NL8004635A - Nieuwe sterolconcentraten, een werkwijze voor de win- ning daarvan en de toepassing daarvan in de fermen- tatieve steroltransformatie. - Google Patents

Description

* m J

: N.O. 29.073

Nieuwe sterolconcentraten, een werkwijze voor de winning daarvan en de toepassing daarvan in de fermentatieve steroltransformatie_____

De uitvinding heeft betrekking op nieuwe lichtgekleurde sterolconcentraten alsmede op een werkwijze voor de winning daarvan uit residuen van de verwerking van plantaardige en/of dierlijke vetten en/of oliën alsmede op de toe-5 passing daarvan bij de fermentatieve steroltransformatie tot waardevolle volgprodukten, in het bijzonder steroïde-tussentrappen.

Er bestaat een groeiende behoefte aan steroide-tussen-produkten voor de bereiding van farmaceutisch werkzame ver-10 bindingen. Deze behoefte wordt in toenemende mate gedekt door fermentatief gewonnen ontledingsprodukten van sterolen.

Bij een dergelijke microbiële ontleding werden de sterolen tot dusverre in zuivere of in zeer sterk verrijkte vorm gebruikt. Door toevoeging van emulgeermiddelen wordt gezorgd 13 voor een geschikte verdeling van de sterolen in de voedings-oplossing in water. Daarbij moet verzekerd zijn dat de begeleidende stoffen van de sterolen niet alleen de gewenste homogenisering van het voedingsmedium veroorzaken; de begeleidende stoffen mogen ook de groei van microörganismen 20 alsmede de gewenste sterol-ontleding niet storen.

De zuivering van sterolverbindingen van natuurlijke oorsprong uit plantaardige en/of dierlijke oliën en/of vetten waarin zij als begeleidende stoffen in kleine concentraties aanwezig zijn is op zichzelf een ingewikkeld proces.

25 Volgens het Britse octrooischrift 489.623 worden natuurlijke vetten of oliën onderworpen aan een moleculaire destil-latie. Daarbij wordt een met sterolverbindingen verrijkte fractie gewonnen waaruit het sterol door selectieve oplosmiddelen eventueel onder vooraf verzepen van de begeleiden-30 de stoffen in deze fractie kan worden gewonnen. Ook volgens het Britse octrooischrift 403.94-8 wordt onder andere een destillatie van sterolverbindingen onder sterk verminderde druk uitgevoerd. In dit octrooischrift wordt voorgesteld bij de destillatie meesleepmiddelen toe te voegen die in 35 hetzelfde kooktraject koken als de sterolverbindingen en _.........._die samen met deze middelen overdestilleren. Daarbij geldt d als eis dat deze meesleepmiddelen daarna door fysische of chemische maatregelen van de sterolverbindingen kunnen worden gescheiden. Een soortgelijke werkwijze in in het Amerikaanse octrooischrift 2.146.894 beschreven. Daarbij die-5 nen ter bevordering van de vacuumdestillatie van hoogkoken-de natuurlij'ke stoffen meesleepmiddelen van de meest verschillende oorsprong te worden gebruikt; bijvoorbeeld kunnen worden genoemd vetzuren, esters, zoals alifatische fta-laten, benzylftalaat, diglyceroltetrapropionaat, minerale 10 oliefracties, terpenen en dergelijke. Ook volgens dit octrooischrift dient het meesleepmiddel van de eveneens overgedestilleerde natuurlijke stof te worden gescheiden, waarbij het niet schadelijk is dat beperkte hoeveelheden van de natuurlijke stof in het meesleepmiddel achterblijven, 15 daar dit middel opnieuw dient te worden gebruikt.

In het Duitse "Offenlegüngsschrift" 2.656.208 is een werkwijze voor de isolering van sterolen uit destillatie-resten van de vetverwerking beschreven, waarbij men de sterolen door herestering met methanol vrijmaakt en de stero-20 len vervolgens uit het heresteringsmengsel isoleert door adduktvorming met calciumchloride in een aprotisch oplos-- middel en onder geringe toevoeging van een protisch oplosmiddel.

De uitvinding gaat echter van het probleem uit sterol-25 verbindingen van natuurlijke oorsprong slechts in een beperkte mate in sterolconcentraten te verrijken, waarbij echter deze concentraten zodanig dienen te zijn dat zij direkt als uitgangsmateriaal voor de fermentatieve sterol-omzetting geschikt zijn. De begeleidende stoffen van de 50 sterolen in de nieuwe concentraten mogen de fermentatieve steroltransformatie niet storen, zij dienen veeleer in de zin van de uitvinding de uitvoering van de fermentatieve transformatie te vergemakkelijken. Volgens een ander aspect van de uitvinding dienen daarbij als uitgangsmateriaal 35 voor de winning van de nieuwe sterolconcentraten de in grote hoeveelheden ter beschikking staande destillatieres-ten van de technische verwerking van plantaardige en/of dierlijke vetten en/of oliën, dienen die tot dusverre in de meeste gevallen als afvalprodukten werden beschouwd.

40 Verrassenderwijze werd gevonden dat uit residuen van 8004635 3 r * de vermelde soort van de vetverwerking door een nieuwe eenvoudige combinatie van procestrappen lichtgekleurde sterol-concentraten kunnen worden gewonnen die bij sterolgehaltes van niet meer dan 50 gew.% direkt in de fermentatie kunnen 5 worden gebruikt en daarbij als waardevol uitgangsmateriaal dienen te worden beschouwd.

Tot het onderwerp van de uitvinding behoort derhalve als eerste uitvoeringsvorm een werkwijze voor de winning van een sterolverbindingen van natuurlijke oorsprong be-10 vattend concentraat dat als uitgangsmateriaal voor de fer-mentatieve steroltransformatie geschikt is, waarbij deze werkwijze gekenmerkt, doordat men destillatieresten uit de verwerking van natuurlijke vetten en/of oliën met een klein-moleculige alcohol herestert, het omzettingsprodukt 15 onderwerpt aan een kort-traject-destillatie en daarbij een hoofdfractie met een gehalte sterolverbindingen tot ongeveer 50 gew.% als gewenst produkt afscheidt.

De hoeveelheid van het in het destillaat aanwezige sterol is ongeveer 80 - 90 % van het oorspronkelijk in het 20 opwerkingsresidu aanwezige sterol. De begeleidende stoffen van het sterol in de volgens de uitvinding verkregen concentraten storen niet de fermentatie; zij veroorzaken in het concentraat zelfs een gewenste goede emulgeerbaarheid in de voedingsoplossing in water. Zij kunnen als vet-ehe-25 misch materiaal voor de microörganismen eveneens worden verteerd en worden eveneens zoals de overigens op gebruikelijke wijze toegevoegde vet-chemische emulgeermiddelen in verloop van de fermentatie mede afgebroken. De bijzonder ingewikkelde zuivering van sterolen voor de fermenta-30 tie vervalt door toepassing van de concentraten volgens de uitvinding.

Als uitgangsprodukten voor de werkwijze volgens e uitvinding voor de winning van de lichtgekleurde sterol-concentraten dienen destillatieresten van vetzuren uit de 35 technische splitsing van vetten of destillatieresten van vetzuuresters, bijvoorbeeld methylesters, uit de technische herestering van vetten. Als uitgangsvetten kunnen dierlijke of plantaardige vetten en ook hoeveelheden raffi-neringsafval, hoeveelheden verdampercondensaten of 40 "soapstock,,_vetzuren worden gebruikt.

Ann a ft 4

De destillatieresten worden in de praktijk gewoonlijk een aantal keren gesplitst of heresterd en gedestilleerd voor het bereiken van zo groot mogelijke splitsingsgraden of heresteringsgraden. Volgens de uitvinding zijn in het 5 bijzonder dergelijke, een aantal kéren heresterde of een aantal keren gesplitste destillatieresten als uitgangsmateriaal geschikt. In de volgens de uitvinding als uitgangsmateriaal bij voorkeur gebruikte destillatieresten zijn de sterolverbinding in concentraties van ongeveer 5-15 gew.% 10 als slecht vluchtige verbindingen verrijkt. Zij zijn daarbij overwegend in een met vetzuur veresterde vorm aanwezig. Dit geldt eveneens voor de sterolen in de residuen uit de herestering, daar bij de hoge temperaturen van de ester-destillatie een terug-verestering van de te voren vrijge-15 maakte sterolen plaats heeft.

Deze destillatieresten zijn zware produkten die bij kamertemperatuur gedeeltelijk vloeibaar, gedeeltelijk vast echter beneden 50°G gesmolten zijn. De zuurgetallen liggen in het geval van de residuen van vetzuurdestillaties bij 20 ongeveer 20 - 80, de verzepingsgetallen liggen ongeveer bij 120 - 160. Voor heresteringsresten uit de methylesterdestil-latie liggen de zuurgetallen beneden 10, de verzepingsgetallen bij ongeveer 140 - 180. Indien het sterolgehalte van een dergelijk residu niet voldoende groot is kan men dit 25 gehalte volgens de uitvinding door een splitsing met water bij hoge temperatuur en door een daaropvolgende vetzuur-destillatie op de gewenste hoogte brengen.

In een voor de werkwijze van de uitvinding belangrijke eerste trap worden de sterolen in de gekozen destillatie-30 resten door herestering met kleinmoleculige alcoholen in een autoclaaf vrijgemaakt. Als kleinmoleculige alcoholen komen bij voorkeur methanol, ethanol, propanol en ook butanol in aanmerking. Van bijzonder belang voor deze proces-trap is volgens de uitvinding methanol.

35 Doelmatig ligt de gewichtsverhouding methanol tot resi du voor deze procestrap in het gebied van 0,5 - 3^1» waarbij in het bijzonder het werken met een verhouding van de hoeveelheden van ongeveer 1:1 geschikt is. Naar grotere waarden is deze verhouding niet beperkt, principieel kunnen 40 8004635 tr ^ 5 ' dus willekeurig grote hoeveelheden methanol worden gebruikt.

De omzetting zelf wordt in een autoclaaf uitgevoerd; geschikte procestemperaturen liggen in het gebied van 180 -240°C, bij voorkeur wordt bij temperaturen van 200 - 220°C 5 gewerkt.

De herestering wordt bij voorkeur onder invloed van katalysatoren uitgevoerd, namelijk in het bijzonder alkalische katalysatoren. Als katalysator kan alkalimetaalalkano-laat worden toegevoegd, bijvoorbeeld natriummethylaat of 10 een alkalimetaalhydroxide, bijvoorbeeld KOH, geschikte hoeveelheden van de katalysator zijn bijvoorbeeld hoeveelheden tot ongeveer 0,5 gew.%, betrokken op de hoeveelheid van de gebruikte destillatierest. Maar ook zonder katalysator heeft een omzetting plaats, echter in sommige gevallen dui-15 delijk langzamer. De reactietijd is bij 220°C ongeveer 3 uren, bij 180°C ongeveer 6 uren.

Nadat de omzetting is geëindigd wordt de alkalische katalysator geneutraliseerd. Daarvoor zijn in het bijzonder verdunde minerale zuren geschikt, bijvoorbeeld verdund zwa-20 velzuur. Uit het reactiemengsel worden vervolgens de vrije alcohol en water verwijderd. Dit kan op eenvoudige wijze worden uitgevoerd door indampen bij temperaturen tot 120°C.

Het daarna verkregen residuprodukt wordt met water gewassen en bij temperaturen tot 120°C gedroogd. Er wordt een bij 25 kamertemperatuur moeilijk beweegbare massa of een sterk viskeuze vloeistof verkregen. Bij moeilijk uit te voeren wasprocessen kan ook na de omzetting van de destillatierest met methanol door toevoegen van beperkte hoeveelheden water een methanol bevattende fase worden afgescheiden en van ver-30 der wassen worden afgezien.

Het verkregen heresteringsprodukt wordt in de tweede voor de werkwijze van de uitvinding belangrijke trap aan de kort-traject-destillatie onder sterk verminderde druk onderworpen. Daarvoor zijn in het bijzonder de bekende dunne-35 laag-verdampingsinrichtingen geschikt. Daarbij worden bij voorkeur dunne-laag-verdampingsinrichtingen gebruikt waarde

van het traject van de verdampen hoeveelheid vanaf het ver-dampingsoppervlak van de dunne materiaalfilm tot de condensator betrekkelijk kort is en in de grootte-orde van bij-40 voorbeeld enkele centimeters ligt. Apparatief kan dit bij-O A Λ / £ TK

6 voorbeeld zoals bekend worden bereikt door een vertikale coaxiale plaatsing van twee cilindrische wanden. De inwendige cilinder is daarbij de koelvinger terwijl de verwarmde binnenzijde van de buitencilinder als verdampingsvlak dient.

5 Het neerstromende materiaal wordt door roterende wissers op het wandoppervlak in de vorm van een gelijkmatige film verdeeld. Aan het gekoelde vlak van de inwendige cilinder wordt het destillaat geconcentreerd en stroomt naar beneden.

De heresterde residuen met de vrij’gemaakte sterolen 10 worden in de betreffende dunne-laag-verdampingsinrichting doelmatig bij temperaturen hoger dan 200°C onder een verminderde druk kleiner dan 0,5 mbar gedestilleerd. Geschikt zijn bij'voorbeeld destillatietemperaturen in .het gebied van 200 - 500°C, in het bijzonder 220 - 280°C en drukken van 15 0,01 - 0,5 mbar.

Voorts is het in het algemeen doelmatig gebleken een voordestillatie uit te voeren voordat de gewenste fractie van het sterolconcentraat wordt gewonnen, waarbij een beperkte hoeveelheid van een voordestillaat wordt afgeschei-20 den. Deze voordestillatie kan onder een verminderde druk van ongeveer 0,5-1 mbar worden uitgevoerd. Er wordt daarbij in het temperatuurgebied van ongeveer 120 - 200°C een voordestillaat van ongeveer 5-40 gew.%, betrokken op het uitgangsprodukt van de destillatie afgescheiden. Daardoor 25 is bij de hoofddestillatie een grote opbrengst aan sterolen verzekerd. Technisch kunnen beide destillaties in twee in serie geschakelde verdampingsinrichtingen worden uitgevoerd.

Het voordestillaat bestaat hoofdzakelijk uit vetzuur-methylesters. Als hoofdfractie wordt daarna het volgens de 30 uitvinding gewenste lichtgekleurde sterolconcentraat verkregen.

Deze sterolconcentraten behoren eveneens tot het onderwerp van de uitvinding. Zij bestaan bij voorkeur hoofdzakelijk uit ten hoogste ongeveer 45 gew.% sterolverbin-35 dingen, voorts tot ongeveer 50 gew.% vetzuurmethylesters en bevatten daarnaast hoofdzakelijk hydroxy- en dihydroxy-vetzuurmethylesters alsmede partiële glyceriden in een zeer kleine hoeveelheid. Indien in de heresteringstrap andere kleinmolecüloge alcoholen worden gebruikt gelden de te vo-40 ren vermelde gegevens op overeenkomstige wijze. Het bij ka- 8004635 7 * mertemperatuur gedeeltelijk vaste tot vaste materiaal heeft een goudgele kleur. Het verzepingsgetal daarvan ligt in het algemeen in het gebied tussen 50 en 170, terwijl het hydroxyl ge tal in onverzeepte toestand in het algemeen in het ge-5 bied van ongeveer 40 - 150, bij voorkeur in het gebied van 40 - 120 kan liggen. Dit hydroxylgetal van het onverzeepte destillaat is gedeeltelijk gebaseerd op de sterolverbin-dingen en gedeeltelijk op de in het mengsel eveneens aanwezige gehydroxyleerde vetzuurmethylesters. Door verzeping, 10 isolering en identifleering van de hoeveelheid vetzuur kan dat worden bewezen.

In uitvoeringsvormen die de voorkeur verdienen van de nieuwe sterolconcentraten volgens de uitvinding is het gehalte sterolverbindingen ongeveer 10 - 40 gew.%, bij voor-15 keur van ongeveer 15 - 40 gew.%, betrokken op het gewicht van deze destillaatfractie. In vele gevallen bevat de hoofdfractie meer dan 20 gew.% sterolen; het kan voor een verder gebruik van het concentraat echter ook doelmatig zijn indien het sterolgehalte tot ongeveer 20 gew.% is.

20 De in gemengde toestand met de sterolen aanwezige be

geleidende componenten van het sterolconcentraat zijn niet alleen voor het verdere gebruik van het concentraat in de fermentatieve sterol-transformatie ongevaarlijk; gebleken is juist dat zij op verrassende wijze werkzaam zijn ter be-25 vordering van de microbiële omzetting aan de sterolverbindingen. De in het concentraatmengsel aanwezige gehydroxyleerde vetzuuresters verlenen aan in het concentraat een zeer goede emulgeerbaargeid. Desgewenst kan daarbij de hoeveelheid gehydroxyleerde esters nog worden vergroot. Dit 30 wordt doelmatig bereikt door destillatieve vermindering van de hoeveelheid betrekkelijk gemakkelijker vluchtige hydro-xylgroepen-vrije vetzuuresters. Op deze wijze kan de emul-geerbaarheid van het concentraat in voedingsoplossingen in water verder worden verbeterd en de in het concentraat 35 aanwezige hoeveelheid sterol verder worden vergrootr Vanzelfsprekend gaat daarmede ook een stijging van het hydro-xylgetal gepaard. Principieel zijn echter ook reeds de eenvoudige dunne-laag-destillaten met ongeveer 20 gew.% sterolverbindingen bijzonder geschikte substraten voor de 40 fermentatieve transformatie van sterolen. ö η λ l a t R

o

Tot het onderwerp van de uitvinding behoort verder de uitvoeringsvorm die bestaat uit de toepassing van de volgens de beschreven werkwijze gewonnen nieuwe sterol-rconcen-traten met slechts beperkte gehalten aan sterol-verbindin-5 gen als uitgangsmateriaal in de fermentatieve sterol-transformatie, waarbij door keuze van bepaalde microorganismen een geriohte verandering van de chemische structuur van de sterol-verbinding wordt uitgevoerd. De gekozen microorga-nismen worden daarbij op gebruikelijke wijze in een water 10 bevattend voedingsmedium geincubeerd en gecultiveerd, waarbij de sterolTconcentraten volgens de uitvinding aan de fermentervloeistof worden toegevoegd. Daarbij kan het gewenst zijn deze concentraten als belangrijke of zelfs als enige koolstoftjron toe te voegen. De fermentatie wordt in 15 het algemeen onder aerobe omstandigheden uitgevoerd. In het bijzonder kan daarbij worden verwezen naar de omvangrijke gegevens van de stand van de techniek. In dit verband kan bijvoorbeeld worden genoemd: W. Chamey en ÏÏ.L. Herzog, Microbial Transformation of Steroids, Academic Press, .

20 NewYork, 1967· Een bijzondere betekenis hebben in recente tijd werkwijzen voor de selectieve afbraak van zijketens aan steroïdeverbindingen op microbiologische wijze. Een samenvattend overzicht van deze publicaties is vermeld in Adv. Appl. Microbiol. 22, 29 (1977)» 29-58, Christoph K.A.

25 Martin "Microbial Cleavage of Sterol Side Chains".

Van bijzonder belang is de toepassing van de sterol-concentraten volgens de uitvinding bij de bereiding van I * 17-C-steroide-oc-propionzuurverbindingen door selectieve afbraak van zijketens aan als substraat gebruikte steroï-30 den met zijketens aan het koolstofatoom op de plaats 17» die in het bijzonder in de Europese octrooiaanvrage 79 101 036.6 en in de Oostenrijkse octrooiaanvrage 17 09/79 is beschreven. Door deze werkwijzen is in het bijzonder de bereiding van 3-oxo-pregna-4-«n-20-carbonzuur 35 (A_4 BNC) en/of 3-oxo-pregna-1,4-dieen-20-carbonzuur ♦ * (Δ-1,4 BNC) uit steroidesubstraten met langere substituenten aan het koolstofatoom op de plaats 17 op fermentatieve wijze mogelijk. Als microorganismen worden voor deze bij voorkeur zonder inhibitoren uitgevoerde werkwijze stammen van 40 mutanten gebruikt die zijn verkregen uit speciaal uitge- 8004635 9 zochte wilde stammen door mutatie en selectie. Microorga- stammen nisme-stammen van deze defecte mutante/ die voor toepassing in dit verband geschikt zijn zijn in het bijzonder de stammen ATCC 3^385, ATCC 31456, ATCC 31457, ATCC 31459, 5 ATCC 31460, DSM 4035, DSM 1437, DSM 1439, DSM 1442, DSM 1443, DSM 1444 en DSM 1445· In het bijzonder gelden daarbij de gegevens van de vermelde eerdere octrooiaanvragen van aanvraagster.

Voorbeeld I

10 Gebruikt werden 1.000 g residu uit de talkvetzuurwin- ning dat na drie keren splitsen en destilleren was verkregen; kengetallen: zuurgetal 19, verzepingsgetal 124, hy-droxylgetal 18, jodiumgetal 65, cholesterolgehalte 14 gew.%.

Aan dit residu werden 1.000 g methanol en 16,7 g van 15 een 30-gew.procents natriummethylaatoplossing in methanol toegevoegd. Het uitgangsmengsel werd in een autoclaaf onder roeren 3 uren op 220°C verhit. Het uit de autoclaaf afgevoerde produkt werd met 45,3 6 10-gew.procents water bevattend zwavelzuur geneutraliseerd. Daarnaast werden nog 20 100 g water toegevoegd. Daarbij werd een lichtere methanol bevattende fase afgescheiden. De zwaardere vetfase werd afgescheiden en gedroogd: methanol- en waterresten werden afgedestilleerd, tegen het einde van de destillatie werd de druk door middel van een waterstraalpomp maximaal vermin-25 derd en de temperatuur in het kookvat werd op 120°C gebracht, Er werden 960 g van een bij kamertemperatuur vast zwart produkt verkregen; zuurgetal 4, verzepingsgetal 110, hydroxylgetal 69, jodiumgetal 64.

900 g Van het verkregen heresteringsprodukt werden in 30 een dunne-laag-verdampingsinrichting voor het laboratorium (volgens het principe van een kort-traject-destillatie: afstand tussen koelvinger en wand met materiaalfilm 1,7 cm) in twee keren gedestilleerd; de eerste keer werden bij ongeveer 120°C onder een druk van ongeveer 1 mbar 40 g vloei-35 baar, nagenoeg geen cholesterol bevattend destillaat verkregen. De tweede keer van het destilleren werd bij 240°C onder een druk van 0,4 mbar uitgevoerd. Daarbij werden 570 g van een goudgeel destillaat en 240 g van een zwarte rest verkregen. Chromatografisch werden in dit destillaat 40 21,7 gew.% vrij cholesterol bepaald. Kengetallen van het 10 destillaat: zuurgetal 6,4 verzepingsgetal 127 hydroxylgetal 79 j4 5 jodiumgetal 55»6

De glycerolanalyse leverde voor vrij en gebonden glycerol een waarde van 0,16 gew.% op. Uit een klein monster werd door verzeping het vetzuur geïsoleerd, De kengetallen daarvan waren: zuurgetal 192, hydroxylgetal 48, 10 Door sterk verhogen van de destillatietemperaturen werd een aanzienlijke verschuiving in de verdeling van de hoeveelheden verkregen:

Destillatie van het voordestillaat onder een druk van ongeveer 1 mbar bij 200°C in plaats van bij 120°C: 38 gew.% 15 voordestillaat 6,6 gew.procents sterol (sterol-bepaling volgens V.O. Mehlenbacher: The Analysis of Fats and Oils (I960), blz, 592); destillatie van het hoofddestillaat bij 270°C in plaats van bij 240°C: 28 gew.% hoofddestillaat of concentraat 23-gew.procents sterol (sterol-bepaling vol-20 gens V.O. Mehlenbacher: The Analysis of Fats and Oils (I960) blz. 592).

- zuurgetal 3»6 verzepingsgetal 69»9 hydroxylgetal 110,9 25 jodiumgetal 57»7 34 gew.% residu.

Voorbeeld II

Gebruikt werden 1.000 g residu uit de winning van soja-zonnebloemenvetzuur, dat na twee keren splitsen en 30 destillatie was verkregen; kengetallen: zuurgetal 71}5» verzepingsgetal 160, hydroxylgetal 4,1, jodiumgetal 102, sterolgehalte 9>9 gew.%.

Sterolsamenstelling: 60,9 gew.% sitosterol, 21,1 gew.% campesterol, 15,4 gew.% stigmasterol, 2,6 gew.% 35 cholesterol.

Aan dit residu werden 1.000 g methanol en 16,7 g van een 30-gew.procents natriummethylaatoplossing in methanol toegevoegd. Het mengsel werd in een autoclaaf 3 uren onder roeren op 220°C verhit. Het uit de autoclaaf afgevoerde 40 produkt werd met 54,3 g 10-gew.procents water bevattend 800 4 6 35 11 zwavelzuur geneutraliseerd. Vervolgens werd de methanol onder roeren afgedestilleerd totdat de temperatuur in het kookvat 120°C was. De verkregen rest werd enige keren met water hij 80°C gewassen, De waterresten werden onder roeren 5 onder de verminderde druk van een waters traalpomp af gedestilleerd totdat de temperatuur in het kookvat 120°C was. Verkregen werden ongeveer 950 g van een tig' kamertemperatuur nog nagenoeg volledig vloeibaar zwart produkt; zuur-getal 11,7» verzepingsgetal 14-5» hydroxylgetal 58» g’odium-10 getal 101.

900 g Van het verkregen heresteringsprodukt werden in een dunne-laag-verdampingsinrichting voor het laboratorium (volgens een kort-trag*ect-destillatie: afstand tussen koel-vinger en wand met materiaalfilm 1,7 cm) big ongeveer 15 220°C onder een druk van 0,4 mm kwik gedestilleerd: Daarbig werden 570 g van een goudgeel destillaat en 305 g van een zwart residu verkregen. In het destillaat werden met digi-tonine 15,2 gew.% sterolen bepaald.

Kengetallen van het destillaat: 20 zuurgetal 8,1 verzepingsgetal 145,4- hydroxylgetal 65,5 godiumgetal 96,4

Voorbeeld III

25 Gebruikt werden 1.000 g uit de big aanwezigheid van methanol uitgevoerde talkherestering na twee keren splitsen en destillatie: sterol-gehalte 9»^ gew.% (ongeveer 4- gew.% vrig’ sterol ), zuurgetal 3,3, verzepingsgetal 159, hydroxylgetal 4-0,5, g odiumgetal 61,5.

30 Het residu werd zoals in voorbeeld II heresterd en zo als in voorbeeld I gedestilleerd. De destillatie leverde 220 g voordestillaat en 580 g hoofddestillaat op. In het hoofddestillaat waren 12,8 gew.% vrig sterol aanwezig; kengetallen: zuurgetal 4-, verzepingsgetal 161, hydroxylgetal 35 4-7,5, godiumgetal 64·.

Voorbeeld IV

Gebruikt werden 1.000 g rest uit de big aanwezigheid van methanol uitgevoerd talkherestering na twee keren her-esteren en destillatie: sterol-gehalte 7,4- gew.% (ongeveer 4-0 4 gew.% vrig ster.ol·), zuurgetal 2, verzepingsgetal 165, fiflfl4635 hydroxylgetal 16, g'odiumgetal 60.

Het residu werd eerst 4 uren big 220°C in een autoclaaf met 2.000 g water aan de estersplitsing onderworpen.

De vetfase werd onder een verminderde druk van ongeveer 5 0,1 mbar gedestilleerd. Big een kookvattemperatuur van 210°C werd de destillatie afgebroken, als destillatierest werden 460 g met een sterol-gehalte van 14,6 gew.% verkregen.

De hoeveelheid residu van 460 g werd zoals in voor-10 beeld II heresterd. Verkregen werd een produkt met de volgende kengetallen: zuurgetal 15, vezepingsgetal 131, hydroxylgetal 56, godiumgetal 70.

Het heresteringsprodukt werd zoals in voorbeeld I in een dunne-laag-verdampingsinrichting gedestilleerd. Verkre-15 gen werden een voordestillaat van 50 g en een lichtgeel hoofddestillaat van 270 g dat beneden 60°C langzaam vast werd. In het hoofddestillaat waren 21 gew.% vrij cholesterol aanwezig; kengetallen: zuurgetal 9»5» verzepingsgetal 132, hydroxylgetal 63, godiumgetal 59· De analyse op vrig' 20 en gebonden glycerol leverde 0,05 gew.% op.

Voorbeeld V

Gebruikt werden 1.000 g residu van visolie verkregen na twee keren splitsen en destillatie: 6,9 gew.% cholesterol, zuurgetal 72, verzepingsgetal 161, hydroxylgetal 19» 25 godiumgetal 152. Dit residu werd met 1.000 g methanol zonder katalysator 3 uren big 220°C heresterd. Uit het heresteringsprodukt werd . de methanol zonder vooraf wassen verdampt. De verkregen rest werd in een dunne-laag-verdampings-inrichting big 240°C onder een druk van 0,1 mbar gedestil-30 leerd. Verkregen werden 696 g destillaat; gew.% vrig sterol : 9,3, zuurgetal 1,8, verzepingsgetal 156, hydroxylgetal 59»5» godiumgetal 134.

Voorbeeld VI

De sterol-concentraten van voorbeeld I, II, IV en V 35 werden met en zonder het emulgeermiddel BRIJ 35 (= poly-hydroxymethyleen-monolaurylether, een produkt van de Firma Serva/Heidelberg) gefermenteerd met het doel 20-carboxy-1,4~pregnadieen-3-on (= BNG) te winnen. Er werden daarbig microorganismen van de stam ATCC 31585 gebruikt.

40 800 4 6 35 13

Tabel

Substraat Emulgeermiddel BNC-opbrengst (ingesteld op (0,1 gew.% BRIJ 35 ) 5 0,1 gew.% sterine_ ______ 5 uit voorbeeld Ia + 84 uit voorbeeld Ia - 85 uit voorbeeld IV + 77 uit voorbeeld IV - 4-7 uit voorbeeld V + 73 10 uit voorbeeld V 67 cholesterol + 82 cholesterol - 56 uit voorbeeld II + 62 uit voorbeeld II - 26 15 β-sitosterol + 30-40 + met emulgeermiddel - zonder emulgeermiddel

In het bijzonder werd als volgt te werk gegaan: Voor-cultuur: de stam Chol 73—^11, Gorvnebacterium spec.

20 (ATCC 31 385) werd eerst in 100 ml steriele voedingsbouillon (1,56 gew.% pepton, 0,28 gew.% gistextract, 0,56 gew.% NaCl, 0,1 gew.% D(+)-glucose, pH 7,2) bij 30°C op een schudincuba-tor 48 uren vooraf gecultiveerd (frequentie: 140 omwente— lingen/minuut).

25 Hoofd—cultuur: 2 vol.% van 48 uren oude voor-cultuur werden geënt in 100 ml van een steriele voedingsoplossing (500 ml Erlenmeyerkolf met 4 schikanen) met de volgende samenstelling: 0,05 m K-Na-PO^-buffer (pH 7,2)» 0,8 gew.% pepton, 0,9 gew.% gistextract, 0,3 gew.% D(+)-glucose. Na 42 - 48 30 uren incuberen bij 30°C (cultuuromstandigheden zoals te voren is vermeld) werden 0,1 gew.% emulgeermiddel en/of 0,1 gew.% sterolesubstraat toegevoegd. De gesteriliseerde substraatsuspensie werd' tevoren door ultrageluid gehomogeniseerd. Na een cultuurtijd van 144 uren werden de produk-35 ten geoogst, er werden monsters genomen, de pH werd: op 2,0 ingesteld, er werd' met ethylacetaat 1 : 1 geëxtraheerd en door kwantitatieve dunne-laag-chromatografie geanalyseerd.

De waarden van de afzonderlijke proeven zijne in de tabel vermeld.

fi fl Π A M 5

Claims (5)

1. Werkwijze voor de winning van een sterolverbindin-gen van natuurlijke oorsprong bevattend concentraat dat als uitgangsmateriaal voor de fermentatieve steroltransformatie 5 geschikt is, met het kenmerk, dat men destil-latieresten uit de verwerking van natuurlijke vetten en/of oliën met een klein-molectalige alcohol herestert, het om-zettingsprodukt aan een kort-traject-destillatie onderwerpt en daarbij een hoofdfractie met een gehalte tot ongeveer 10 50 gew.% sterolverbindingen als produkt afscheidt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men destillatieresten met een sterol-gehalte van 5-15 gew.% gebruikt.

5. Werkwijze volgens conclusies 1 en 2, met het 15 kenmerk, dat men destillatieresten uit de veelvoudige vetsplitsing voor de werkwijze gebruikt.

4·. Werkwijze volgens conclusies 1-5» met het kenmerk, dat men de herestering van de destillatieresten met methanol uitvoert. 20 5· Werkwijze volgens conclusies 1-3» met het kenmerk, dat men een enkelvoudig en/of veelvoudig ge-hydroxyleerde vetzuurmethylester bevattend produkt met een hydroxylgetal (onverzeept) van 4-0 - 150 wint, waarbij voor de instelling van grote hydroxylgetallen in het produkt een 25 hoofdzakelijk niet gehydroxyleerde vetzuurmethylester bevattend voor-destillaat als afval kan worden afgevoerd.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5» met h. e t kenmerk, dat men de kort-traject-destillatie in een dunne-laag-verdampingsinrichting uitvoert. 30 7· Door destillatie uit bij aanwezigheid van methanol heresterde residuen van de vetverwerking gewonnen sterol-concentraten met een verzepingsgetal van 50 - 170 en een hydroxygetal (onverzeept) van 4-0 - 150, bij voorkeur 4-0 -130, hoofdzakelijk bestaande uit ten hoogste ongeveer 35 50 gew.% strolverbindingen, ten hoogste 50 gew.% methyl- esters van niet-gehydroxyleerde vetzuren en voor het overige uit enkelvoudig en/of veelvoudig gehydroxyleerde vet-zuurmethylesters naast kleine hoeveelheden partiële glyce-riden. 4.0 8. Toepassing van de volgens conclusies 1-6 bereide 800 4 6 35 15 ' sterolconcentraten als uitgangsmateriaal voor de fermen-tatieve steroltransformatie, in het bijzonder bij de partiële afbraak van zijketens van 17-C-steroïdeverbin-dingen. ******* 8004635