Способ получения липидов из растительного сырья

ещад цев,У 839441982. Вив ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ И Ав ГОРСКОМУ СВИД(21) 3987551/28-1 (22) 1012.85 (46) 07.06.88. Бю (71) Всесоюзный н тельский институт вых веществ (72) В.В,Солодков А.П.Захарычев, Ю. Г.Т,Орех и М.Н.Ка (53) 665.1 (088.8 (56) Патент СССР кл. С 11 В 3/00,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИПИДОВ ИЗРАСТИТЕЛЬНОГО СЬРЬЯ(57) Изобретение относится к масложировой промышленности и касаетсяполучения липидов. Целью изобретенияявляется расширение функциональныхвозможностей способа и повышение выхода нейтральных липидов. Это дости 80140103 гается тем, что сырье обрабатываюторганическим растворителем, выбранным из ряда липо 3 ильных с образованием суспензии, в которую добавляютводу в количестве от 20 до 803 к массе сырья, разделяют ее с получениемшрота и мисцеллы, шрот обрабатываютсмесью, состоящей из липойильногоргидроильного растворителей и водыпри.их соотношении от 30 до 90, от5 до 50 и от 5 до 30 (мас.,7) с получением мисцеллы, содержащей Аосфолипиды, и твердого остатка, с последующей повторной обработкой данной смесью, в которую дополнительно вводяторганическую кислоту в количестве от2,0 до 15 Х к массе твердого остатка,с получением соответствуюней фрак- Яции мисцеллы, содержащей свободные Сежирные кислоты, а затем полученныемисцеллы направляют на дистилляцию.Изобретение относится к масложировой промышленности и биотехнологии и касается получения липидовЦель изобретения - расширение5 функциональных возможностей способа и повышение выхода нейтральных липидов. Способ осуществляют следующим образом. 10Ва первой ступени процесса для выделения Аракции нейтральных липидов, которые представлены в основном свободными липидами, связанными с материалом за счет гидроАобных взаимодействий, твердый материал обрабатывают липоАильным растворителем, В качестве растворителя могут быть использованы г-гексан, бензин, петролейный зАир, а также хлорсодержащие 20 углеводороды: хлороформ,дихлорэтан, четыреххлористый углерод и дрВ конце первой ступени экстракции для достижения наиболее полного отделения мисцеллы от твердого материала и для обеспечения практически полного осаждения частиц твердой Фазы из мисцеллы к суспензии твердого материала в растворителе добавляют вопу в количестве 20-807 к массе твердого материала. В результате пропитки водой частиц твердой Аазы и вытеснения из внутренних ее пор концентрированной мисцеллы образуется гетерогенная сис-.тема, которая расслаивается на две35 Фазы;, тяжелую, содержащую воду и пропитанные водой частицы твердого материала, и легкую, представляюшую собой раствор извлеченных нейтральных липидов в липоАильном растворителе и не содержащую частиц твердого материала.,Введение воды в количестве меньшем, чем 207, к массе твердой Аазы, не обеспечивает равномерной пропитки всего материала, в результате чего мисцелла оказывается загрязненной частицами твердого материала. Добавление воды в количестве, большем, чем 807 к массе твердого материала, приводит к его переувлажнению, что50 ухудшает условия экстракции на после-дующих ступенях процесса, После окончания обработки и расслоения смеси на две Аазы легкую Аазу декантируют и направляют на дистилляцию, в результате которой получают готовый концентрат нейтральных липидов,содержаший триглицериды, воска, стерины, эфиры стеринов и т,д. На второй стадии экстрагируют фосфолипиды, которые представлены в основном липидами, связанными с материалом за счет полярных электростатических взаимодействий, Пля их извлечения к твердому материалу, полученному после отделения на первой ступени липоАильной мисцеллы и содержащему воду, добавленную на первой ступени, добавляют липоАильный раствори- тель, используемый на первой ступени, и гидрофильный растворитель, в качестве которого может быть применен алифатический спирт, ЛипоАильный и гидроАильный растворители добавляют к смеси твердого материала с водой в количестве, достаточном для образования гетерогенной смеси, расслаивающейся на две Фазы: тяжелую, обогащенную водой и содержащую весь твердый материал, и легкую, обогащенную липоФильным растворителем и содержащую извлеченные ФосАолипиды.Проведение экстракции в трехкомпонентной системе, содержащей липофильный компонент, гидрофильный компонент и воду, позволяет извлечь из твердого материала фосфолипиды. Проведение экстракции в гетерогенной системе растворителей обеспечивает получение мисцелл высокойстепени чистоты по содержанию частиц твердой Аазы и практически полное отделение мисцеллы от твердого материала. Используемая система растворителей содержит липофильный, гидроАильный компоненты и воду в количествах, соответственно 30-90, 5-50 и 5-30 мас,Х, Применение смесей с содержанием липофильного компонента выше 90 мас,7 или гидройильного компонента выше 50 мас.Б при содержании воды ниже 5 мас.7 приводит к переходу смеси из гетерогенной в гомогенную, а применение смесей с содержанием липоАильного компонента ниже 30 мас.Х или гидрофильного компонента ниже 5 мас,/ при содержании воды выше 30 мас.7 резко снижает эАфективность процесса ввиду того. что эти смеси отличаются низкой экстрагирующей способностью по отношению к липидам,После окончания обработки легкую липоАильную Фазу отделяют декантацией и направляют на дистилляцию, в результате чего получают готовый концентрат фосфолипицов. Тяжелая воднаяфаза гетерогенной смеси остается вместе с твердым материалом и используется на третьей ступени процесса.На третьей ступени проводят извле 5 чение из твердого материала липидов, оставшихся после первых двух ступеней и представленных в основном липидами, связанными с материалом з а счет ковалентных связей - так называемых прочносвязанных липидов. Для этого осуществляют одновременный гидролиз прочносвязанных липидов до жирных кислот и их экстракцию в четырехкомпонентной гетерогенной системе, содержащей растворители, используемые на второй ступени экстракции, и кислоту (уксусную, щавелевую, соляную, . серную, азотную и др,). Четырехкомпонентную систему получают путем добавления к суспензии твердого материала в тяжелой Фазе мисцеллы, оставшейся после экстракции на второй ступени, кислоты и конденсата легкой Фазы мисцеллы, получаемого после дис тилляции мисцеллы второй ступени экстракции.Количество добавляемой кислоты находится в пределах 2,0-15,0% к массе твердого материала. Добавление меньших, чем 2,0% количеств кислоты не обеспечивает полный гидролиз всех липидов до жирных кислот, а при использовании слабых кислот полный гидролиз липидов происходит только при введеЗ 5 нии их в количестве 10-,15%. В результате гидролиза липидов, находящихся в твердом материале, образуются свободные жирные кислоты, которые легко извлекаются и концентрируются в лег кой липофильной Фазе гетерогенной мисцеллы. После окончания обработки легкую Фазу отделяют декантацией и направляют на дистилляцию, в результате которой получают готовый концен- б трат жирных кислот, Твердый материал высушивают от растворителя и получают полностью обезжиренный белковый продукт. Таким образом, в конце процесса получают четыре целевых продукта: концентрат нейтральных липидов, концентрат Фосфолипидов, концентрат жирных кислот и обезжиренный белковый продукт. П р и м е р 1. Для получения концентратов нейтральных липидов, Фосфолипидов, свободных жирных кислот и обезжиренного белкового продукта используют биомассу дрожжей, выращенныхна н-парафинах и высушенных,Биомасса характеризуется следующими показателями, мас.%:(.Влажность 9,2Сырой протеин 58,7Липиды 14,5На первой ступени экстракции навеску биомассы в количестве 200 гобрабатывают при перемешивании в течение 40 мин 500 мл н-гексана, затемк суспензии добавляют 160 мл воды,что соответствует 80% к массе твердой фазы. В результате образовывается гетеро-генная система, которая расслаивается на легкую гексановую фазу, содержащую извлеченные липиды, и тяжелуюводную, содержащую весь твердый материал. Содержание частиц биомассы вгексановой мисцелле составляет менее0,01%. Гексановую мисцеллу декантируют и упаривают. В результате получают концентрат нейтральных липидов вколичестве 18 г.Полученный концентрат характеризуется следующими показателями,мас.%:Триглицериды 66,0Воска и эфирыстеринов 11,5Стерины и диглицериды 13,2Жирные кислоты 1,2Углеводороды 4,6фосфолипиды 3,5На второй стадии экстракции к суспензии биомассы в воде добавляют160 г н-гексана и 213 г изопропилового спирта. В результате образовывается гетерогенная система растворителей, содержащая гексан, изопропаноли воду в количествах 30, 40 и30 мас,% соответственно. Обработкуосуществляют при перемешивании в течение 40 мин. После окончания перемешивания смесь расслаивается на легкуюфазу, обогащенную гексаном и содержащую извлеченные липиды, и тяжелуюфазу, обогащенную водой и содержащуюбиомассу, Концентрация частиц твердой фазы в легкой фазе мисцеллы менее 0,01%. Легкую фазу мисцеллы декантируют и упаривают, в результатечего получают концентрат Фосфолипидов в количестве 8,5 г. Полученный концентрат характеризуется следующими показателями, мас.%:1401036 77,4 На первой ступени экстракции навеску лепестков в количестве 200 гобрабатывают в течение 40 мин 500 мл 5экстракционного бензина затем к сме)си добавляют 40 мл воды (20% к массетвердой Фазы). Смесь расслаивается надве фазы; бензиновую и водную. Содержание частиц твердой Фазы в бензино вой части менее 0,01%. Бензиновую Фазу декантируют и испаряют. В результате получают концентрат нейтральныхлипидов в количестве 31 г.Полученный концентрат содержит 15 99,5% нейтральных липидов и 0,5%фосфолипидов.На второй ступени экстракции ксуспензии лепестка в воде добавляют720 г экстракционного бензина и 40 г 20 этилового спирта. В результате получают гетерогенную систему растворителей, содержащую бензин, этанол и водув количествах соответственно 90,0,5,0 и 5,0 мас.%. Концентрация твер дых частиц в бензиновой фазе менее0,01%. Бензиновую фазу мисцеллы упаривают, в результате чего получаютконцентрат Фосфолипидов в количестве2,2 г. Полученный концентрат содерд 0 жит 83,7% Фосфолипидов и 16,3% триглицеридов.На третьей ступени обработки ксуспензии твердого материала в тя -желой Фазе добавляют 20 г уксуснойкислоты (15% к массе твердой Фазы)и продолжают обработку в течение30 мин, а затем к смеси добавляютконденсат, полученный после упаривания бензиновой Фазы мисцеллы второй Известный способ позволяет получать твердый материал с остаточным содержанием липидов 1,0-1,5% и мисцеллу с содержанием твердых частиц в пределах 2,0-5,0%.П р и м е р 2. Для получения концентрата нейтральных липидов, фосфолипидов, жирных кислот и обезжиренного белкового продукта используют лепесток, полученный из семян сои. Лепесток получают в процессе дробления семян, увлажнения их до 11%, нагрева до 65 С и обработки их на плющильномопарном вальцевом станке. Лепесток характеризуется следующими показателями, мас,%;1ВлажностьСырой протеинЛипиды 10,542,021,3 ФосфолипидыВоска и эфирыстеринов 0,4Стерины и диглицериды 1%5Триглицериды 4,5Жирные кислоты 3,3Углеводороды12,9На третьей стадии экстракции к суспензии биомассы в тяжелой Фазе добавляют 4 г (2% к массе тяжелой фазы) концентрированной НС 1. и перемешивают смесь в течение 30 мин, а затем к смеси добавляют конденсат легкой Фазы, полученный после упаривания мисцеллы второй ступени экстракции, и продолжают перемешивание в течение 40 мин. После окончания перемешивания смесь расслаивается на легкую Фазу, обогащенную гексаном и содержащую извлеченные липиды, и тяжелую Фазу, обогащенную водой и содержащую всю биомассу. Концентрация частиц биомассы в гексановой Фазе не превышает 0,015%. Легкую Фазу декантируют и упаривают, в результате чего получают концентрат свободных жирных кислот в количестве 3,1 г. Суспензию биомассы в тяжелой Фазе мисцеллы обрабатывают щелочью (ИаОН) для нейтрализации кислоты и высушивают. В результате получают обезжиренный белковый продукт, который характеризуется следующими показателями, мас.%:ВлажностьСырой протеинЛипиды ступени, Обработку продолжают еще40 мин, после чего бензиновую Фазудекантируют и упаривают. В результатеполучают концентрат жирных кислот вколичестве 7,4 г. Суспензию твердого материала в тяжелой Фазе мисцеллы для нейтрализации кислоты обрабатывают щелочью (КОН) и высушивают. В результате получают обезжиренный белковый продукт, который характеризуется следующими показателями, мас.%:Влажность 8 5Сырой протеин 54,0Липиды Следы П р и м е р 3. Для получения концентрата нейтральных липидов, ФосФолипйдов, жирных кислот и обезжиренного белкового продукта используют белковый изолят, полученный из био 14010365 10 15 20 25 30 35 45 50 55 массы дрожжей, выращенных на н-парафинах и высушенных лиофильно.Белковый изолят характеризуется следующими показателями, мас.7,:Влажность 7,8Сырой протеин 69,0Липиды 18,0Ня первой ступени экстрякции нявеску изолята в количестве 200 г обрабатывают при перемешивании в течение 40 мин 500 мл петролейного эфира, затем к суспензии добавляют 100 мл воды (507, к массе твердой фазы), Смесь расслаивается на 2 фазы: легкую эфирную и тяжелую водную, содержащую весь обрабатываемый белковый изолят. Содержание твердой Фазы в эфирной мисцелле не более 0,017. ЭФирную Фазу мисцеллы упаривают и получают концентрат нейтральных липидов в количестве 24,6 г. Полученный концентрат характеризуется следующими показателями, мас.7:Триглицериды 70,2 Воска и эфирыстеринов 3,3 Стерины 4,1 Жирные кислоты 2,4 Фосфолипиды 1,5 Углеводороды 18,5 На второй ступени экстракции к суспензии белкового изолята в воде добавляют 400 г петролейного эфира и 500 г метилового спирта. В результате образовьщается гетерогенная система растворителей, содержащая петролейный эфир, метанол и воду в количествах соответственно 40, 50 и 10 мас.7. После перемешивания суспензии в течение 40 мин легкую Фазу отделяют и упаривают. В результате получают концентрат фосфолипидов в количестве 7,2 г. Содержание Фосфолипидов в концентрате составляет 74,07.На третьей ступени экстракции к суспензии белкового изолята в тяжелой Фазе мисцеллы добавляют 30 г щавелевой кислоты (157, к массе твердой Фазы) и перемешивают смесь в течение 30 мин, а затем к суспензии добавляют конденсат, полученный после упаривания легкой Фазы мисцеллы второй ступени экстракции, и продолжают обработку еще 40 мин. Затеи легкую Фазу декантируют и упаривают, получая в итоге концентрат жирных кислот в количестве 4,1 г. Суспензию белкового изолятя в тяже.лой фазе нейтрализуют щелочью и высушивают. В результате получают обезжиренный белковый продукт, который характеризуется следующими показателями, мяс.7,:Влажность 11,0Сырой протеин 78,8Липиды 0,2Таким образом, предлагаемый способ позволяет производить селективное извлечение липидов с получением четырех целевых продуктов: концентрата нейтральных липидов (содержание нейтральных липидов 95,3-99,57), концентрата фосфолипидов (содержание фосфолипидов 74,0-83,77), концентрата свободных жирных кислот (содержание жирных кислот 95 в 9) и обезжиренного белкового продукта (содержание остаточных липидов - следы), Предлагаемая технология обеспечивает максимально возможное извлечение липидов из твердой фазы и получение мисцелл высокой степени чистоты по содержанию частиц твердой фазы (0,17., что в 20-50 раз ниже, чем по известному способу), При этом обеспечивается получение конечных липидных концентратов высокой степени чистоты по содержанию частиц твердой фазы (0,2-0,47., что в 15-20 раз ниже, чем по известному способу). Формула изобретенияСпособ получения липидов из растительного сырья, предусматривающий обработку его органическим растворителем с образованием суспензии, разделения ее с получением шрота и мисцеллы с последующей дистилляцией, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа и повышения выхода нейтральных липидов, при обработке органический растворитель используют из ряда липофильньгх, а перед разделением в суспензию добавляют воду в количестве от 20 до 807 к массе сырья, при этом шрот дополнительно обрабатывают смесью, состоящей из липофильного, гидрофильного растворителей и воды при их соотношении от 30 до 90, от 5 до 50 и от 5 до 30 (мяс.7,) с получением мисцеллы, содержащей фосфолипиды, и твердого остатка с последующей его повторной обработкой данной смесью, в которую дополнительно вводят органическую кислоту1401036 Составитель Е.БуданцеваТехред М,Дидык Редактор Н.Яцола Корректор И.Муска Заказ 2767/26 Тираж 364 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9в количестве от 2,0 до 153 к массе твердого остатка, с получением соответствующей фракции мисцеллы, содер 30жащей свободные жирные кислоты, азатем полученные в обоих случаяхмисцеллы направляют на дистилляцию.