從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法
2023-05-27 06:29:26 1
專利名稱：從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法
技術領域：
本發明涉及從鱷梨中製得富含呋喃類脂的不皂化物的方法。
鱷梨已知含有呋喃類型的特定類脂，其主要成分是亞油酸呋喃 因此，按照本發明，用語「獲自鱷梨的呋喃類脂」是指下式對應的成分 其中，R是飽和的或含一個或多個乙烯型或炔屬不飽和部分的C11-C19，優選C13-C17的直鏈烴鏈。
這些獲自鱷梨的呋喃類脂已經尤其在Farines，M.等，1995，J.of Am.Oil Chem.Soc.72，473中有所描述。
不皂化物是在鹼持續作用後仍然不溶於水而且可用有機溶劑提取的脂肪物質的(fraction)。植物油的大多數不皂化物中主要含有五大類物質飽和或不飽和烴、脂肪醇或萜烯醇、固醇、生育酚、類葉紅素色素和葉黃素。
專利FR 91 08301描述了從鱷梨中製得不皂化物的方法，它以一種鱷梨油為起始原料，該鱷梨油富含一種稱作餾分H的餾分，該餾分實際上相當於上述呋喃類脂。這種富含呋喃類脂(其含量為30至60％)的不皂化物的製備主要取決於預先切成薄片的新鮮果實在80至120℃的受控加熱，加熱持續時間優選為24至48小時。在此方法中，可以在熱處理之前將果實脫水，但是優選熱處理與果實的乾燥同時進行。該熱處理在提取後可以製成富含呋喃類脂的鱷梨油。最後，使用該鱷梨油，按照標準的皂化法獲得不皂化餾分，以液-液萃取步驟結束。
這種方法的第一個缺陷是需要加熱至相對較高的溫度(至少等於80℃)和相對較長的時間(1至2天)，在這些情況下富含類脂的果實薄片很容易氧化。此外，這種熱處理會在以植物為原料的食物中產生本領域技術人員公知的二次降解反應，例如美拉德反應，這會導致產品產生有害的褐變，並出現通常令人討厭的味道和氣味。
此外，這種熱處理，在空氣中進行而沒有預先設置惰性氣氛，可能伴隨著顯著的化學變化，尤其是在存在類脂之類的熱敏性基質(例如不飽和脂肪酸)及其不皂化餾分(例如維生素E)的情況下。因此，熱處理法會促成基質的熱氧化、作為過氧化物成因的自由基反應，以及作為重質產品成因的分子內或分子間縮合反應。
實際上，這些無控次級過程的結合會嚴重損害被處理的產品的感官性能，並造成它們物理化學性質的顯著改變。最後，這種產品可能會造成目標產品(在這種情況下是呋喃類脂)產率的急劇降低，並因此對該方法的整體經濟可行性有害。
考慮到獲自鱷梨的富含呋喃類脂的不皂化物由於其對結締組織，尤其在骨關節炎、牙周炎和硬皮病之類的炎症病理方面的有益和治療作用及其高成本而產生的治療價值，以儘可能高的產率由鱷梨油中製備富含呋喃類脂而且含極少氧化和縮合化合物的不皂化餾分具有非常重要的意義。
申請人已經開發出一種以高產率從鱷梨中製得富含呋喃類脂，即呋喃類脂的含量為50％至80％，且重質產品和過氧化物含量較低的不皂化物的方法。
該方法包括下列連續步驟(1)新鮮鱷梨或經過預先轉化(preliminary transformation)的鱷梨在-50℃至75℃進行的的受控脫水步驟，(2)從脫水果實中提取油的步驟，(3)下述任一步驟-a.在80至150℃的溫度下對提取的油進行熱處理，該步驟任選在惰性氣氛下進行，然後濃縮油中的不皂化餾分，或者-b.濃縮油中的不皂化餾分，然後在80至150℃的溫度下進行熱處理，後一步驟任選在惰性氣氛下進行，然後(4)皂化並萃取不皂化物的步驟。
用語「經過預先轉化的鱷梨」是指新鮮鱷梨油的提取過程中產生的聯產物(co-product)，尤其是「離心法」生成的聯產物。因此，根據「經過預先轉化的鱷梨」，尤其可以提及i)壓榨果肉製得的鱷梨乳狀液5(半液體果泥)，或ii)經離心法部分脫油的果肉的清洗產物、通常位於離心機篩網出口處的副產物、或分離過程中製成的離心顆粒。
也可以提到用語「經過預先轉化的鱷梨」項下的其它鱷梨來源。由此，鱷梨濾餅、果實(新鮮或乾燥的)的冷壓過程或使用有機溶劑從新鮮或乾燥果實中液-固萃取鱷梨油的過程中產生的副產物也可以以此形式構成另一種可用於本發明的原材料。
最後，儘管油分很少，鱷梨核也可能構成一種類脂源，並可用於本發明。
在該方法步驟(1)中進行的術語「脫水」，更通常是指本領域技術人員已知的能從化合物中去除水的所有技術。在這些技術中，可能提及的為在熱空氣流下或在受控氣氛(例如氮氣)下、在大氣壓力或真空下、以一層厚層或薄層形式乾燥，還有微波乾燥、噴霧乾燥、冷凍乾燥、以溶解態(直接滲透)或以固相(例如在滲透袋中乾燥)的滲透脫水。在本發明方法的情境中，由於工業操作的簡易性和成本，優選在通風乾燥器中以薄層形式並在熱空氣流下以70至75℃乾燥8至36小時。
提取步驟(2)可以通過本領域技術人員已知的任何方式進行，優選通過簡單的冷壓法或利用溶劑在低溫下進行。
按照本發明的方法，在步驟(3)a.或b.中進行的熱處理步驟可以在存在或不存在酸催化劑的條件下進行。術語「酸催化劑」廣義上是指均質礦物和有機催化劑，例如鹽酸、硫酸、乙酸或對甲苯磺酸，還包括而且優選為多相固體催化劑，例如矽石、氧化鋁，矽石-氧化鋁、氧化鋯、沸石和酸性樹脂。特別是選擇具有大比表面積，即至少等於200平方米/克的酸性氧化鋁。優選用酸性氧化鋁型催化劑進行本發明的方法。
有利地，在連續氮氣流下進行熱處理。
優選地，熱處理的溫度為80至130℃。
步驟(3)a.或(3)b.中的濃縮步驟可以是冷結晶或分子蒸餾。
分子蒸餾可以在180至260℃下進行，同時壓力保持在10-3至10-2mmHg之間。
不皂化物的分子蒸餾步驟優選使用選自離心式分子蒸餾設備或刮板式-薄膜型分子設備的設備進行。
離心式分子蒸餾設備是本領域技術人員已知的。例如，專利申請EP 493 144描述了該類型的分子蒸餾設備。一般來說，將待蒸餾的產物在高速旋轉的錐形轉子的已加熱表面(熱表面)上鋪成薄層。將蒸餾室置於真空下。在這些條件下，不皂化物組分從熱表面上蒸發而非沸騰，優點在於油和不皂化物(這些產物是出名的易碎)在蒸發過程中不會降解。
同樣是本領域技術人員已知的刮板式-薄膜型分子蒸餾設備包括配有旋轉刮刀的蒸餾室，使得待蒸餾的產物連續鋪在蒸發表面(熱表面)上。利用置於蒸餾室中心的指形冷凍器冷凝產物蒸氣。外部給料和真空系統與離心蒸餾設備(給料泵、葉片真空泵和油擴散泵等)非常相似。通過重力流變將殘餘物和餾出物回收到玻璃燒瓶中。
油或油提取物的皂化步驟(4)可以在氫氧化鉀或氫氧化鈉(在醇介質，優選乙醇介質中)存在的情況下進行，隨後進行一次或多次萃取。特別適用的是用合適的有機溶劑為分離脂肪酸皂和不皂化化合物而進行的萃取(液-液萃取)。合適的有機溶劑可選自烷、滷代烷、芳族溶劑、醚(例如甲基叔丁醚(MTBE)和乙醚)，或任何其它與水-醇溶液不混溶的合適溶劑。
優選選用滷代烷，特別是1，2-二氯乙烷。
獲得的萃取溶液隨後優選進行離心、過濾，然後用水洗滌以去除殘餘的痕量鹼度。最後，將萃取溶劑徹底蒸發以回收不皂化物。毋需多言，也可以包括本領域技術人員已知的其它操作，例如除臭步驟。
下列非限制性實施例對本發明進行舉例說明。
以同一批新鮮鱷梨為起始原料，其淨重為1000千克，為產自南非的Fuerte類，再準備6批，每批50千克。
實施例1/劇烈熱處理果實的方法使用圓盤切片機將50千克含果核在內的新鮮鱷梨切成2至5毫米厚的薄片。乾燥設備是帶有熱空氣流的溫度調節爐。將鱷梨片在分層(staged)託盤上鋪成4至5釐米厚。乾燥溫度設為85℃，持續時間為48小時。乾燥後將果實研碎，然後進行冷壓。該操作在一個小型實驗室Komet壓力機上進行。提取的油隨後經Büchner漏鬥過濾，然後儲存在氮氣下以避免光照和受潮。
然後將製得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸餾設備中以230℃並在10-3mmHg的真空下蒸餾。此操作中餾出物的產率為9.2％。
在一個配有機械攪拌器並裝有冷凝器的玻璃反應器中，在存在175克50％氫氧化鉀和875克乙醇的情況下，將製得的餾出物回流皂化4小時。反應結束後，將混合物冷卻至30℃，然後加入軟化水稀釋。然後使用分液漏鬥用1，2-二氯乙烷萃取製得的水-醇溶液(AAS)。
然後合併有機相併經無水硫酸鈉乾燥。最後在蒸發掉溶劑並在真空下乾燥後，回收溶解的不皂化餾分。該步驟在旋轉式蒸發器中在1mmHg的真空下以70℃進行2小時。由此回收到126克獲自鱷梨的不皂化餾分，隨後儲存在氮氣下，等待分析。
該餾分的物理化學和色譜分析得到下列結果-過氧化值87.2meq O2/千克-皂化值12.3毫克KOH/克-焚化殘渣0.3％-呋喃類脂含量49.2％-脂肪醇含量14.7-重質化合物22.3％實施例2/劇烈熱處理油的方法使用圓盤切片機將50千克含果核在內的新鮮鱷梨切成2至5毫米厚的薄片。乾燥設備是帶有熱空氣流的溫度調節爐。將鱷梨片在分層託盤上鋪成4至5釐米厚。乾燥溫度設為70℃，持續時間為48小時。乾燥後將果實研碎，然後進行冷壓。該操作在一個小型實驗室Komet壓力機上進行。提取的油隨後經Büchner漏鬥過濾，然後儲存在氮氣下以避免光照和受潮。
然後在配有機械攪拌器的玻璃反應器中在連續氮氣流下將油在85℃加熱48小時。
然後將製得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸餾設備中以230℃並在10-3mmHg的真空下蒸餾。此操作中餾出物的產率為9.4％。
在一個配有機械攪拌器並裝有冷凝器的玻璃反應器中，在存在175克50％氫氧化鉀和875克乙醇的情況下，將製得的350克餾出物回流皂化4小時。反應結束後，將混合物冷卻至30℃，然後加入軟化水稀釋。然後使用分液漏鬥用1，2-二氯乙烷萃取製得的水-醇溶液(AAS)。
然後合併有機相併經無水硫酸鈉乾燥。最後在蒸發掉溶劑並在真空下乾燥後，回收溶解的不皂化餾分。該步驟在旋轉式蒸發器中在1mmHg的真空下在70℃進行2小時。由此回收到141克獲自鱷梨的不皂化餾分，隨後儲存在氮氣下，等待分析。
該餾分的物理化學和色譜分析得到下列結果-過氧化值23.2meq O2/千克-皂化值11.3毫克KOH/克-焚化殘渣0.2％-呋喃類脂含量57.6％-脂肪醇含量13.7-重質化合物14.3％實施例3/劇烈熱處理餾出物的方法使用圓盤切片機將50千克含果核在內的新鮮鱷梨切成2至5毫米厚的薄片。乾燥設備是帶有熱空氣流的溫度調節爐。將鱷梨片在分層託盤上鋪成4至5釐米厚。乾燥溫度設為70℃，持續時間為48小時。乾燥後將果實研碎，然後進行冷壓。該操作在一個小型實驗室Komet壓力機上進行。提取的油隨後經Büchner漏鬥過濾，然後儲存在氮氣下以避免光照和受潮。
然後將製得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸餾設備中以230℃並在10-3mmHg的真空下蒸餾。此操作中餾出物的產率為9.9％。
然後在配有機械攪拌器的玻璃反應器中在連續氮氣流下將餾出物在85℃加熱48小時。
在一個配有機械攪拌器並裝有冷凝器的玻璃反應器中，在存在175克50％氫氧化鉀和875克乙醇的情況下，將製得的油回流皂化4小時。反應結束後，將混合物冷卻至30℃，然後加入軟化水稀釋。然後使用分液漏鬥用1，2-二氯乙烷萃取製得的水-醇溶液(AAS)。
然後合併有機相併經無水硫酸鈉乾燥。最後在蒸發掉溶劑並在真空下乾燥後，回收溶解的不皂化餾分。該步驟在旋轉式蒸發器中在1mmHg的真空下以70℃進行2小時。由此回收到163克獲自鱷梨的不皂化餾分，隨後儲存在氮氣下，等待分析。
該餾分的物理化學和色譜分析得到下列結果-過氧化值26.3meq O2/千克-皂化值10.7毫克KOH/克-焚化殘渣0.3％-呋喃類脂含量62.2％-脂肪醇含量14.1-重質化合物13.2％中間結論表1從鱷梨中製得不皂化餾分的各種方法比較/熱處理性質的影響
(1)與選作參照方法的實施例1相比的增益(2)獲得的不皂化餾分的呋喃類脂含量-劇烈加熱果實的標準方法(實施例1)得到高度氧化的產物(Ip＝87.2meq O2/千克)並具有相當高的重質化合物含量(22.3％)，這些化合物產自該方法的溫度和長時間持續激活的化學縮合過程。
-在惰性氣體下進行的劇烈加熱油的方法得到明顯的產率增益(與加熱果實的參照方法相比為+12％)。它還產生了氧化程度較低(過氧化值＜30)且重質化合物含量較低(大約14％對前者的22％)而相反地，呋喃類脂含量較高(57％對49％)的產物。
-加熱餾出物本身的方法得到更好的產率(+29％)和最終的不皂化物中很高的呋喃類脂含量(62％)。從而極大提高了呋喃類脂的總產率。
實施例4/在存在催化劑的條件下劇烈熱處理餾出物的方法使用圓盤切片機將50千克含果核在內的新鮮鱷梨切成2至5毫米厚的薄片。乾燥設備是帶有熱空氣流的溫度調節爐。將鱷梨片在分層託盤上鋪成4至5釐米厚。乾燥溫度設為70℃，持續時間為48小時。乾燥後將果實研碎，然後進行冷壓。該操作在一個小型實驗室Komet壓力機上進行。提取的油隨後經Büchner漏鬥過濾，然後儲存在氮氣下以避免光照和受潮。
然後將製得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸餾設備中以230℃並在10-3mmHg的真空下蒸餾。此操作中餾出物的產率為9.9％。
然後在配有機械攪拌器的玻璃反應器中，在連續氮氣流下，在存在5％酸性氧化鋁(催化劑)的條件下將餾出物在85℃加熱2小時。
將熱處理過的餾出物過濾，並在一個配有機械攪拌器並裝有冷凝器的玻璃反應器中，在存在175克50％氫氧化鉀和875克乙醇的情況下回流皂化4小時。反應結束後，將混合物冷卻至30℃，然後加入軟化水稀釋。然後使用分液漏鬥用1，2-二氯乙烷萃取製得的水-醇溶液(AAS)。
然後合併有機相併經無水硫酸鈉乾燥。最後在蒸發掉溶劑並在真空下乾燥後，回收溶解的不皂化餾分。該步驟在旋轉式蒸發器中在1mmHg的真空下以70℃進行2小時。由此回收到126克獲自鱷梨的不皂化餾分，隨後儲存在氮氣下，等待分析。
該餾分的物理化學和色譜分析得到下列結果-過氧化值23.3meq O2/千克-皂化值11.3毫克KOH/克-焚化殘渣0.2％-呋喃類脂含量71.5％-脂肪醇含量13.9-重質化合物5.2％實施例5/在不存在催化劑的條件下劇烈熱處理餾出物的方法使用圓盤切片機將50千克含果核在內的新鮮鱷梨切成2至5毫米厚的薄片。乾燥設備是帶有熱空氣流的溫度調節爐。將鱷梨片在分層託盤上鋪成4至5釐米厚。乾燥溫度設為70℃，持續時間為48小時。乾燥後將果實研碎，然後進行冷壓。該操作在一個小型實驗室Komet壓力機上進行。提取的油隨後經Büchner漏鬥過濾，然後儲存在氮氣下以避免光照和受潮。
然後將製得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸餾設備中以230℃並在10-3mmHg的真空下蒸餾。此操作中餾出物的產率為9.9％。
然後在配有機械攪拌器的玻璃反應器中在連續氮氣流下將餾出物在85℃加熱2小時。
在一個配有機械攪拌器並裝有冷凝器的玻璃反應器中，在存在175克50％氫氧化鉀和875克乙醇的情況下，將熱處理過的餾出物回流皂化4小時。反應結束後，將混合物冷卻至30℃，然後加入軟化水稀釋。然後使用分液漏鬥用1，2-二氯乙烷萃取製得的水-醇溶液(AAS)。
然後合併有機相併經無水硫酸鈉乾燥。最後在蒸發掉溶劑並在真空下乾燥後，回收溶解的不皂化餾分。該步驟在旋轉式蒸發器中在1mmHg的真空下以70℃進行2小時。由此回收到17克獲自鱷梨的不皂化餾分，隨後儲存在氮氣下，等待分析。
該餾分的物理化學和色譜分析得到下列結果-過氧化值21.2meq O2/千克-皂化值10.1毫克KOH/克-焚化殘渣0.1％-呋喃類脂含量70.1％-脂肪醇含量14.2％-重質化合物3.2％結論氧化鋁催化劑的加入極大地提高了轉化速率，因為在加熱處理2小時後，得到126克不皂化物，而在不存在氧化鋁的情況下僅獲得17克。
反例/不對果實或其濃縮油進行劇烈熱處理的方法使用圓盤切片機將50千克含果核在內的新鮮鱷梨切成2至5毫米厚的薄片。乾燥設備是帶有熱空氣流的溫度調節爐。將鱷梨片在分層託盤上鋪成4至5釐米厚。乾燥溫度設為65℃，持續時間為72小時。乾燥後將果實研碎，然後進行冷壓。該操作在一個小型實驗室Komet壓力機上進行。提取的油隨後經Büchner漏鬥過濾，然後儲存在氮氣下以避免光照和受潮。
然後將製得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸餾設備中以230℃並在10-3mmHg的真空下蒸餾。此操作中餾出物的產率為9.1％。
在一個配有機械攪拌器並裝有冷凝器的玻璃反應器中，在存在175克50％氫氧化鉀和875克乙醇的情況下，將製得的餾出物回流皂化4小時。反應結束後，將混合物冷卻至30℃，然後加入軟化水稀釋。然後使用分液漏鬥用1，2-二氯乙烷萃取製得的水-醇溶液(AAS)。
然後合併有機相併經無水硫酸鈉乾燥。最後在真空下低溫蒸發掉溶劑後，回收溶解的不皂化餾分。該步驟在旋轉式蒸發器中在1mmHg的真空下以70℃進行2小時。由此回收到105克獲自鱷梨的不皂化餾分，隨後儲存在氮氣下，等待分析。
該餾分的物理化學和色譜分析得到下列結果-過氧化值5.1meq O2/千克-皂化值11.3毫克KOH/克-焚化殘渣0.4％-呋喃類脂含量5.2％-脂肪醇含量13.7-重質化合物31.2％結論在沒有對果實或由未加熱的果實製成的油進行劇烈加熱步驟的情況下，獲自鱷梨的不皂化餾分中呋喃類脂的含量相當低(完全低於10％)。
權利要求
1.從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於包括下列連續步驟(1)新鮮鱷梨或經過預先轉化的鱷梨在-50℃至75℃進行的的受控脫水步驟，(2)從脫水果實中提取油的步驟，(3)下述任一步驟-a.在80至150℃的溫度下對提取的油進行熱處理，然後濃縮油中的不皂化餾分，或者-b.濃縮油中的不皂化餾分，然後在80至150℃的溫度下進行熱處理，然後(4)皂化並萃取不皂化物的步驟。
2.根據權利要求1所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於步驟(3)a.或(3)b.中的熱處理是在催化劑存在的條件下進行的。
3.根據權利要求2所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於催化劑是一種選自鹽酸、硫酸、乙酸或對甲苯磺酸的均質礦物或有機催化劑型的酸催化劑，或一種選自矽石、氧化鋁，矽石-氧化鋁、氧化鋯、沸石或酸性樹脂的多相固體催化劑。
4.根據權利要求3所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於催化劑是酸性氧化鋁型，其比表面積至少等於200平方米/克。
5.根據權利要求1至4任一所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於步驟(1)中的「脫水」選自在熱空氣流下或在受控氣氛下乾燥、在大氣壓力或真空下乾燥、以一層厚層或薄層形式乾燥、微波乾燥、噴霧乾燥、冷凍乾燥、以溶解態或以固相滲透脫水。
6.根據權利要求5所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於步驟(1)中的脫水包括在通風乾燥器中以薄層形式並在熱空氣流下以70至75℃乾燥8至36小時。
7.根據權利要求1至6任一所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於步驟(2)中的提取是通過簡單的冷壓或利用溶劑在低溫下進行。
8.根據權利要求1至7任一所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於步驟(3)a.或(3)b.中的濃縮步驟是冷結晶或分子蒸餾。
9.根據權利要求8所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於濃縮步驟是在180至260℃下、同時壓力保持在10-3至10-2mmHg之間進行。
10.根據權利要求1至9任一所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於分子蒸餾步驟是在選自離心式分子蒸餾設備或刮板式-薄膜型分子設備的設備中進行的。
11.根據權利要求1至10任一所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於油或油提取物的皂化步驟(4)是在以醇為介質的氫氧化鉀或氫氧化鈉存在的情況下進行，隨後進行一次或多次萃取。
12.根據權利要求11所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於通過用選自烷、滷代烷、芳族溶劑或醚的有機溶劑進行液-液萃取來進行萃取。
13.根據權利要求10所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於萃取用的有機溶劑是1，2-二氯乙烷。
14.根據權利要求1至13任一所述的從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，其特徵在於它之後是一個除臭步驟。
全文摘要
本發明涉及從鱷梨中製備富含呋喃類脂的不皂化物的方法，包括下列連續步驟(1)新鮮鱷梨或預轉化(pre－transformed)鱷梨的受控脫水；(2)從脫水果實中提取油；(3)熱處理由此提取出的油並濃縮其中的不皂化餾分，或者這兩個操作可以以所述順序或反向進行，和最後的(4)皂化和不皂化物的萃取。
文檔編號C07DGK1678202SQ03820656
公開日2005年10月5日 申請日期2003年7月28日 優先權日2002年7月29日
發明者A·皮奇裡利, J·勒格朗 申請人:科學發展實驗室