원료이고, 상기 PUFA 생산물은 EPA 또는 EPA 에틸 에스테르이며, 상기 PUFA 생산물은 95% 초과 순도로 생산되는 크로마토그래피 분리 공정.
  11. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 공급 혼합물은 생선 오일 또는 생선-오일 유도된 공급원료이고, 상기 PUFA 생산물은 EPA 또는 EPA 에틸 에스테르이며, 상기 PUFA 생산물은 97% 초과 순도로 생산되는 크로마토그래피 분리 공정.
  12. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    (a) 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로부터 추출물 스트림의 일부는 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되고;
    (b) 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로부터 상기 추출잔액 스트림의 일부는 상기 제1 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되며;
    (c) 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로부터 상기 추출물 스트림의 일부는 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되고; 및
    (d) 상기 제2 분리 단계에 사용된 상기 장치로부터 상기 추출잔액 스트림의 일부는 상기 제2 분리 단계에 사용된 장치로 다시 재순환되는 것 중 하나 이상으로 수행되는 크로마토그래피 분리 공정.
  13. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    각각의 단계에 사용된 상기 물:유기 용매 부피비는 상기 PUFA 생산물이 각 분리 단계에서 상기 공급 혼합물의 다른 성분으로부터 분리되도록 조정되는 크로마토그래피 분리 공정.
  14. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 분리 단계에서 용리액의 물:유기 용매 부피비는 상기 제2 분리 단계에서 용리액의 물:유기 용매 부피비보다 낮은 크로마토그래피 분리 공정.
  15. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 부피비는 0.5:99.5 내지 1.5:98.5 부피부이고, 상기 제2 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 부피비는 4.5:95.5 내지 5.5:94.5 부피부인 크로마토그래피 분리 공정.
  16. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분리 단계에서 상기 용리액의 물:유기 용매 부피비는 상기 제1 및 제2 분리 단계에 사용된 상기 장치에서 하나 이상의 컬럼으로 물, 유기 용매, 또는 이들의 조합을 도입시켜 조절되는 크로마토그래피 분리 공정.
  17. 삭제
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