NO332556B1 - Fremgangsmate for a tilveiebringe et stabilisert, konjugert linolsyreprodukt - Google Patents

Abstract

Nye blandinger inneholdende konjugerte linolsyrer er effektive som tilsetningsstoffer i dyrefor og som diettsupplementer for mennesker. Linolsyre omdannes til konjugerte former hvor den resulterende blanding har et lavt innhold av bestemte, uvanlige isomerer sammenlignet med konvensjonelle konjugerte linolsyreprodukter. Det tilveiebringes blandinger som er fremstilt ved en ny fremgangsmåte hvor oksidasjonen av CLA til flyktige organiske forbindelser er kontrollert, samt at det tilsettes metalloksidantchelatorerfor å regulere oksidasjonen under lagring.

Description

OMRÅDE FOR OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse angår området ernæring for mennesker og dyr, og nærmere bestemt en fremgangsmåte for å tilveiebringe et stabilisert, konjugert linolsyreprodukt. Disse blandinger fremstilles ifølge fremgangsmåten ved å anvende antioksidanter som regulerer oksidasjonen.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1 1978 påviste forskere ved universitetet i Wisconsin et stoff i tilberedt storfekjøtt som syntes å inhibitere mutagenesis. Stoffet ble funnet å være en blanding av posisjonsisomerer av linolsyre (Cl8:2) med konjugerte dobbeltbindinger. Isomerene c9,tl 1 og tl0,cl2 var til stede i størst mengde, men det var usikkert hvilke isomerer som var ansvarlige for den observerte biologiske aktivitet. Studier med opptak av merkede forbindelser viste at 9,11-isomeren syntes å være noe foretrukket ved opptak og innlemmelse i fosfolipidrfaksjonen i dyrevev, og i mindre grad 10,12-isomeren. (Se Ha, et al., Cancer Res., 50: 1097 (1990)).

Den biologiske aktivitet forbundet med konjugerte linolsyrer (kalt CLA) er mangfoldig og kompleks. For tiden er svært lite kjent angående virkningsmekanismene,

selv om flere pågående prekliniske og kliniske undersøkelser sannsynligvis vil kaste nytt lys over den fysiologiske og biokjemiske virkningsmodus. De antikarsinogene egenskaper hos CLA er blitt vel dokumentert. Administrasjon av CLA inhiberer rumorigenesis hos hunnrotter, som demonstrert av Birt et al., Cancer Res., 52:2035s (1992). Ha. et al., Cancer Res., 50: 1097 (1990) rapporterte tilsvarende resultater i formage hos mus ved en neoplasiamodell. CLA er også blitt identifisert som et sterkt cytotoksisk middel mot human mål-melanoma, colorektal og brystcancerceller in vitro. En nylig stor oversikts-artikkel bekrefter konklusjonene trukket av de individuelle studier (lp, Am, J. Clin. Nutr., 66(6 Supp): 1523s(1997)).

Selv om mekanismene ved CLA-virkningen fortsatt er uklare, så er det bevis på at en eller flere komponenter i immunsystemet kan være involvert, i det minste in vivo. I US patentskrift nr. 5585400 beskrives en fremgangsmåte for å dempe allergiske reaksjoner formidlet av type I- eller TgE-hypersensitivitet hos dyr ved å administrere en diett som inneholder CLA. CLA i konsentrasjoner fira 0,1 til 1,0 % ble også vist å være et effektivt adjuvans ved bevaring av hvite blodceller. I US patentskrift nr. 5674901 beskrives at oral eller parenteral administrasjon av CLA i form av en enten fri syre eller salt resulterte i en forhøyning i CD-4 og CD-8 lymfocytt-subpopulasjoner i forbindelse med celleformidlet immunitet. Uheldige virkninger som skyldes forbehandling med eksogen rumor-nekrosefaktor kunne mildnes indirekte ved å forhøye eller beholde nivåene av CD-4- og CD-8-celler i dyr som var gitt CLA. Til slutt beskrives i US patentskrift nr. 5430066, virkningen av CLA når det gjelder å hindre vekttap og anoreksi ved immun-stimulering.

Bortsett fra mulige terapeutiske og farmakologiske anvendelser av CLA, som angitt over, har det vært mye oppstyr angående anvendelse av CLA ernæringsmessig og som et diettsupplement. Det er funnet at CLA har en dyp generell virkning på kroppens sammensetning, spesielt omdirigering av fordelingen av fett og mager vevsmasse. I US patentskrift nr. 5554646 beskrives en fremgangsmåte hvor CLA benyttes som et diettsupplement ved at griser, mus og mennesker ble gitt dietter som inneholdt 0,5 % CLA. Hos hver art ble det observert et signifikant fall i fettinnholdet med en samtidig økning av proteinmassen. Det er interessant at hos disse dyr resulterte økningen i fettsyreinnhold i dietten gjennom tilsetning av CLA, ikke i noen økning i kroppsvekt, men var forbundet med en omfordeling av fett og mager masse i kroppen. Et annet diettfenomen av interesse er virkningen av CLA-tilskudd på stoffskiftet. I US patentskrift nr. 5428072 presenteres data som viser at innlemmelse av CLA i dyrefor (fugler og pattedyr) økte virkningen av stoffskiftet og ledet til større vektøkning hos dyr som hadde fått CLA-tilskudd. De potensielle gunstige virkninger av CLA-tilskudd for kjøtt-produsenter er åpenbare.

Et annet viktig og interessant trekk ved CLA, og som understreker det tidlige kommersielle potensiale, er at det forekommer naturlig i næringsmidler og for som fortæres både av mennesker og dyr. Spesielt er CLA rikelig til stede i produkter fra drøvtyggere. For eksempel har flere studier blitt gjennomført hvor CLA er blitt kartlagt i forskjellige meieriprodukter. Aneja et al., Dairy Sei., 43:231 (1990) observerte at bearbeiding av melk til yoghurt resulterte i en konsentrasjon av CLA. Shanta, et al., Food Chem., 47:257 (1993) viste at en kombinert økning i bearbeidingstemperatur og tilsetning av myse økte CLA-konsentrasjonen under fremstilling av smelteost. I en separat undersøkelse rapporterte Shanta et al., J. Food Sei., 60:695 (1995) at selv om bearbeidings- og lagringsbetingelser ikke reduserte CLA-konsentrasj onene vesentlig, så observerte de ingen økninger. Faktisk har mange undersøkelser vist at sesongmessige variasjoner, eller variasjoner fra dyr til dyr, kan tilskrives så mye som en trefoldig forskjell i CLA-innhold i kumelk (se f.eks. Parodi, et al., J. Dairy Sei., 60:1550 (1977)). Også diettfaktorer er blitt trukket inn i variasjonen i CLA-innhold, som angitt av Chin et al., J Food Camp. Anal. 5: 185 (1992). På grunn av denne variasjon i CLA-innhold i naturlige kilder, vil fortæring av foreskrevne mengder av forskjellige næringsmidler ikke garantere at individet eller dyret vil få optimale doser for å sikre at det oppnås en ønsket ernæringsmessig effekt.

Linolsyre er en viktig komponent i biolipider og utgjør en signifikant andel av triglyserider og fosfolipider. Linolsyre er kjent som en "essensiell" fettsyre, hvilket betyr at dyret må skaffe seg den fra eksterne næringskilder siden den ikke kan bli autosynteti-sert. Innlemmelse av CLA-formen av linolsyre kan resultere i en direkte substitusjon av CLA i lipidposisjoner hvor ukonjugert linolsyre ville ha migrert. Imidlertid er dette ikke blitt bevist, og noen av de svært gunstige men uforklarte virkninger som er blitt obser vert, kan til og med resultere i en reposisjonering av CLA i lipidarkitekturen på steder hvor ukonjugert linolsyre ellers ikke ville ha migrert. Det er nå klart at én kilde for animalsk CLA, særlig i meieriprodukter, kommer fra den biokjemiske virkning av visse vombakterier på naturlig linolsyre, først isomerisering av linolsyren til CLA, og deretter utskillelse av den i vommen. Kepler, et al., J. Nutrition, 56:1191 (1966) isolerte en vom-bakterie, Butyrivibrio fibrisolvens, som katalyserer dannelse av 9,11-CLA som et mellomprodukt ved biohydrogeneringen av linolsyre. Videre fant Chin, et al., J. Nutrition, 124:694 (1994) at CLA funnet i vevet hos gnagere var hang sammen med bakterier, siden tilsvarende mikrobefrie rotter ikke produserte CLA.

I utviklingen av en definert kommersiell kilde for CLA, både for terapeutiske og ernæringsmessige anvendelser, er det behov for en fremgangsmåte hvor det dannes store mengder definert materiale. Problemet med de fleste CLA-produkter fremstilt ved konvensjonelle tiltak, er heterogeniteten og en vesentlig variasjon i iso-former fra sats til sats. Det faktum at fortæring av store mengder hydrogenene oljer og fett, istedenfor animalsk talg, har resultert i en diett med høyt innhold av trans-fettsyrer, har fått betydelig oppmerksomhet. For eksempel viste Holman, et al., PNAS, 88:4830 (1991), at når rotter ble matet med hydrogenerte oljer så medførte dette en akkumulering i rotteleveren av uvanlige flerumettede fettsyreisomerer som viste seg å innvirke på den normale meta-bolisme av naturlig forekommende flerumettede fettsyrer. Disse betraktninger er oppsummert i en tidlig redaksjonell artikkel i Am. J. Public Health, 84:722 (1974). Det eksisterer derfor et sterkt behov for et biologisk aktivt CLA-produkt med definert sammensetning.

BESKRIVELSE AV FIGURER

Figur 1 viser et flytdiagram for alkaliisomeriseringsprosessen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 viser en kurve for OSI-verdier for CLA-blandinger i nærvær av antioksidanter.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse angår området ernæring for mennesker og dyr, og spesielt bestemte blandinger med konjugerte linolsyrer (CLA). Disse blandinger fremstilles ifølge en ny fremgangsmåte hvor oksidasjonen av CLA til flyktige organiske forbindelser kontrolleres, og det anvendes antioksidanter som regulerer oksidasjonen.

Den foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte for å tilveiebringe et stabilisert konjugert linolsyreprodukt, kjennetegnet ved at den omfatter: a) å tilveiebringe en blanding som omfatter konjugerte linolsyregrupper, et adsorpsjonsmiddel og minst et antioksidantmateriale,

b) deodorisere blandingen omfattende konjugerte linolsyregrupper,

c) behandle blandingen omfattende konjugerte linolsyregrupper med det minst ene antioksidantmateriale, og d) behandle de konjugerte linolsyregrupper med adsorpsjonsmidlet under slike betingelser at den resulterende konjugerte linolsyreforbindelse vil ha et innhold av

lavmolekylære flyktige organiske forbindelser på mindre enn 10 ppm under inerte lagringsbetingelser.

Med den foreliggende fremgangsmåte tilveiebringes en blanding som omfatter en isomerisert (dvs. konjugert) linolsyregruppe med høy renhet. I utførelsesformer omfatter blandingene en isomerisert, konjugert linolsyregruppe hvor blandingen har et innhold av lavmolekylære organiske forbindelser på totalt ikke over 100 ppm under en lagringsperiode på minst 30 døgn under inerte lagringsbetingelser. Med andre utførelses-former tilveiebringes blandinger som omfatter en isomerisert, konjugert linolsyregruppe, hvor blandingen inneholder ikke mer enn 100 ppm totalt med lavmolekylære flyktige organiske forbindelser og blandingen har en oljestabilitetsindeks fra ca. 20 timer til 100 timer ved 60 °C. I utførelsesformer er oljestabilitetsindeksen større enn ca. 40 timer ved 60 °C. I foretrukne utførelsesformer omfatter blandingen en isomerisert, konjugert linolsyregruppe som har en total metallionkonsentrasjon fra ca. 1 ppm til ca. 10 ppm og som må reduseres for å øke stabiliteten.

CLA-gruppen i blandingene beskrevet over er ikke begrenset til noen spesifikk CLA-gruppe. Flere ulike grupper kan anvendes ved den foreliggende oppfinnelse. I noen utførelsesformer er CLA-gruppen en fri fettsyre. I andre utførelsesformer er CLA-gruppen en alkylester. I ytterligere utførelsesformer er CLA-gruppen et triglyserid.

De isomeriserte linolsyreblandinger beskrevet over er ikke begrenset til noe bestemt renhetsnivå. Flere renhetsnivåer kan anvendes ved den foreliggende oppfinnelse. I utførelsesformer inneholder blandingen mindre enn totalt 10 deler pr. million deler med flyktige organiske forbindelser. I ytterligere andre utførelsesformer inneholder blandingen mindre enn totalt 5 deler pr. million deler med flyktige organiske forbindelser.

Den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til linolsyreestere som kommer fra noen bestemt kilde. Faktisk kan en rekke råstoffer for linolsyre anvendes, innbefattende saflorolje, solsikkeolje og maisolje.

Den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til noen bestemte konjugerte linolsyrederivater. Faktisk kan det anvendes en rekke konjugerte linolsyregrupper, innbefattende frie fettsyrer dannet av konjugerte linolsyreestere som er fremstilt ved alkoholatkatalyse, alkylestere som er fremstilt ved alkoholatkatalyse, og triglyserider som inneholder CLA-grupper fremstilt ved alkoholatkatalyse.

Den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til CLA-grupper som er fremstilt ved anvendelse av noen bestemt alkoholatkatalysator. Faktisk kan det anvendes en rekke alkoholatkatalysatorer, innbefattende natriummetylat og kaliummetylat.

Den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til noen bestemt antioksidant. Faktisk kan det anvendes en rekke antioksidanter innbefattende a-tokoferol, (J-tokoferol, lecitin, askorbylpalmitat og BHT.

I noen utførelsesformer oppnås de konjugerte linolsyregrupper som frie fettsyrer. I andre utførelsesformer oppnås de konjugerte linolsyregrupper som alkylestere. I ytterligere utførelsesformer oppnås de konjugerte linolsyregrupper som triglyserider. I enda andre utførelsesformer velges adsorpsjonsmidlet blant blekejord, aktive trekullzeolitter og silika.

DEFINISJOINER

Som anvendt her henviser "konjugert linolsyre" eller "CLA" til hvilken som helst konjugert linolsyre eller fri oktadekadiensyre. Det er ment at dette begrep innbefatter og angir alle posisjonelle og geometriske isomerer av linolsyre med to konjugerte karbon-karbon-dobbeltbindinger på hvilket som helst sted i molekylet. CLA skiller seg fra ordinær linolsyre ved at den ordinære linolsyre har dobbeltbindinger ved karbonatomer 9 og 12. Eksempler på CLA innbefatter cis- og trans-isomerer ("E/Z-isomerer") av følgende posisjonsisomerer: 2,4-oktadekandiensyre, 4,6-oktadekadiensyre, 6,8-oktadekadiensyre, 7,9-oktadekadiensyre, 8,10-oktadekadiensyre, 9,11 -oktadekadiensyre og 10,12-oktadekadiensyre, 11,13-oktadekadiensyre. Som anvendt her innbefatter

"CLA" en enkeltisomer, en utvalgt blanding av to eller flere isomerer og en ikke utvalgt blanding av isomerer oppnådd fra naturlige kilder, samt syntetisk og semisyntetisk CLA.

Som anvendt her henviser begrepet "isomerisert konjugert linolsyre" til CLA som er syntetisert ved kjemiske metoder (for eksempel vandig alkalisk isomerisering, ikke-vandig alkalisk isomerisering eller alkalisk alkoholatisomerisering).

Som anvendt her henviser begrepet "konjugert linolsyregruppe" til enhver forbindelse eller forbindelser som inneholder konjugerte linolsyrer eller -derivater. Eksempler innbefatter fettsyrer, alkylestere og triglyserider med konjugert linolsyre.

Som anvendt her er det ment at "triglyserider" med CLA vil inneholde CLA i hvilken som helst av, eller i alle, de tre posisjoner (for eksempel posisjoner SN-1, SN-2 eller SN-3) på triglyseridryggraden. Følgelig kan et triglyserid som inneholder CLA inneholde hvilke som helst av de posisjonelle og geometriske isomerer av CLA.

Som anvendt her er det ment at "estere" av CLA innbefatter hvilke som helst eller alle posisjonelle og geometriske isomerer av CLA som er bundet gjennom en esterbinding til en alkohol eller en annen kjemisk gruppe innbefattende fysiologisk akseptable naturlig forekommende alkoholer (f.eks. metanol, etanol, propanol). En ester av CLA eller en forestret CLA kan derfor inneholde hvilke som helst av de posisjonelle og geometriske isomerer av CLA.

Det er ment at "ikke naturlig forekommende isomerer" av CLA innbefatter cll,tl3; tll,cl3; tll,tl3; cll,cl3; c8,tl0; t8,cl0; t8,tl0; c8,cl0 ogtrans-trans- isomerer av oktadekadiensyre, men ikke innbefatter tlO, cl2- og c9,tl 1-isomerer av oktadekadiensyre. "Ikke naturlig forekommende isomerer" kan også bli betegnet "mindre isomerer" av CLA, fordi disse isomerer generelt dannes i små mengder når CLA syntetiseres ved alkaliisomerisering.

Som anvendt her henviser "lav-forurenset" CLA til CLA-blandinger, innbefattende frie fettsyrer, alkylestere og triglyserider, som totalt inneholder mindre enn 1 % 8,10-oktadekadiensyrer, 11,13-oktadekadiensyrer og trans-trans-oktadekadiensyrer.

Som anvendt her menes med "c" en kjemisk binding med cis-orientering og "t" henviser til en kjemisk binding med trans-orientering. Dersom en posisjonsisomer av CLA er angitt uten "c" eller "t", innbefatter angivelsen alle de fire mulige isomerer. For eksempel innbefatter 10,12-oktadekadiensyre både cl0,tl2-, tl0,cl2-, tl0,tl2- og cl0,cl2-oktadekadiensyre, mens tl0,cl2-oktadekadiensyre eller CLA henviser til kun den ene isomer.

Som anvendt her henviser begrepet "olje" til en frittflytende væske som inneholder langkjedede fettsyrer (for eksempel CLA) eller andre langkjedede hydrokarbon-grupper. De langkjedede fettsyrer innbefatter de forskjellige isomerer av CLA.

Som anvendt her henviser begrepet "fysiologisk akseptabel bærer" til enhver bærer eller eksipient som vanligvis anvendes for oljeaktige farmasøytika. Slike bærere eller eksipienter innbefatter oljer, stivelse, sukrose og laktose.

Som anvendt her henviser begrepet "oral avgivende bærer" til enhver innretning for avlevering av et farmasøytika oralt kapsler, piller, tabletter og siruper.

Som anvendt her henviser begrepet "næringsmiddelprodukt" til ethvert næringsmiddel eller for som er egnet for å bli fortært av mennesker, ikke drøvtyggende dyr eller drøvtyggende dyr. "Næringsmiddelprodukt" kan være ethvert fremstilt og emballert næringsmiddel (for eksempel majones, salatdressing, brød eller ost) eller et dyrefor (for eksempel ekstrudert og granulert dyrefor eller grovblandet for). "Tilberedt næringsmiddelprodukt" betyr ethvert pre-emballert næringsmiddel godkjent for humant konsum.

Som anvendt her henviser begrepet "matvare" til ethvert stoff som er egnet som mat for mennesker eller dyr.

Som anvendt her henviser begrepet "flyktig organisk forbindelse" til enhver karbonholdig forbindelse som helt eller delvis eksisterer i gassformig tilstand ved en gitt temperatur. Flyktige organiske forbindelser kan bli dannet ved oksidasjon av en organisk forbindelse (for eksempel CLA). Av særlig interesse i den foreliggende oppfinnelse er lavmolekylære flyktige organiske forbindelser som inneholder ti karbonatomer eller færre. Eksempler på disse lavmolekylære flyktige organiske forbindelser innbefatter pentan, heksan, heptan, 2-butenal, etanol, 3-metylbutanal, 4-metylpentanon, heksanal, heptanal, 2-pentylfuran og oktanal.

Som anvendt her henviser begrepet "metalloksidantkelator" til enhver antioksidant som kelaterer metaller. Eksempler innbefatter lecitin og sitronsyreestere.

Som anvendt her henviser begrepet "alkoholatkatalysator" til forbindelser mellom alkalimetall og enhver énverdig alkohol kaliummetylat og kaliumetylat.

Som anvendt her henviser begrepet "inerte lagringsbetingelser" til lagringsbetingelser hvor de lagrede blandinger holdes hovedsakelig fri for alle ytre påvirkninger, som reaktive gasser, forbindelser oppløst fra lagringskaret, og lignende.

NÆRMERE BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Blandingene fremstilt ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse er et resultat av en nøye kontrollert isomeriseringsprosess og anvendelse av de foretrukne utgangsmaterialer solsikkeolje, saflorolje eller maisolje. Denne blanding har hittil ikke vært oppnådd for anvendelse i industriell skala fordi de konvensjonelle prosesser historisk har produsert konjugerte linolsyrer for helt andre formål, nemlig som tørkende oljer for malingsindustrien. Det har heller ikke vært noen forståelse for virkningene av isomerinnholdet i sluttproduktet fordi analysemetodene for å karakterisere fettsyrer ikke har vært særlig godt tilgjengelige. Videre tilveiebringes med den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å hindre at CLA under lagring oksiderer slik at det dannes flyktige organiske forbindelser.

I. Fremgangsmåter for konjugering av linolsyrer

I eldre isomeriseringsprosesser, hvor noen fortsatt er i bruk i mer moderne format, ble fremstillingen av konjugerte fettsyrer utført i vandig alkali (generelt NaOH) ved høye temperaturer på over 200 °C og vanligvis ved trykk under atmosfæretrykk. For eksempel beskrives i US patentskrift nr. 2 350 583 (Bradley) en vandig alkalisk prosess hvor det benyttes behandlede såper slik at både konjugering og polymerisering forekommer under temmelig strenge betingelser ved 200-250 °C i en periode på flere timer. Fraksjonene med tørkende olje, med start med linolje, ble oppnådd ved destillasjon (se også britisk patentskrift nr. 558 881 angående en svært lik prosess). Som en variant av fremgangsmåten beskrives i US patentskrift nr. 4 381 264 en prosess hvor en vannfattig reaksjonssone (0,5 % vann) inneholder en støkiometrisk base i nærvær av S02 for å oppnå konjugering av dobbeltbindingene i forskjellige polyumettede fettsyrer. Den vandige alkaliske prosess ble i US patentskrift nr. 4 164 505 tilpasset til en kontinuerlig prosess hvor et alkalimetallhydroksid og vann ble ført kontinuerlig inn i en strømnings-sone holdt ved mellom 200 °C og 370 °C. Ved disse temperaturer blir reaksjonstiden kraftig forkortet, men det er forholdsvis liten kontroll med isomeriseringen. I den øvre ende av temperaturområdet vil fagfolk på området kunne forutsi en nesten fullstendig omdannelse til doble trans-forbindelser.

Fremgangsmåter for fremstilling av CLA ved anvendelse av forskjellige ikke-vandige løsningsmidler og katalysatorer er blitt beskrevet i litteraturen. Burr (US patentskrift nr. 2242230) beskriver anvendelse av løsningsmidler som metanol, butanol, etanol og glykol i kombinasjon med forskjellige katalysatorer. Disse reaksjonsparametre er oppsummert i tabell 1. Med unntak av glykol, ble reaksjonene utført enten under refluks-betingelser eller i forseglede rør. Disse reaksjonsbetingelser resulterte i unøyaktig kontroll av to av de viktige reaksjonsparametre identifisert av oppfinnerne, temperatur og trykk. Unøyaktig kontroll av disse reaksjonsparametre vil sannsynligvis lede til mindre enn fullstendig konjugering og dannelse av uønskede isomerer.

Likeledes beskriver Baltes et al., (US patentskrift nr. 3162658) anvendelse av ikke-vandige løsningsmidler og forskjellige metalliske baser som katalysatorer for konjugering av fettsyrer. De forskjellige reaksjonsparametre ved fremgangsmåtene beskrevet av Baltes et al. er oppsummert i tabell 2. Baltes et al. beskriver også anvendelse av forskjellige lavtkokende løsningsmidler. Siden de fleste av disse reaksjoner ble utført ved temperaturer over kokepunktet for det benyttede løsningsmiddel, så er det åpenbart at reaksjonene ble utført under trykk, hvilket er en uavhengig faktor som påvirker dannelsen av oktadekadiensyreisomerer. Produktet fremstilt ved disse reaksjoner vil således inneholde uønskede isomerer.

II. Kontrollerte isomeriseringsreaksjoner

CLA oppnådd ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse mangler signifikante mengder isomerer som 8,10-isomeren, 11,13-isomeren og de forskjellige trans-trans-isomerer. Disse blandinger ble fremstilt ved en omhyggelig kontrollert isomeriseringsprosess med ikke-vandig alkali, presentert i form av flytdiagram på figur 1 og ved isomerisering med alkalialkoholat-katalysatorer. I noen utførelsesformer omsettes solsikkeolje, saflorolje eller maisolje ved atmosfæretrykk under inert gassatmosfære med overskudd av alkali i et høytkokende løsningsmiddel, nemlig propylenglykol, ved en temperatur under løsningsmidlets kokepunkt. I andre utførelsesformer omsettes solsikkeolje, saflorolje eller maisolje i nærvær av en alkalialkoholat-katalysatorer og en liten mengde av et egnet løsningsmiddel.

A. Linolsyrekilder

De foretrukne oljer for konjugering er solsikkeolje, saflorolje og maisolje. Sammenlignet med soyabønneolje så har disse oljer lavere konsentrasjoner av uønskede komponenter som fosfatider og steroler. Disse uønskede komponenter kan bidra til dannelse av gummier som danner belegg på konjugeringsutstyret og til dannelse av andre uønskede polymerer. Forskjellige egenskaper hos disse oljer er oppsummert i tabeller 3, 4 og 5.

SAMMENLIGNING AV KONTAMINANTER

B. Isomerisering med propylenglykol som løsningsmiddel

I noen utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse fremstilles den konjugerte linolsyre ved en ikke-vandig alkali-isomerisering. Reaksjonsbetingelsene ved den kontrollerte isomeriseringsprosess muliggjør nøyaktig temperaturkontroll (og konstant omgivende trykk) for konjugeringsprosessen. Fortrinnsvis er alkaliet et uorganisk alkali, så som kaliumhydroksid, cesiumhydroksid, cesiumkarbonat eller et organisk alkali som tetraetylammoniumhydroksid. Katalysatoren anvendes fortrinnsvis i molart overskudd i forhold til fettsyreinnholdet i oljen. Løsningsmidlet er propylenglykol. Fortrinnsvis utføres reaksjonen innen et temperaturområde fra 130 °C til 165 °C, mest foretrukket ved ca. 150 °C. Reaksjonstiden kan variere. Imidlertid er det økende sannsynlighet for dannelse av uønskede isomerer dersom reaksjonen får pågå i lengre tidsperioder. En forholdsvis kort reaksjonstid på 2,0 til 6,5 timer har vist seg å være tilfredsstillende for å oppnå utmerket utbytte.

Fagfolk på området vil forstå at for å fremstille den ønskede blanding kan reaksjonsbetingelsene beskrevet over bli variert avhengig av oljen som skal konjugeres, anvendt alkali og utstyr. En forhåndsanalyse av en bestemt olje kan antyde at betingelsene må bli endret for å oppnå den ønskede blanding. Temperaturområdet, trykket og de andre reaksjonsparametre representerer derfor et utgangspunkt for å utforme en individuell prosess og de er kun ment som retningslinjer. For eksempel er det ikke gitt at det beskrevne temperaturområde er det eneste område som kan anvendes. Det vesentlige aspekt er å oppnå en nøyaktig temperaturkontroll. Imidlertid må man være forsiktig, fordi en økning av trykket kan lede til at isomeriseringen ikke blir fullstendig og at det dannes uønskede isomerer. Endelig kan tiden for konjugeringsreaksjonen bli variert. Generelt vil det dannes økende mengder med uønskede isomerer når lengden på reaksjonstiden øker. Den optimale reaksjonstid er derfor når reaksjonen går nesten fullstendig eller hovedsakelig fullstendig, men ikke resulterer i dannelse av uønskede isomerer.

Etter konjugeringsreaksjonen kan den resulterende CLA-holdige blanding så bli renset i henhold til figur 1. For å skille fettsyrene fra reaksjonsblandingen etter konjugeringen, kan reaksjonsblandingen bli avkjølt til ca. 95 °C, overskudd av vann av 50 °C tilsettes, og blandingen omrøres sakte mens temperaturen reduseres til området ca. 50 °C til 60 °C. Ved tilsetning av vann dannes såpe av fettsyrene og glyserol dannes som et biprodukt. Deretter blir et molart overskudd med konsentrert HC1 tilsatt under omrøring. De vandige og ikke-vandige lag får så separere ved ca. 80-90 °C. Bunnlaget som inneholder vann og propylenglykol suges deretter av. Det gjenværende propylenglykol fjernes ved vakuumdehydrering ved 60-80 °C.

Den tørkede CLA-blanding kan så fortrinnsvis bli avgasset i en avgassingsenhet med en kuldefelle for å fjerne mulig gjenværende propylenglykol. Deretter destilleres CLA ved 190 °C i et molekyldestillasjonsanlegg ved et vakuum på IO"<1>til IO"2 millibar. Fordelen med dette rensesystem er den korte tiden (mindre enn ett minutt) som CLA holdes ved en forhøyet temperatur. Utførelser med konvensjonell satsvis destillasjon må absolutt unngås fordi de innebærer en forhøyet temperatur på ca. 180-200 °C i opp til flere timer. Ved disse forhøyede temperaturer vil det dannes uønskede trans-trans-isomerer. Omtrentlig 90 % av det tilførte materiale gjenvinnes som et svakt gult destillat. CLA kan så bli deodorisert ved oppvarming til ca. 120-170 °C, fortrinnsvis til ca. 150 °C i 2 timer for å forbedre lukt og smak. for mye varme kan resultere i at det dannes trans-trans-isomerer. Ved disse utførelser dannes en CLA-blanding som har et Løsningsmiddel-nivå på mindre enn ca. 5 ppm, fortrinnsvis mindre enn ca. 1 ppm. Med denne prosess elimineres toksiske spormengder med løsningsmiddel, slik at den resulterende blanding blir hovedsakelig fri for toksiske løsningsmiddelrester.

Fremgangsmåtene beskrevet over kan lett tilpasses både pilotanlegg og

kommersiell skala. For eksempel kan 400 kg saflorolje bli konjugert ved 150 °C i 5 timer i 400 kg propylenglykol med 200 kg KOH tilsatt som katalysator. Det resulterende CLA kan så bli renset som beskrevet over. Dessuten kan satsvise systemer i kommersiell skala lett bli modifisert til å produsere den ønskede CLA-blanding. For eksempel bør reaktorer av rustfritt stål fortrinnsvis bli foret med glass for å hindre korrosjon på grunn av pH-nivåer under 3,0. Imidlertid skal det bemerkes at konjugeringsprosesser hvor det anvendes ikke-vandige løsningsmidler, generelt er mindre korrosive enn prosesser utført med vann.

Flere sammenlignende forsøk ble utført for å belyse nøkkelegenskapene hos de foreliggende CLA-blandinger, i motsetning til de som er fremstilt under enten sub-optimale betingelser eller i henhold til tidligere fremgangsmåter hvor det ble anvendt vandig alkali. I eksempel 1 ble CLA fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte. CLA ble fremstilt ved den konvensjonelle fremgangsmåte med vandig alkali i eksempel 2.1 eksempel 3 ble reaksjonen i eksempel 1 hovedsakelig gjentatt, men ved høy temperatur. Til slutt ble i eksempel 4 den vandige alkalireaksjon, hovedsakelig identisk med den i eksempel 2, kjørt ved lav temperatur. De nøyaktige betingelser og detaljer ved hvert forsøk er angitt i eksemplene. Analyseprofilene for CLA-isomerinnholdet er angitt i tabeller 6-11.

Med henvisning til dataene i tabell 6, så er de relative arealprosenter gitt for hver identifisert topp som tilsvarer de individuelle isomerer, for hvert av de fire forsøk. GC-kurven ga et antall topper for hver testet prøve. Arealet under hver av disse topper ble integrert for å oppnå en totalverdi. Identiteten til toppen ble bestemt ut fra dens relative posisjon, fra publiserte atlaser over standard elueringsprofiler og fra vitenskapelig litteratur. Topprekken representerer restverdien for ukonjugert startmateriale, 9,12-linolsyre. Reaksjoner ved både lav og høy temperatur i propylenglykol ga ekstremt høye omsetninger på over 99 % av totalmengde- utgangsmateriale.

Med henvisning til kolonne 1, er det åpenbart at til forskjell fra alle kontroll-blandinger, så er i eksempel 1 en topp tilsvarende 11,13-isomerblandingen, toppen tilsvarende spesifikt cl l,cl3, toppen for alle 8,10-isomerer og toppen for uidentifiserte isomerer, alle fullstendig borte. I tilfellet c9,tl 1-isomeren så ligger GC-toppene for både 8,10- og 9,11-isomerene over hverandre og er her oppløst kun for materialet i eksempel 1 ved å subtrahere den del av toppen som er identifisert som 8,10 ved NMR-studier. Dette ble ikke gjort i de andre forsøk, slik at rad 3 gir verdier for kombinert 8,10 og 9,11 i eksempler 2-4. For 8,10- og 11,13-isomerene og de uidentifiserte isomerer er generelt en verdi på mindre enn 1 % og ned til udetekterbart av terapeutisk og ernæringsmessig verdi fordi det reduserer spormengdene av potensielt ødeleggende kontaminanter, særlig dem som er kjent for å suspekte adsorpsjonsveier ved lipogenesis. I ikke-drøvtyggere kan for eksempel tilsetning av 0,25-2,5 % CLA til dietten øke mengden CLA i vevet til omtrentlig det som finnes hos drøvtyggere, slik at andre dyr kan være en kilde for CLA, forutsatt at forurensende isomerer ikke er til stede.

I eksempel 2 tilveiebringes et typisk produkt oppnådd med vandig alkali og som er representativt for konvensjonelt fremstilt CLA. Omsetningen er mindre effektiv både totalt og for dannelse av c9,tl 1- og tl0,cl2-isomerene. Bemerk også en høy prosentandel av de suspekte 11,13-isomerer og en signifikant prosentandel av uidentifisert materiale.

Eksempel 3 belyser hvor kritisk temperaturparameteren er. En temperatur-forskyvning oppover i propylenglykolmediet øker skarpt mengden forurensende isomerer på bekostning av c9,tl 1- og tl0,cl2-isomerene. Også av interesse er at ved den høye temperatur så er det en dramatisk økning i trans,trans-forbindelsene fordi det favoriseres rearrangementer av dobbeltbindingen som gir en mer stabil elektronkonfigurasjon ved nivåene med øket energipåkjenning.

I eksempel 4 vises at en senkning av temperaturen i det vandige alkalisystem faktisk reduserer mengden av noen av de forurensende isomerer. Imidlertid er det et dramatisk fall i utbytte, og konsentrasjonen av gruppen med 11,13-isomerer forblir svært høy. Dette antyder at dannelsen av denne elektronkonfigurasjon påvirkes mer av virkningen av base i et vandig medium enn det som kan forklares med den totale kinetiske energi i systemet. Bemerk også den ekstremt lange reaksjonstid på 22,5 timer. Dette er altfor lenge for en effektiv satsvis prosess i industriell skala.

I tabell 6 er de relative isomerprosenter ved de forskjellige reaksjoner som funksjon av areal under topp omdannet til de korresponderende størrelser på topper. Ved den foreliggende fremgangsmåte skjer en praktisk talt fullstendig omdannelse av 9,12-linolsyre til en omtrentlig lik mengde av hver av de to ønskede CLA-isomerer. Ved den høyere temperatur, selv i propylenglykol, vil tilstedeværende 11,13-isomer fortsatt være en tredel av det som må oppnås med fremgangsmåten med vandig alkali ved lav temperatur.

C. Isomerisering med alkoholatkatalysatorer

I noen utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes fremgangsmåter for fremstilling av alkylestere av CLA. Etter splitting av fettet og dehydrer-ing, kombineres de frie fettsyrer med metanol eller en annen énverdig lavmolekylær alkohol og oppvarmes til alkoholens kokepunkt. Forestringen skjer under refluks-betingelser med fjerning av reaksjonsvann gjennom en kondensator. Etter tilsetning av en ytterligere mengde av den samme eller en annen énverdig alkohol blandes en alkoholatkatalysator inn i esterblandingen (se f.eks. US patentskrift nr. 3162658). Typiske alkoholat-katalysatorer er natrium- eller kaliumetoksid, eller den tilsvarende metyl-, butyl- eller propylforbindelse.

Ved forestringen foretrekkes metanol eller etanol, selv om andre forgrenede eller rettkjedede énverdige alkoholer kan anvendes. Jo lenger alkylgruppens alifatiske kjede er, jo mer blandbart med lipider blir materialet. Også viskositeten har en tendens til å øke. For forskjellige typer for eller næringsmidler, hvor konsistensen varierer, kan produkter med varierende viskositet bli anvendt for å oppnå de ønskede flyt- eller kompounderings-egenskaper uten å påvirke de terapeutiske eller næringsmessige egenskaper som skyldes CLA-gruppene. Teori og praksis for forestringen er konvensjonell. En grunnleggende forklaring på de mest vanlige fremgangsmåter er angitt i McCraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology. McGraw-Hill Book Co., N.Y.: 1996 (5. utg.). Hos dyr og mennesker har kroppen forskjellige esteraser slik at CLA-esteren lett spaltes og frigjør frie fettsyrer. Opptak i vev kan ha forskjellige kinetikker avhengig av det aktuelle vev og det aktuelle forhold.

I isomeriseirngstrinnet ble det funnet at katalyse med alkoholat ga et mye bedre produkt enn isomeriseringen formidlet med vandig alkali. Den sistnevnte prosess ga alltid uønskede isomerer, selv under milde reaksjonsbetingelser. Jo mildere betingelser, jo lavere mengder uønskede isomerer ble dannet, men på bekostning av utbytte, som vist i eksemplene. I de fleste systemer dominerte forekomsten av c9,tl 1- og tl0,cl2-isomerene, og de ble dannet i stort sett ekvimolare mengder. Det har hittil ikke vært mulig å regulere isomeriseringen av én isomer på bekostning av den andre. Selv om det er ønskelig å øke prosentandelen av den ene eller den andre isomer (avhengig av den fysiologiske virkning som skal oppnås), så må dette i dag overveiende utføres ved å tilsette et materiale anriket med den ønskede isomer.

De foretrukne utgangsmaterialer for konjugering med alkoholatkatalysatorer er solsikkeolje, saflorolje og maisolje. Hver av disse oljer har høye konsentrasjoner med linolsyre og lave konsentrasjoner med linolensyre. Som vist i eksempel 18, vil konjugering av linolensyre resultere i dannelse av mange ukarakteriserte fettsyregrupper med ukjente biologiske virkninger. I tidligere konjugeringsprosesser var produksjon av ukjente forbindelser ikke noe problem fordi produktene ble anvendt i tørkende oljer, malinger og lakk, og ikke i produkter beregnet som mat for mennesker eller dyr. CLA fremstilt ved disse fremgangsmåter med oljer som inneholdt høye konsentrasjoner med linolensyre, var følgelig ikke egnet for ernæringsmessig bruk.

I noen utførelsesformer er det også tatt i betraktning at glyserol og glyserolestere må fjernes før fremstilling av monoestere med fettsyrer. Spor av glyserol som er til stede under konjugeringen bidrar til dannelse av trimetoksypropan og trietoksypropan. Før konjugering er det derfor foretrukket å destillere monoesterne oppnådd ved alkoholyse.

D. Triacylglyserid-derivater av CLA

Den foreliggende oppfinnelse tar i betraktning anvendelse av CLA-derivater. For eksempel kan CLA være fritt, bundet gjennom en etterbinding eller tilveiebragt i form av en olje som inneholder CLA-triglyserider, som beskrevet i eksempler 5,6 og 14.1 disse utførelsesformer kan triglyseridene helt eller delvis omfatte CLA bundet til en glyserol-ryggrad. CLA kan også fortrinnsvis tilveiebringes som en metylester eller etylester, som beskrevet i eksempler 8 og 9. Videre kan CLA være i form av et ugiftig salt, så som kaliumsalt eller natriumsalt (for eksempel et salt dannet ved å omsette kjemisk ekvi-valente mengder frie syrer med et alkalihydroksid ved pH på ca. 8 til 9).

I én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse fremstilles en ny triacylglyserol som omfatter den nye CLA-isomerblanding beskrevet nedenfor for ikke-vandig isomerisering av linolsyre fira solsikkeolje og/eller saflorolje. De rene triacylglyseroler som er sterkt anriket med CLA (90-96 %) kan bekreftes med H NMR. Forestringen skjer ved å anvende immobilisert Candida antarctica lipase. Fortrinnsvis vil CLA inneholde minst 40 % og opp til 45-48 % av c9,tl 1-oktadekadiensyre og tl0,cl2-oktadekadiensyre, og blandinger derav. Det vil være mindre enn 1 % estere av 8,10-, 11,13- og trans,trans-isomerer, og mindre enn 5 % i aggregatet. Det resulterende triacylglyserol blir ikke ytterligere renset for å fjerne alle konsentrasjoner av fosfatidyl- og sterolrester. Men disse konsentrasjoner som er tilbake fra isomeriseringen av solsikkeolje og saflorolje, vil være akseptable for kommersielle anvendelser angående sikre, spisbare produkter i for og næringsmidler. I andre utførelsesformer blir triacylglyserolen renset ytterligere ved molekyldestillasjon.

Den immobiliserte Candida antarctica lipase må benyttes på tilsvarende måte som beskrevet for flerumettede fettsyrer av type n-3 av Harraldson et al. Forestrings-reaksjonen utføres ved 50-75 °C, fortrinnsvis 65 °C, i fravær av løsningsmiddel og det benyttes vakuum for å fjerne det koproduserte vann eller alkoholer (fra estere) ved dannelsen. Dette forskyver triacylglyserolproduksjonen til fullstendig omsetning med hovedsakelig kvantitative utbytter og sikrer et høyrent produkt som er praktisk talt fritt for alle mono- og diacylglyseroler. Støkiometriske mengder frie fettsyrer kan anvendes, dvs. 3 molar ekvivalenter basert på glyserol eller 1 molarekvivalent basert på antall molekvivalenter hydroksylgrupper som er til stede i glyserolgruppen. Det er nødvendig med kun 10 % dosering av lipase basert på totalvekten av substrater, som kan anvendes flere ganger. Dette er svært viktig fra et produktivitetsmessig synspunkt. Alt dette sammen med det faktum at ikke noe løsningsmiddel er påkrevet gjør denne fremgangsmåte svært egnet for oppskalering og industrialisering, siden kuttet i volum og volumin-øsitet er enorm. Også et lite overskudd (<5/5) av frie fettsyrer kan anvendes for å få opp reaksjonshastigheten mot slutten og sikre at reaksjonen går fullstendig.

Ved initieringen av reaksjonen dannes først 1- eller 3-monoacylglyserid, fulgt av 1,3-diacylglyserid, og til slutt triglyseridet ved de lengre reaksjonstider. Mono- og diacylgryseridene er anvendelige som mellomprodukter ved at de viser biologisk aktivitet, men de har større løselighet i vandige celleomgivelser og kan delta i alternative molekylære synteseverdier, som syntese av fosfolipider eller andre funksjonelle lipider. Derimot blir triglyserider ofte avsatt intakt i cellemembraner eller lagringsvesikler. Således vil administrasjon av CLA i form av mono-, di- eller triglyserol istedenfor fri fettsyre eller fettsyreester, kunne innvirke på opptaksmodus og -fordeling, metabolisme-hastighet og strukturell eller fysiologisk rolle for CLA-komponenten.

III. Stabilisering av CLA-forbindelser

For første gang er det av oppfinnerne innsett at lagring av CLA-blandinger i et ikke-inert kar eller under ikke-inerte betingelser kan være ødeleggende for langtids-stabiliteten, spesielt på grunn av det faktum at metallioner (for eksempel jern- og kobberioner) kan bli utløst fra karet og forårsake uønsket oksidasjon av blandingen og dannelse av flyktige organiske forbindelser, spesielt lavmolekylære flyktige organiske forbindelser. Disse uønskede forbindelser påvirker både smak og lukt hos CLA-produktet. Oppfinnerne har også funnet at for å hindre dannelse av disse forbindelser, er det foretrukket å begrense metallionene på hvert trinn ved bearbeidingen av CLA, for eksempel ved å fjerne metall gjennom en kombinasjon av molekyldestillasjon og andre destillasjonstrinn, anvendelse av adsorpsjonsmidler på det destillerte produkt for å danne et produkt som er egnet for lagring, og anvendelse av antioksidanter og chelatorer i det lagrede produkt.

Følgelig blir det med den foreliggende oppfinnelse tatt i betraktning å stabilisere CLA-holdige forbindelser innbefattende CLA, CLA-estere og triglyserider med CLA, ved å hindre oksidasjon av forbindelsene. I foretrukne utførelsesformer er blandingene stabile i minst 30 døgn og fortrinnsvis opp til to år. Stabiliteten kan hensiktsmessig angis som konsentrasjonen av lavmolekylære flyktige organiske forbindelser i lagrede CLA-produkter. Følgelig vil disse CLA-produkter som er lagret i fra ca. 30 døgn til ca. to år inneholde mindre enn ca. 100 ppm lavmolekylære flyktige organiske forbindelser, fortrinnsvis mindre enn ca. 10 ppm lavmolekylære flyktige organiske forbindelser, og mest foretrukket mindre enn ca. 5 ppm eller 1 ppm lavmolekylære flyktige organiske forbindelser.

Den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til noen bestemt mekanisme. Faktisk er en forståelse av mekanismen ved oppfinnelsen ikke nødvendig for å fremstille blandingen eller utføre fremgangsmåtene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Allikevel, til forskjell fra ikke-konjugerte fettsyrer, så synes CLA ikke å danne peroksider som nedbrytningsprodukter. Dette er blitt demonstrert eksperimentelt ved å måle peroksid-verdier (PV) spektrofotometrisk med en kolorimetrisk ferritiocynat-metode. Etter lagring i åpent glass hadde CLA en PV på 32, mens til sammenligning var verdien for linolsyre 370.

CLA danner under nedbrytning flyktige organiske forbindelser, innbefattende heksan. Produkter lagret i et stålfat i flere uker ble funnet å inneholde opp til 25 ppm heksan. Heksan har en karakteristisk smak og lukt som er uønsket i næringsmiddelprodukter. Oksidasjon av CLA synes å være forårsaket av tilstedeværende metall-forurensninger. Et system for å fjerne slike forbindelser som fremmer oksidasjon under rensingen er således fordelaktig.

Videre er det også fordelaktig å tilsette forbindelser til CLA-preparater for å minske oksidasjon under lagring. Forbindelser som hindrer oksidasjon (antioksidanter) har to generelle virkningsmekanismer. Den første er å hindre oksidasjon ved å fjerne peroksidradikaler i lipidet. Eksempler innbefatter tokoferoler og askorbylpalmitat. Den andre mekanisme for å forhindre oksidasjon er ved chelatering av metallioner. Eksempler på metalloksidantchelatorer innbefatter sitronsyreestere og lecitin. Noen kommersielt tilgjengelige forbindelser (for eksempel "Controx", Grunau (Henkel), Illertissen, DE) innbefatter både peroksidfjernere og metallchelatorer (for eksempel lecitin, tokoferoler, askorbylpalmitat og sitronsyreestere). I noen utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse tilsettes metalloksidantchelatorer til CLA-holdige forbindelser for å forhindre oksidasjon. I andre utførelsesformer blir en kombinasjon av metalloksidantchelatorer og peroksidfjernere innlemmet i CLA-blandingen.

I noen utførelsesformer anvendes gasskromatografi/massespektroskopi til å detektere tilstedeværelse av flyktige organiske nedbrytningsprodukter av CLA. I andre utførelsesformer anvendes måling av oljestabilitetsindeks (OSI) til å detektere tilstedeværelse av flyktige organiske nedbrytningsprodukter av CLA. I foretrukne utførelses-former har de stabiliserte blandinger ifølge den foreliggende oppfinnelse en OSI på minst ca. 20 til 100 timer ved 60 °C. I særlig foretrukne utførelsesformer er OSI ca. 40 timer ved 60 °C. Det skal bemerkes at disse verdier ligger over det anbefalte område for OSI-målinger "AOCS Official Method Cd 12b-92" på grunn av fjerningen av metallioner og tilsetning av antioksidanter og chelatorer.

Med noen utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes fremgangsmåter for å fjerne pro-oksidanter (for eksempel jern) fira CLA-prøver. Fremgangsmåtene innbefatter destillasjon eller adsorpsjon. I noen utførelsesformer er innholdet av metallion i isomerisert CLA fra ca. 1 ppm til 10 ppm. Fortrinnsvis er metallionkonsentrasjonen mindre enn ca. 1 ppm og mest foretrukket mindre enn 0,5 ppm etter destillasjon og/eller adsorpsjon. I noen utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse tilsettes forbindelser for å hindre oksidasjon av CLA, som beskrevet nedenfor.

I eksempel 12 illustreres målingen av flyktige organiske forbindelser med gasskromatografi fulgt av massespektroskopi. CLA fremstilles ved fremgangsmåten i eksempel 11. Det utføres GC/MS og toppene identifiseres ved å anvende referanse-materialer (for eksempel Wiley referansesøk). I tabell 28 er det listet opp de identifiserte forbindelser og den relative mengde av dem. Identifiserte flyktige organiske forbindelser innbefatter pentan, heksan, heptan, 2-butenal, etanol, 3-metylbutanal, 4-metylpentanon, heksanal, heptanal, 2-pentylfuran og oktanal. Eksempel 12 demonstrerer at prøver av CLA inneholder uønskede flyktige organiske forbindelser. Fagfolk på området vil forstå at prøver kan inneholde ytterligere flyktige organiske forbindelser, avhengig av utgangs-materialene og de nøyaktige reaksjonsbetingelser.

I ett belysende eksempel er det vist at dannelse av flyktige organiske syrer øker med tiden. I eksempel 13 er de relative mengder av pentan og heksan i en CLA-løsning vist før og etter lagring i åpen luft ved 60 °C i 21 døgn. Resultatene er vist i tabell 28. Mengden av både pentan og heksan øker til omtrentlig det dobbelte etter 21 døgn. Dette eksempel viser at konsentrasjonen av flyktige organiske forbindelser som er til stede som oksidasjonsprodukter av CLA, øker med tiden.

I foretrukne utførelsesformer er det tatt forholdsregler under rensingen for å forhindre oksidasjon under lagring. Disse forholdsregler innbefatter å fjerne forbindelser som tjener som pro-oksidanter jern og andre metaller. I noen utførelsesformer fjernes metallene ved behandling med adsorpsjonsmidler blekejord, aktive trekullzeolitter og silika. I andre utførelsesformer er pro-oksidantene fjernet ved destillasjon.

I eksempel 16 er det gitt et illustrerende eksempel på én fremgangsmåte for adsorpsjon av metaller. I dette eksempel anvendes silika som adsorpsjonsmiddel. Et triacylglyserid fremstilt ved fremgangsmåten i eksempel 14 ble først deodorisert ved forhøyet temperatur og trykk. Prøven ble så blandet med silika og oppvarmet under vakuum. Den foreliggende oppfinnelse er ikke ment å være begrenset til adsorpsjons-betingelsene beskrevet i eksempel 16. Andre fremgangsmåter for adsorpsjon som er kjent av fagfolk på området, kan anvendes.

I noen utførelsesformer fjernes pro-oksidanter i en destillasjonsprosess. Et belysende eksempel er gitt i eksempel 14.1 dette eksempel utføres destillasjon av et CLA-triacylglyserid i en molekyldestillasjonsapparatur. Destillasjonen utføres ved

150 °C og et trykk på IO"<2>mbar. Den foreliggende oppfinnelse er ikke ment å være begrenset til betingelsene beskrevet for destillasjonen. Andre temperaturer og trykk vil ligge innen rammen for den foreliggende oppfinnelse.

I noen utførelsesformer hindres oksidasjon av CLA ved å tilsette metall-oksidantkelatorer eller peroksidfjernere til det ferdige produkt. Foretrukne metallion-kelatorer innbefatter EDTA, DTP A, penicillamin, deferoksamin og andre kelatorer som generelt er ansett å være sikre (GRAS) og fysiologisk akseptable salter derav.

I noen utførelsesformer måles oksidasjonsmengden med oljestabilitetsindeksen (OSI). OSI (se for eksempel "AOCS Official Method Cd 12b-92") er et mål for oljens bestandighet mot oksidasjon. Den defineres matematisk som tiden inntil maksimal endring i oksidasjonshastighet. Denne hastighet kan bestemmes matematisk. Eksperimentelt beregnes OSI ved å måle endringen i konduktivitet i deionisert vann hvori flyktige organiske syrer (oksidasjonsprodukter) er oppløst. Ved utføringen av OSI-målinger er det viktig å unngå forurensninger med spormengder av metaller som kan akselerere oksidasjonsprosessen. Generelt gjøres dette ved å vaske omhyggelig alt anvendt glassutstyr med en rengjørende løsning som er fri for kromat eller surfaktanter. Vann må bli deionisert og alle løsninger må være av høyrenset kvalitet.

Et eksempel som belyser OSI-målinger for CLA i nærvær eller fravær av antioksidanter, er gitt i eksempel 15.1 eksempel 15 blir et CLA-triacylglyserid fremstilt ved fremgangsmåten i eksempel 14. Prøver anbringes i åpne skåler med varierende mengder (0-0,1 %) av fire antioksidanter ("Controx" Grunau (Henkel); Illertissen, DE), "Herbalox" (en ekstrakt av rosmarin; Kalsec, Kalamazoo, MI, USA), "Covi-OX"

(Grunau (Henkel), Illertissen, DE) og a-tokoferol). OSI beregnet som beskrevet over. Resultatene er vist i tabell 29 og på figur 2. Tilsetning av a-tokoferol økte ikke OSI-verdien signifikant. "Herbalox" økte verdien med ca. 2-3 ganger. "Covi-OX" og "Controx" økte OSI-verdiene mer, henholdsvis ca. 4 ganger og 6 ganger. Dette forsøk viser at tilsetning av antioksidanter kan forsinke oksidasjonen av CLA-holdige forbindelser under lagring.

IV. Administrering av CLA-holdige forbindelser

De konjugerte linolsyregrupper ifølge den foreliggende oppfinnelse kan tilveiebringes i forskjellige former. I noen utførelsesformer er administreringen oral. CLA-gruppene kan være formulert med egnede bærere som stivelse, sukrose eller laktose til tabletter, piller, pastiller, kapsler, oppløsninger, væsker, oppslemminger, suspensjoner og emulsjoner. Fortrinnsvis inneholder CLA-formuleringene antioksidanter "Controx", "Covi-OX", lecithin og oljeløselige former av vitamin C (askorbylpalmitat). CLA kan foreligge i vannløsning, oljeløsning eller i hvilken som helst av de andre former diskutert over. Tabletten eller kapselen ifølge den foreliggende oppfinnelse kan være over trukket med et enterisk belegg som oppløses ved ca. pH 6,0 til 7,0. Et egnet eterisk belegg som oppløses i tynntarmen men ikke i magesekken, er celluloseacetatftalat. I noen utførelses-former foreligger CLA som myke gelatinkapsler som inneholder 750 mg 80% CLA ("Tonalin"). CLA kan også tilføres via en rekke andre ruter intravenøst, intramuskulært, intra-arterielt, intramedullært, intratekalt, intraventrikulært, transdermalt, subkutant, intra-peritonealt, intranasalt, enteralt, topisk, sublingualt eller rektalt middel. Ytterligere detaljer angående teknikker for formulering og administrering kan finnes i den siste utgave av "Remington's Pharmaceutical Sciences" (Maack Publishing Co., Easton, PA, USA).

En effektiv mengde CLA-gruppe kan også tilføres som et supplement i forskjellige næringsmiddelprodukter, innbefattende dyrefor og drikker. For formålet med denne søknad betyr næringsmiddelprodukter som inneholder CLA ethvert naturlig bearbeidet diettmessig eller ikke-diettmessig næringsmiddelprodukt som er tilsatt eksogent CLA. CLA kan være tilsatt i form av frie fettsyrer, estere av konjugert linolsyre eller som en olje som inneholder partielle eller hele triglyserider med CLA. CLA kan derfor være direkte innlemmet i de forskjellige fremstilte næringsmiddelprodukter diettdrikker, diettplater, supplementer, tilberedte fryste måltider, sukkertøy, snacks-produkter (for eksempel chips), tilberedte kjøttprodukter, melk, ost, yoghurt og andre fett- eller oljeholdige næringsmidler. Næringsmiddelprodukter formulert med alkylestere eller konjugerte linolsyregrupper fremstilt ved alkalisk alkoholatkatalyse inneholder alkoholer (for eksempel metanol eller etanol), avhengig av de anvendte løsningsmidler og katalysatorer. Generelt vil mengde tilstedeværende alkohol være ca. 1 til 10 ppm.

Som vist over og i eksemplene kan CLA-blandinger dessuten inneholde slike konsentrasjoner med flyktige organiske forbindelser at det har uheldig innvirkning på smaken og lukten av næringsmiddelprodukter som inneholder CLA. Det viser seg at næringsmiddelprodukter ifølge den foreliggende oppfinnelse som inneholder CLA-blandinger med mindre enn 10 ppm flyktige organiske forbindelser, og fortrinnsvis mindre enn 5 ppm flyktige organiske forbindelser, er overlegen i smak og lukt sammenlignet med næringsmiddelprodukter som inneholder høyere konsentrasjoner med flyktige organiske forbindelser og vil bli foretrukket i en blindtest og ved lukttester. Med utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes følgelig et nærings middelprodukt som inneholder en konjugert linolsyregruppe hvor denne har tilstrekkelig lav konsentrasjon av flyktige organiske forbindelser til at smaken og lukten på nærings-middelproduktet ikke blir påvirket.

EKSPERIMENTELT

De følgende eksempler er gitt for å demonstrere og ytterligere belyse visse foretrukne utførelsesformer og aspekter ved den foreliggende oppfinnelse.

I den eksperimentelle beskrivelse som følger, gjelder følgende forkortelser: M (molar); mM (millimolar); (iM (mikromolar); kg (kilogram); g (gram); mg (milligram); (ig (mikrogram); ng (nanogram); L eller 1 (liter); ml (milliliter); (il (mikroliter); cm (centimeter); mm (millimeter); nm (nanometer); °C (grad celsius); KOH (kaliumhydroksid); HC1 (saltsyre); Hg (kvikksølv).

Eksempel 1

Isomerisering av saflorolje ved anvendelse av propylenglykol ved lav temperatur.

Saflorolje ble isomerisert i propylenglykol ved lave temperaturer ved å anvende KOH som katalysator. Isomeriseringsapparaturen besto av en to-halset kolbe med et termometer anbragt i én hals slik at det var tilbake en liten åpning for å avlaste overtrykk. En nitrogentilførsel ble forbundet med den andre kolbehalsen. Løsninger fylt i kolben ble omrørt ved å anvende en magnetstav og en magnetrører. Temperaturen i kolben ble regulert ved å anbringe kolben i et termostatregulert oljebad plassert på magnetrøreren.

Kolben ble fylt med 60,27 g propylenglykol og 28,20 g KOH, og senket ned i oljebadet. Temperaturen ble økt til 130 °C for å oppløse KOH. Etter at KOH var oppløst, ble 60,09 g saflorolje fylt i kolben. Et stort nitrogenvolum ble sirkulert gjennom to-halskolben i 5 min, og deretter et redusert volum. Blandingen ble oppvarmet til 150 °C, hvilket tok ca. 40 min. Blandingen fikk deretter reagere ved 150 °C i 3,5 timer. Med intervaller ble 3 ml prøver tatt ut for analyse.

Prøvene ble anbragt direkte i 6 ml varmt vann og sitronsyre ble tilsatt i overskudd inntil de frie fettsyrer separerte ut som et topplag. Oppvarming var nødvendig for å forhindre stivning mens sitronsyren ble tilsatt. For å omdanne de frie fettsyrer til metyl-estere for analyse med gasskromatografi, ble 0,025 g av de frie fettsyrer, 5 ml av en 4 % løsning av HC1 og etanol tilsatt i et prøverør. Nitrogen ble tilført til røret, deretter ble røret forseglet og anbragt i et vannbad av 60 °C i 20 min. Røret ble deretter avkjølt og 1 ml renset vann og 5 ml isooktan ble tilsatt. Nitrogen ble tilført til røret og røret ble rystet i 30 sekunder. Det resulterende øverste lag ble tilsatt til 1 (il renset vann i et nytt prøverør og igjen rystet under nitrogen. Det resulterende øverste lag ble deretter vasket med isooktan og dekantert over i et tredje prøverør. En liten mengde natriumsulfat ble tilsatt for å absorbere vann. En 1 (il prøve ble deretter injisert direkte i gasskromatografen.

De gasskromatografiske betingelser var som følger:

Alle resultater er uttrykt som relativt prosentareal under topp. Standarder er vanligvis utilgjengelige, slik at de eluerte topper ble verifisert med andre systemer. Med GC-MS bestemmes antallet, men ikke posisjonen, for cis- og trans-bindinger. Derfor ble NMR-analyse anvendt til å verifisere posisjonene for bindingene. Hoved-toppene var c9,tl 1 og tl0,cl2. For NMR-analyse av CLA-isomerer, vennligst se Marcel S.F. Lie Ken Jie og J. Mustafa, Lipid, 32 (10) 1019-34 (1997). Disse data, presentert i tabell 6 og oppsummert i tabell 10, viser at isomerisering av saflorolje ved anvendelse av polypropylenglykol som løsningsmiddel, KOH som katalysator og lave temperaturer, resulterer i dannelse av konjugert linolsyre som mangler 8,10- og 11,13-isomerer. De sterkt polare kolonner anvendt ved dette forsøk kan med hell anvendes til å separere 8,10- og 11,13-isomerene fira c9,tl 1- og tl0,cl2-isomerer. 8,10-isomerene har en tendens til å eluere sammen med eller umiddelbart etter c9,tl 1-isomeren. 11,13-isomeren eluerer i front av tl0,cl 1-isomeren eller eluerer sammen med tl0,cl2-isomeren, avhengig av kolonnebetingelsene.

Den konjugerte linolsyre fremstilt ifølge denne fremgangsmåte, kan karakteri-seres ved å sammenligne de forskjellige dannede isomerer. For det første gikk isomeri-seringsreaksjonen hovedsakelig fullstendig. Fullstendig omsetning bestemmes ved å dividere det totale areal under toppene for linolsyre-isomerene minus gjenværende c9,tl2-linolsyre, med det totale areal under toppene. Denne verdi var 0,994. For det andre ble forholdet mellom c9,tl 1- og tl0,cl2-isomerene og det totale areal under toppene bestemt. Denne verdi var 0,953. For det tredje ble forholdet mellom t9,tl 1-, tl0,tl2-isomerene og c9,tl 1-, tl0,cl2-isomerene bestemt. Denne verdi var 0,010. For det fjerde ble forholdet mellom t9,tl 1-, tl0,tl2-isomerene og totalarealet under toppene bestemt. Denne verdi var 0,009. For det femte ble forholdet mellom tl0,cl2-isomeren og c9,tl 1-isomeren bestemt. Denne verdi var 1,018. Disse forhold er oppsummert i tabell 11.

Eksempel 2

Vandig isomerisering ved høy temperatur og høyt trykk

I en høytrykksreaktor ("Parr Model 450 ML Benchtop Alloy 400", utstyrt med en trykkmåler og rører) ble det fylt 50 g vann og 25,32 g NaOH. Etter at NaOH var oppløst, ble 94,0 g saflorolje tilsatt i reaktoren. Reaktoren ble lukket og spylt i 2 min med nitrogen, hvoretter alle ventiler ble lukket. Reaktoren ble oppvarmet med en elektrisk mantel til 210 °C og holdt ved denne temperatur i 6 timer. Temperaturen ble deretter redusert til 60 °C før trykket ble avlastet og reaktoren åpnet. Av den resulterende stivnede såpe i reaktoren ble 2 g oppløst i vann av ca. 40 °C. Det ble så tilsatt sitronsyre for å redusere pH i løsningen til under 6. Det ble tatt en prøve av topplaget med fettsyre og tilberedt for gasskromatografisk analyse som i eksempel 1.

Resultatene av gasskromatografien er presentert i tabell 7 og oppsummert i tabell 10. Disse data viser at denne isomeriseringsmetode resulterer i dannelse av forholdsvis store mengder av 8,10- og 11,13-isomerene. Forholdene er presentert i tabell 11.

Eksempel 3

Ikke-vandig alkalisk isomerisering av saflorolje ved høy temperatur og høyt trykk

I høytrykksreaktoren beskrevet i eksempel 2, ble det fylt 100,48 g propylenglykol og 46,75 g KOH. Reaktoren ble deretter oppvarmet til 130 °C for å oppløse KOH. Det ble deretter tilsatt 100,12 g saflorolje til blandingen av KOH/propylenglykol. Reaktoren ble lukket, spylt i 1 min med nitrogen og alle ventiler lukket. Reaktoren ble deretter oppvarmet til 210 °C og holdt ved denne temperatur i 1 time. Reaktoren ble avkjølt og innholdet dekantert i 120 g varmt vann. Under omrøring ble 35,3 g 37 % HC1 og 27,59 g sitronsyre tilsatt i rekkefølge til fettsyrene. En prøve tatt av topplaget ble tørket i en vakuumkolbe ved 60 °C. En prøve av de resulterende fettsyrer ble analysert gasskromatografisk som beskrevet i eksempel 1.

Resultatene er presenter i tabell 8 og oppsummert i tabell 10. Dette forsøk viser at isomeriseringen av saflorolje med KOH og et ikke-vandig løsningsmiddel ved høy temperatur resulterer i dannelse av signifikante mengder 8,10- og 11,13-isomerer, samt t9,tl 1- og tl0,tl2-isomerer. Forholdene er presentert i tabell 11.

Eksempel 4

Omsetning i nærvær av vandig alkali ved lav temperatur

I en høytrykksreaktor som beskrevet i eksempel 3 ble det fylt 49,94 g vann og 39,96 g NaOH. Denne blanding ble oppvarmet inntil NaOH var oppløst. Deretter ble 100,54 g saflorolje tilsatt i høytrykksreaktoren, reaktoren ble spylt med nitrogen og alle ventiler lukket. Høytrykksreaktoren ble oppvarmet til 179 °C i 22,5 timer. Prøver ble tilberedt for gasskromatografi som i eksempel 3. Dataene er gitt i tabell 9 og oppsummert i tabell 10. Dette forsøk viser at når lave temperaturer anvendes for isomerisering i nærvær av vandig alkali, går konjugeringsreaksjonen ikke fullstendig. Dessuten ble det dannet signifikante mengder av 8,10- og 11,13-isomerene. Forholdene er presentert i tabell 11.

Eksempel 5

Fremstilling av triacylglyseroler med CLA ved direkte forestring

Generelt. H-kjernemagnetiske resonansspektra ble tatt opp med et "Bruker AC 250" NMR-spektrometer i deuterisert kloroform som løsningsmiddel. HPLC-separa-sjoner ble utført med et "PrepLC System 500A" instrument fra Waters ved anvendelse av kolonnen "PrePak 500 Silica Cartridge" fra Millipore, eluering med 10 % dietyleter i petroleumeter. Analytisk GLC ble utført med en "Perkin-Elmer 8140" gasskromatograf ifølge en allerede angitt utførelse beskrevet av Haraldsson, et al., Acta Chem Sean 45: 723 (1991).

Det immobiliserte Candida antarctica lipase ble anskaffet fra Novo Nordisk i Danmark som "Novozyme". Det ble anvendt direkte som anskaffet ved forestrings-forsøkene. Dietyleter av analysekvalitet kjøpt fra Merck ble anvendt uten rensing, mens n-heksan av syntesekvalitet, også fra Merck, ble destillert umiddelbart før bruk i ekstra-heringer og HPLC-kromatografi. Glyserol (99 %) ble kjøpt fra Sigma and Aldrich Chemical Company og anvendt uten ytterligere rensing. CLA-konsentratet ble anskaffet fra Natural Lipids i Norge som frie fettsyrer, under navnet "Tonalin". Renheten ble be-kreftet med analytisk GLC og høyfelts NMR-spektroskopi, som avslørte noen glyserid-forurensninger. CLA-konsentratet ble funnet å inneholde 43,3 % 9-cis, 11-trans-linolsyre, 44,5 % 10-trans,12-cis-linolsyre, 5,4 % av andre CLA-isomerer, 5,6 % oljesyre og 0,6 % av hver av palmitinsyre og stearinsyre, bestemt med GLC ved Vitenskapelig institutt.

Eksempel 6

Fremstilling av triacylglyseroler med CLA ved direkte forestring

Immobilisert Candida antarctica lipase (1,25 g) ble tilsatt til en blanding av glyserol (1,22 g, 13,3 mmol) og CLA som fri fettsyre (molekylvekt 280,3 g/mol, 11,6 g, 41,5 mmol). Blandingen ble forsiktig omrørt med magnetrører på varmeplate ved 65 °C under kontinuerlig vakuum på 0,01-0,5 torr. Flyktig vann dannet under reaksjonsforløpet ble kontinuerlig kondensert i kjølefeller med flytende nitrogen. Etter 48 h ble reaksjonen avbrutt, n-heksan ble tilsatt og enzymet skilt fra ved filtrering. Den organiske fase ble behandlet med en basisk vannløsning av natriumkarbonat for å fjerne overskudd av frie fettsyrer (om påkrevet). Det organiske løsningsmiddel (etter tørking over vannfritt magnesiumsulfat om hensiktsmessig) ble fjernet i vakuum i en rotasjonsinndamper, fulgt av behandling ved høyvakuum for å oppnå et praktisk talt rent produkt som en svakt gulaktig olje (10,9 g, gjennomsnittlig molekylvekt 878,6 g/mol, 93 % utbytte). Når det ble anvendt støkiometriske mengder frie fettsyrer, ble det foretatt titrering med standard-isert natriumhydroksid for å bestemme innholdet av fri fettsyre i råproduktet fira reaksjonen (innhold mindre enn 1 % fri fettsyre basert på antall mol estergrupper, tilsvarende minst 99 % innlemmelse, som er lik et minste innhold av triglyserid på 97 %). Råproduktet ble ført direkte inn i HPCL og eluert med 10 % dietyleter i n-heksan slik at det ble oppnådd 100 % rent triglyserid som en fargeløs olje. 250 MHz 1H NMR (CDC13) 8 (ppm) 6,35-6,23 (3H, ddt. Jtrans=15,0 Hz.J=10,9 Hz. Jallyl=l,3 =CHCH=CH), 5,98-5,90 (3H., dd, Icis=10,9, J=10,9, -CH=CHCH=), 5,71-5,59 (3H, dtd, Jtrans=15,0 Hz, J=6,9 Hz, J=6,9 Hz, J=2,2 Hz, =CH=CHCH2-), 5,35-5,26 (4H, m. = CH2CH=CH- og -CH2C -ICH2-), 4,33-4,26 (2H, dd, Jgem=ll,9 Hz, J=4,3, -CH2CHCH2-), 4,18-4,10 2H, dd, Jgem=l,8 Hz, J=6,0, -CH2CHCH2-), 2,37-2,31 (6H, t,J=7,4 H2, -CH2COOR), 2,19-2,05 (12H, m, -CH2CH=CH-), 1,66-1,60 (6H, qu., J=Hz, -CH2CH2COOR). 1,43-1,30 (18H, m, -CH2-), 0,91-0,86 (9H, t, J=6,7 Hz, -CH3). 13C-NMR (CDC13):8 (ppm) 173,2, 172,8,134,6,130,0,128,6,125,5,68,8,62,0,34,0,32,9,31,6,29,6-28,9 (6C), 27,6,24,8, 22,5,14,1.

For å kartlegge reaksjonsforløpet og oppnå flere detaljer angående sammensetningen av de individuelle glyserider under reaksjonen, ble det tatt prøver jevnlig under reaksjonsforløpet. Disse ble analysert med HNMR-spektroskopi og ga god innsikt i sammensetningen av mono-, di- og triacylglyseroler under reaksjonsforløpet. Resultatene er vist i tabell 12 nedenfor. Som det kan ses av tabellen, så dominerte 1,3-diacylglyseroler reaksjonsblandingen under de to første timer av reaksjonen. Etter fire timer tok triacylglyseroler over og hadde nådd 98 % sammensetning etter 22 timer og 100 % etter 48 timer. Som forventet nådde 1,2-diacylglyseroler betraktelig lavere nivåer enn 1,3-di-acylglyserolene. 1-monoacylglyseroler nådde et maksimum under den første time av reaksjonen, mens 2-monoacylglyseroler ikke ble detektert under reaksjonen.

Eksempel 7

Virkning av varierende temperatur og reaksjons varighet på CLA-utbytte og

-sammensetning

Virkningen av temperatur og reaksjonsvarighet på konjugeringen av saflorolje ble bestemt. Vann og NaOH ble fylt i en høytrykksreaktor ("Parr Model 450 ML Benchtop Alloy 400", utstyrt med trykkmåler og rører) som angitt i tabell 1, kolonner 1 og 2. NaOH fikk bli oppløst og saflorolje (kolonne 3) ble tilsatt i reaktoren. Reaktoren ble lukket og spylt med nitrogen i 2 min, hvoretter alle ventiler ble lukket. Reaktoren ble oppvarmet med en elektrisk varmekappe til ønsket temperatur (kolonne 4) og holdt ved denne temperatur i ønsket tid (kolonne 5). Temperaturen ble deretter redusert til 60 °C før trykket ble avlastet og reaktoren åpnet. For hver reaksjon ble to gram av den resulterende stivnede såpe tatt fira reaktoren og oppløst i vann av ca. 40 °C. Sitronsyre ble deretter tilsatt for å redusere pH i løsningen til under 6. En prøve ble tatt ut av topplaget med fettsyre og tilberedt for gasskromatografi.

Resultatene fra den gasskromatografiske analyse er presentert i kolonne 6 (total prosentandel av 9,11- og 10,12-isomerer), kolonne 7 (total prosentandel av 11,13-isomerer) og kolonne 8 (total prosentandel av alle CLA-isomerer eller utbytte). Disse data viser at når reaksjonsvarigheten og temperaturen øker, så øker den totale mengde konjugering og prosentandelen av 11,13-isomerer. Under betingelser hvor dannelse av 11,13-isomerene er lav, er den totale mengde konjugering også lav.

Eksempel 8

Konjugering av saflor-fettsyremetylester (FAME)

Reaksjonen ble utført i et lukket kar. De følgende komponenter ble blandet sammen: 100 g saflor-FAME og en blanding av ca. 2,8 g KOCH3og 2,8 g metanol. Det var sannsynligvis mer KOMe enn metanol på grunn av fordampning av metanol under blandingen av de to komponenter. Blandingen ble omrørt i 5 timer ved 111-115 °C i nitrogenatmosfære i et lukket reaksjonskar. Isomerfordelingen ble analysert med gasskromatografi. Resultatene er oppsummert i tabell 2. Rådata fra GC er presentert i tabell 3. Disse data viser at konjugeringen av saflor-FAME kan oppnås under milde betingelser, hvilket resulterer i et produkt som er fritt for de betydelige mengder av uønskede 8,10- og 11,13-isomerer.

Eksempel 9

Satsvis storskalaproduksjon av konjugert saflor-FAME

Produksjon av konjugert saflor-FAME kan deles i to trinn, metanolyse og konjugering. For metanolyse ble 6000 kg saflorolje trukket inn i en lukket reaktor.

Reaktoren ble spylt med nitrogen ved atmosfæretrykk og det ble tilsatt 1150 1 metanol og 160 kg NaOCH3(30 % løsning). Blandingen ble oppvarmet til 65 °C under omrøring og fikk reagere ved 65 °C i 2 timer. Det resulterende bunnlag ble fjernet mens reaktoren ble spylt med nitrogengass, hvoretter det så under omrøring ble tilsatt 1000 1 vann (40-50 °C, hvori det var oppløst 50 kg sitronsyremonohydrat). Lagene fikk separere (ca. 60 min) og bunnlaget ble fjernet mens reaktoren ble spylt med nitrogengass. Det resulterende produkt av saflor-FAME ble tørket ved 80 °C under vakuum i én time.

For å konjugere saflor-FAME ble 250 kg KOCH3oppløst i metanol slik at det ble dannet en pasta som ble fylt i reaktoren. Blandingen ble deretter oppvarmet til 120 °C under omrøring og reaksjonen fikk pågå i 3 timer. Blandingen ble avkjølt til 100 °C og det ble under omrøring tilsatt 10001 vann (40-50 °C, hvori det var oppløst 50 kg sitronsyremonohydrat). Blandingen ble omrørt i 15 minutter og deretter fikk lagene separere i 20 minutter. Bunnlaget ble fjernet og produktet tørket ved 80 °C i 1 time, og deretter lagret under nitrogen.

Det resulterende CLA ble analysert med et "Perkin Eimer Autosystem XL GC" under følgende betingelser:

GC-resultatene er oppsummert i tabeller 15 og 16.

Eksempel 10

De følgende eksempler er typiske dyrerasjoner som inneholder frie CLA-fettsyrer, CLA-triglyserider og CLA-estere ifølge den foreliggende oppfinnelse.

A. STARTRASJONER FOR SVIN

B.

B. VEKSTAVSLUTTENDE RASJONER FOR SVIN (FRA 18 TIL 109 KG) C. VEKSTAVSLUTTENDE RASJONER FOR SVIN (FOR SVIN 55-109 KG)

SAMMENSETNING OG ANALYSE AV SPORMINERAL-PREMIKS FOR SVIN

SAMMENSETNING AV VITAMIN-PREMIKS FOR SVIN

D. RASJON MED 18 % PROTEIN FOR HØNS

E. START- OG SLUTTRASJONER FOR BROILERE

F. VEKST/SLUTT-RASJONER FOR KALKUN

G. TØRRFOR-FORMULERING FOR HUNDER

H. Halvfuktig hundefor, formuleringer

Eksempel 11

Fremstilling av CLA i stor skala

Dette eksempel belyser en fremgangsmåte for fremstilling av frie CLA-fettsyrer i pilotskala ved isomerisering av saflorolje. 12070 1 propylenglykol ble det oppløst 1000 kg KOH. Blandingen ble deretter oppvarmet til 100 °C under omrøring. Deretter ble 2340 1 saflorolje tilsatt og temperaturen hevet til 150 °C i 3 timer. Blandingen ble deretter avkjølt og 1000 1 vann og 13501HC1 ble tilsatt. På dette punkt separerte oppløsningen i to lag med de frie fettsyrer som topplaget. Lagene ble separert og det vandige bunnlag kastet. Topplaget ble vasket med 1000 1 vann som inneholdt 50 kg sitronsyre. Vannlaget ble kastet og det olje(CLA)-holdige lag ble tørket under vakuum.

Eksempel 12

Deteksjon av flyktige forbindelser

I dette eksempel belyses deteksjonen av flyktige organiske forbindelser i luft-rommet over væske ved å anvende kapillargasskromatografi og massespektroskopi.

3 g av CLA fremstilt ved fremgangsmåten ifølge eksempel 11 ble spylt med 100 ml/min nitrogen ved 70 °C i et sliffrør. Frigjorte flyktige forbindelser ble absorbert på "Tenex GR" ved å benytte teknikken med spyling og en felle. De absorberte forbindelser ble deretter injisert med en "Perkin Eimer ATD"-injektor i et "Hewlett

Packard 5890/5970 GC/MSD" gasskromatografisystem utstyrt med en vokseter-kolonne (J&W). Topper ble identifisert ved å anvende Wiley referansesøk.

I tabell 27 vises de mest dominerende topper og deres relative størrelse (arealprosent). Det ble identifisert elleve flyktige forbindelser i prøven, innbefattende pentan og heksan. Mange av disse forbindelser, innbefattende heksan, er uønskede i produkter som skal spises av dyr eller mennesker. Disse resultater demonstrerer at CLA-prøver fremstilt ved kjemisk konjugering av olje inneholder uønskede flyktige organiske forbindelser.

Eksempel 13

Oksidasjon av CLA

I dette eksempel demonstreres oksidasjon av CLA med tiden. CLA ble fremstilt som beskrevet i eksempel 11. En prøve ble oppbevart i et prøverør ved romtemperatur i 21 døgn. En andre referanseprøve ble lagret ved -30 °C. Økningen i pentan og heksan i begge prøver ble målt med fremgangsmåten beskrevet i eksempel 12. Resultatene er vist i tabell 28. Mengden av både pentan og heksan i prøven økte med ca. to ganger etter 21 døgns lagring ved romtemperatur. Dette eksempel viser at CLA-prøver fremstilt ved kjemisk konjugering av oljer oksiderer med tiden og det dannes uønskede flyktige organiske forbindelser.

Eksempel 14

Fremstilling av triacylglyserider

CLA ble fremstilt ifølge fremgangsmåten i eksempel 11. Produktet ble deretter destillert i et molekyldestillasjonsanlegg ved 150 °C og et trykk på IO"<2>mbar. Deretter ble 1000 kg av det destillerte produkt blandet med 97 kg ren glyserol og 80 kg lipase. Reaksjonen fikk pågå i 12 timer ved 55 °C under vakuum og med omrøring. Triacyl-glyseridproduktet ble destillert i en molekyldestillasjonsapparatur for å fjerne uomsatte fettsyrer.

Eksempel 15

Oksidasjon av CLA-triacylglyserider

Alikvoter av produktet i eksempel 14 ble anbragt i åpne skåler og lagret under kontrollerte betingelser ved 60 °C. Til noen av prøvene ble antioksidanter tilsatt i varierende mengder. Anvendte antioksidanter var "Controx" (Grunau (Henkel), Illertissen, DE), "Herbalox" (Kalsec, Kalamazoo, MI), "Covi-OX" (Grunau (Henkel), Illertissen, DE) og a-tokoferol. Antioksidantene ble tilsatt med 0, 0,02, 0,05 og 0,10 vekt%.

Oljestabilitetsindeksen (OSI) ble målt ved å anvende en fremgangsmåte kjent i faget ("AOCS official method Cd 12b-92" ved å anvende en OSI-apparatur fra

Omnion Instruments). Prøver (5 g) ble holdt i et termostaten bad og en strøm med renset luft ble ført gjennom prøven. Utløpsluften fra prøven ble boblet gjennom et kar som inneholdt deionisert vann. Vannets konduktivitet ble registrert kontinuerlig over tid. OSI (punktet for maksimal endring av oksidasjonshastighet) ble bestemt matematisk. Resultatene av OSI-målingene er vist i tabell 29 og på figur 2. Tilsetning av a-tokoferol økte ikke OSI-verdien signifikant. "Herbalox" økte verdien omtrentlig 2-3 ganger. "Covi-OX" og "Controx" økte OSI-verdiene mer, henholdsvis ca. 4 og 6 ganger. Dette forsøk viser at tilsetning av bestemte antioksidanter som inneholder metalloksidantchelatorer kan redusere oksidasjonen av CLA-holdige forbindelser under lagring.

Eksempel 16

Behandling med absorpsjonsmiddel

Et triacylglyserid med CLA ble fremstilt som beskrevet i eksempel 14. Prøven ble deodorisert ved 150 °C og 1 mm Hg i 3 timer. Deretter ble 500 ml av prøven behandlet med silikapulver. Silika ble tilsatt med 2% og prøven varmet ved 90-100 °C under vakuum i 30 minutter. Prøven ble deretter avkjølt og filtrert.

EKSEMPEL 17

Fremstilling av CLA ved hjelp av alkoholatkatalysator

I dette eksempel beskrives fremstilling av CLA fra saflorolje ved å anvende kaliummetylat som katalysator. Destillert metylester av saflorolje (41,5 g) ble anbragt i en reaktor sammen med 0,207 g metanol og 0,62 g kaliummetylat, og reaktoren ble spylt med nitrogen før den ble lukket. Innholdet i reaktoren ble omrørt mens det ble oppvarmet til 120 °C. Reaksjonen fikk så pågå ved 120 °C i 4 timer. Reaktoren ble deretter avkjølt til 80 °C og innholdet overført til en skilletrakt og vasket med varmt destillert vann og deretter med varmt vann som inneholdt sitronsyre. Metylesteren ble deretter tørket under vakuum med moderat varme. Den tørkede metylester ble oppløst i isooktan og analysert med GLC med en Perkin Eimer automatisk prøvetaker. Kolonnen var av type høypolar smeltet silika. Følgende program ble anvendt:

Det oppnådde CLA besto nesten utelukkende av c9,tl 1- og tl0,cl2-isomerer av CLA, som vist i tabell 29.

Eksempel 18

Produkter dannet ved konjugering av linolensyre

I dette eksempel beskrives produkter dannet ved konjugering av linolensyre. Ren linolensyre ("Nu Check Prep.") ble forestret og 1,08 g linolensyremetylester ble blandet med 43,0 mg kaliummetylat sammen med 10,8 mg metanol i et prøverør. Prøverøret ble spylt med nitrogen og lukket. En magnetstav ble anvendt til å omrøre blandingen. Reaksjonen fikk pågå ved 120 °C i 3 timer. Prøven ble vasket med vann to ganger og én gang med sitronsyre og så fortynnet med isooktan for GLC-analyse. Betingelsene var de samme som i eksempel 17, med unntak av ovnsprogrammet og kolonnen:

Resultatene (tabell 30) viser at det eksisterer syv topper på 1% eller mer. Hver av disse topper representerer syrer med 2 eller 3 bindinger i konjugert posisjon. Det er ikke kjent om fettsyrene som tilsvarer disse topper finnes i naturen og deres mulige virkninger er ikke kjent.

Eksempel 19

CL A-oksidasj onsprodukter

I dette eksempel beskrives oksidasjon av CLA som er eksponert for åpen luft. En liten prøve av metylesteren ble fremstilt og lagret i et åpent prøverør i 115 døgn ved romtemperatur med fri tilgang til luft. Det CLA som opprinnelig var til stede i prøven, var fullstendig nedbrutt og omvandlet til furan-fettsyrer og andre uidentifiserte derivater. Det relative innhold i CLA-prøven før og etter oksidasjon er vist i tabell 31. I dette kromatogram vises kun de forholdsvis upolare komponenter. Et kromatogram av samme prøve ble også kjørt med en polar kolonne. Resultatene viste at det var til stede et stort antall kortkjedede polare komponenter (dvs. nedbrytningsprodukter).

Det skulle fremgå klart av ovenstående at med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en konjugert linolsyreblanding med høy renhet som kan anvendes til formulering av dyrefor og i næringsmiddelprodukter som er egnet for humant konsum.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for å tilveiebringe et stabilisert konjugert linolsyreprodukt,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: a) å tilveiebringe en blanding som omfatter konjugerte linolsyregrupper, et adsorpsjonsmiddel og minst et antioksidantmateriale, b) deodorisere blandingen omfattende konjugerte linolsyregrupper, c) behandle blandingen omfattende konjugerte linolsyregrupper med det minst ene antioksidantmateriale, og d) behandle de konjugerte linolsyregrupper med adsorpsjonsmidlet under slike betingelser at den resulterende konjugerte linolsyreforbindelse vil ha et innhold av lavmolekylære flyktige organiske forbindelser på mindre enn 10 ppm under inerte lagringsbetingelser.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor de konjugerte linolsyregrupper tilveiebringes som frie fettsyrer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor de konjugerte linolsyregrupper tilveiebringes som alkylestere.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor de konjugerte linolsyregrupper tilveiebringes som triglyserider.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor adsorpsjonsmidlene velges blant blekejord, aktive trekullzeolitter og silika.