PL194857B1 - Sposób ekstrakcji lipidów z pohydrolitycznych odpadów tkanek zwierzęcych - Google Patents

Abstract

1. Sposób ekstrakcji lipidów z pohydrolitycznych odpadów tkanek zwierzęcych, zwłaszcza z odpadów rdzenia kręgowego, znamienny tym, że jako rozpuszczalniki do ekstrakcji stosuje się białe oleje mineralne, zwłaszcza biały olej parafinowy lub biały olej wazelinowy lub ich mieszaniny, przy czym stosunek wagowy pohydrolitycznego odpadu tkankowego do oleju mineralnego lub mieszaniny olejów wynosi od 1:1 do 1:5, zaś wyekstrahowane z odpadów tkankowych produkty wydziela się z mieszaniny przez krystalizację w temperaturze nie niższej niż temperatura krzepnięcia oleju mineralnego lub mieszaniny olejów.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób ekstrakcji tłuszczów i pochodnych tłuszczowych (ogólnie - lipidów ) z tkanek odpadowych stanowiących pozostałość po hydrolizie białek zwierzęcych.

Przemysł farmaceutyczny wykorzystuje tkanki zwierzęce do produkcji leków peptydowych. Otrzymywanie tych leków opiera się m.in. na hydrolizie zawartych w tkankach protein. Po usunięciu - zazwyczaj niecałkowitym - substancji białkowych pozostaje odpad zawierający między innymi znaczne ilości tłuszczów i pochodnych tłuszczowych, niejednokrotnie bardzo cennych do zastosowań kosmetycznych i farmaceutycznych. Przykładem mogą być pohydrolityczne pozostałości rdzenia kręgowego, w skład których wchodzą fosfolipidy, cerebrozydy, sfingomielina oraz cholesterol. Znane są i opisywane w literaturze (m. in. H. Niewiadomski - Technologia tłuszczów jadalnych, Warszawa WNT 1993 r.) ekstrakcyjne metody pozyskiwania tłuszczów i lipidów, zwłaszcza z surowców roślinnych, a także z ryb i z odpadów. W metodach tych do ekstrakcji stosuje się niskowrzące rozpuszczalniki:

- węglowodory alifatyczne, głównie benzynę ekstrakcyjną i heksan, lecz także propan, butan i pentan,

- chlorowcopochodne węglowodorów (np. trójchloroetylen) alkohole (etanol, izopropanol),

- niektóre ketony (aceton).

Proces ekstrakcji w tych przypadkach bywa ciągły i może polegać:

- na wielokrotnym natryskiwaniu surowca zawracanym do procesu rozpuszczalnikiem, który wzbogaca się stopniowo w tłuszcze spływając przez ekstrahowane złoże (metoda perlokacyjna),

- na dyfuzji rozpuszczanego tłuszczu do rozpuszczalnika z surowca w nim zanurzonego (metoda imersyjna)

- na połączeniu obu wyżej wymienionych metod.

Po zakończeniu ekstrakcji rozpuszczalnik oddziela się od tłuszczu przez odparowanie. Temperatura odparowania zazwyczaj nie przekracza 95°C. Najwyższa dopuszczalna temperatura wynosi 110°C. Warunki takie uzyskuje się przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem z zastosowaniem pary wodnej oraz efektywnie działających urządzeń do odzyskiwania rozpuszczalnika. Na całość typowej instalacji składają się wstępne i końcowe odparowywacze, skraplacze, wymienniki ciepła, rozdzielacze i urządzenia do odzyskiwania rozpuszczalnika.

Znane sposoby ekstrakcji lipidów z tkanek zwierzęcych wymagają stosowania skomplikowanej aparatury i są energo- i pracochłonne, a uzyskiwane w wyniku takiego postępowania tłuszcze i ich pochodne, poddawane w toku procesu działaniu stosunkowo wysokich temperatur, mimo zachowywania ostrożności podlegają zmianom chemicznym - utlenianiu i izomeryzacji. Używane rozpuszczalniki, łatwo palne i toksyczne, stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa pracy. Jednocześnie ich wysoka lotność jest przyczyną znacznych strat przy manipulacjach w trakcie ekstrakcji i odparowywania.

Nieoczekiwanie okazało się, że ekstrakcję tłuszczów i lipidów z odpadów tkanek zwierzęcych po enzymatycznej hydrolizie białek można z powodzeniem przeprowadzić w sposób według wynalazku, który jest znacznie mniej energochłonny i bezpieczniejszy ponieważ nie stosuje się w nim palnych i toksycznych rozpuszczalników.

W sposobie według wynalazku odpad tkankowy podlega ekstrakcji przy zastosowaniu białych olejów mineralnych - parafinowych lub wazelinowych lub ich mieszanin. Oleje te, krzepnące w temperaturze poniżej -20°C są inertne chemicznie oraz odporne na zmianę barwy. Ponadto są nietoksyczne, nielotne i nie powodują takiego zagrożenia pożarowego jakie stwarzają tradycyjnie stosowane rozpuszczalniki.

Sposób ekstrakcji tłuszczów i pochodnych tłuszczowych z pohydrolitycznych odpadów tkanek zwierzęcych, zwłaszcza z odpadów rdzenia kręgowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako rozpuszczalniki do ekstrakcji stosuje się białe oleje mineralne, zwłaszcza biały olej parafinowy lub biały olej wazelinowy lub ich mieszaniny, przy czym stosunek wagowy pohydrolitycznego odpadu tkankowego do oleju mineralnego lub mieszaniny olejów wynosi od 1:1 do 1:5, zaś wyekstrahowane z odpadów tkankowych produkty wydziela się z mieszaniny przez krystalizację w temperaturze nie niższej niż temperatura krzepnięcia oleju mineralnego lub mieszaniny olejów.

W sposobie według wynalazku stosuje się imersyjną metodę ekstrakcji. Można tę operację prowadzić dwojako:

- ekstrakcję prowadzi się mieszając odpad tkankowy i olej mineralny przez co najmniej 1 godzinę w temperaturze nie przekraczającej 90°C, lub

PL 194 857 B1

- ekstrakcję prowadzi się przez pozostawienie zhomogenizowanej mieszaniny odpadu tkankowego i oleju mineralnego bez mieszania w temperaturze pokojowej przez co najmniej 3 godziny, po czym ogrzewa się ją do temperatury nie wyższej niż 90° i miesza przez co najmniej 15 minut.

Krystalizację w celu wydzielenia z oleju mineralnego wyekstrahowanych lipidów prowadzi się zwykle w temperaturze nie przekraczającej 15°C, najlepiej w temperaturze 5 - 8°C, przez co najmniej 2 godziny. Wykrystalizowane związki odwirowuje się lub sączy stosując na przykład zanurzeniowy filtr obrotowy. Pozostały po krystalizacji olej, zawierający około 0,3% lipidów, można zawrócić do kolejnej ekstrakcji.

Dodatkową zaletą stosowania białych olejów mineralnych jako rozpuszczalników do ekstrakcji lipidów jest to, że oleje mineralne są stosowane w przemyśle kosmetycznym jako składnik preparatów emulsyjnych, takich jak kremy i mleczka kosmetyczne. Oleje te, wzbogacone w lipidy stanowiące doskonały składnik odżywczy dla skóry, nie muszą być poddawane procesowi regeneracji i zawracane do ponownego użycia, lecz mogą zostać wykorzystane bezpośrednio jako baza kosmetyczna.

Sposób ekstrakcji i wydzielania lipidów z tkanek zwierzęcych według wynalazku zilustrowano przykładami.

Przykład I: W reaktorze wyposażonym w elektryczny płaszcz grzejny i mieszadło łapowe umieszczono 200 g odpadu rdzenia kręgowego po enzymatycznej hydrolizie białek oraz 200 g oleju parafinowego (o jakości oleju stosowanego do celów kosmetycznych). Zawartość reaktora zhomogenizowano i utrzymywano przy ciągłym mieszaniu w temperaturze 85°C przez 4 godziny. Następnie nie rozpuszczoną część pozostałości rdzenia odwirowano, a zawierający tłuszcze i lipidy olej parafinowy przetrzymano w chłodni w temperaturze +5°C przez 16 godzin. Wykrystalizowane w tych warunkach lipidy odwirowano (10000 obr./min., +5°C) uzyskując pastę, w której przy zastosowaniu chromatografii cienkowarstwowej stwierdzono obecność sfingozyny, cholesterolu, lecytyny, sfingomieliny oraz galaktocerebrozydów. Oddzielony olej parafinowy zawierał 0,3% tłuszczów i pochodnych tłuszczowych. Pozostały po ekstrakcji odpad rdzenia ekstrahowano jeszcze czterokrotnie używając jako rozpuszczalnika odzyskanego po krystalizacji oleju parafinowego. Postępując tak odzyskano około 90% lipidów rdzenia kręgowego.

P r z y k ł a d II: W reaktorze wyposażonym w płaszcz grzejny, termometr i mieszadło łapowe umieszczono 200g pohydrolitycznego odpadu wieprzowego rdzenia kręgowego oraz 400 g oleju wazelinowego. Zawartość reaktora zhomogenizowano i pozostawiono w temperaturze pokojowej, bez mieszania, na 16 godzin. Po upływie tego czasu wsad ogrzano mieszając do temperatury 60°C i przy ciągłym mieszaniu utrzymywano w tej temperaturze przez 1 godzinę. Następnie olej odwirowano od pozostałości rdzenia i umieszczono go w chłodni w temperaturze +4°C na 16 godzin. Wykrystalizowany osad odwirowano w temperaturze 4°C. Otrzymano pastę zawierającą trójglicerydy kwasów tłuszczowych i lipidy (lecytynę, sfingozynę, cholesterol, sfingomielinę i galaktocerebrozydy). Oddzielony olej wazelinowy, zawierający 0,35% tłuszczów i pochodnych tłuszczowych zawrócono do następnej ekstrakcji, prowadzonej w sposób wyżej opisany. Ekstrakcję powtórzono jeszcze czterokrotnie odzyskując 85% zawartych w odpadzie lipidów.

Claims (3)

1. Sposóbekstrakcjj I lpidów z pohydrolltyccnnch odpadów tł^ć^r^^^zv^i^r^ż^(^c^c^⁽^ci, zwłaszcza z odpadów rdzenia kręgowego, znamienny tym, że jako rozpuszczalniki do ekstrakcji stosuje się białe oleje mineralne, zwłaszcza biały olej parafinowy lub biały olej wazelinowy lub ich mieszaniny, przy czym stosunek wagowy pohydrolitycznego odpadu tkankowego do oleju mineralnego lub mieszaniny olejów wynosi od 1:1 do 1:5, zaś wyekstrahowane z odpadów tkankowych produkty wydziela się z mieszaniny przez krystalizację w temperaturze nie niższej niż temperatura krzepnięcia oleju mineralnego lub mieszaniny olejów.

2. Sposóbwedługzastrz. t, znamienny tym, że ekk^akecę prowaddi się; mieszającodpaatkankowy i olej mineralny przez co najmniej 1 godzinę w temperaturze nie przekraczającej 90°C.

3. Sposób według zas^z. 1, tym. że eksąakcgę prowadzi się przez zhomogenizowanej mieszaniny odpadu tkankowego i oleju mineralnego w temperaturze pokojowej, bez mieszania, na co najmniej 3 godziny po czym ogrzewa się ją do temperatury nie wyższej niż 90° i miesza przez co najmniej 15 minut.