SU1401036A1

SU1401036A1 - Способ получени липидов из растительного сырь

Info

Publication number: SU1401036A1
Application number: SU853987551A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Солодков; Анатолий Григорьевич Нещадим; Александр Павлович Захарычев; Юрий Ефимович Казанцев; Геннадий Терентьевич Орех; Марина Николаевна Кавелина
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ
Priority date: 1985-12-10
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1988-06-07

Abstract

Изобретение относитс к масло- жировой промьшленности и касаетс получени ЛИПИДОВ. Пелью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей способа и повьшение выхода нейтральных липидов. Это достигаетс тем, что сырье обрабатывают органическим растворителем, выбранным из р да липофильных с образованием суспензии, в которую добавл ют воду в количестве от 20 до 80% к массе сырь , раздел ют ее с получением шрота и мисцеллы, шрот обрабатывают смесью, состо щей из лштофильного, гидрофильного растворителей и воды при их соотношении от 30 до 90, от 5 до 50 и от 5 до 30 (мас..%) с получением мисцеллы, содержащей фосфоли- пиды, и твердого остатка, с последующей повторной обработкой данной смесью , в которую дополнительно ввод т органическую кислоту в количестве от 2,0 до 15% к массе твердого остатка, с получением соответствующей фракции мисцеллы, содержащей свободные жирные кислоты, а затем полученные мисцеллы направл ют на дистилл цию. (О

Description

оо

Oi

Изобретение относитс к масложи- ровой промышленности и биотехнологии и касаетс получени липидов.

Цель изобретени - расширение функционахгьных возможностей способа и повышение выхода нейтральных липидов .

Способ осуществл ют следующим образом . ,

На первой ступени процесса дл выделени фракции нейтральных; липидов, которые представлены в основном свободными липидами, св занными с материалом за счет гидрофобных взаимо- действий, твердый материал обрабатывают липофильным растворителем, В качестве растворител могут быть использованы г-гексан, бензин, петро- лейный эфрф, а также хлорсодержащие углеводороды: хлороформ,дихлорэтан, четыреххлористый углерод и др,,В конце первой ступени экстракции дл достижени наиболее полного отделени мисцеллы от твердого материала и дл обеспечени практически полного осаждени частиц твердой фазы из мисцел- лы к суспензии твердого материала в растворителе добавл ют воду в количестве 20-80% к массе твердого мате- риала. В результате пропитки водой частиц твефдой фазы и вытеснени из внутренних ее пор концентрированной мисцеллы образуетс гетерогенна система ., котора расслаиваетс на две фазы;: т желую, содержащую воду и про питанные водой частицы твердого материала , и легкую, представл ющую собо раствор извлеченных нейтральных липидов в липофильном растворителе и не содержащую частиц твердого материала

.Введение воды в количествеj меньшем , чем 20% к массе твердой Лазы, не обеспечивает равномерной пропитки всего материала, в. результате чего мисцелла оказываетс загр зненной частицами твердого материала о Добавление воды в количестве 5 большем, чем 80% к массе твердого материала, приводит к его переувлажнению что ухудшает услови экстракции на после дующих ступен х процесса. После окончани обработки и расслоени смеси на две фазы легкую фазу декантиругот и направл ют на дистилл цию, в результате которой получают готовьй кон- центрат нейтральньсх липидов,содержащи триглицериды, воска, стерины,,эфирь сте- ринов и т,д.

На второй стадии экстрагируют фос- фолипиды, которые представлены в основном липидами, св занными с материалом за счет пол рных электростатических взаимодействий. Дл их извлечени к твердому материалу, полученному после отделени на первой ступени липофильной мисцеллы и содержащему воду,добавленную на первой ступени , добавл ют липофильный растворитель , используемьш на первой ступени, и гидрофильный растворитель, в качестве которого может быть применен алифатический спирт, Липофильный и гидрофильньш растворители добавл ют к смеси твердого материала с водой в количестве, достаточном дл образовани гетерогенной смеси, расслаивающейс на две фазы: т желую, обогащенную водой и содержаидую весь твердый материал, и легкую, обогащенную липофильным растворителем и содержащую извлеченные фосфолипиды.

Проведение экстракции в трехком- понентной системе, содержащей липофильный компонент, гидрофильный компонент и воду позвол ет извлечь из твердого материала фосфолипиды. Проведение экстракции в гетерогенной системе растворителей обеспечивает получение мисцелл высокой степени чистоты по содержанию частиц твердой фазы и практически полное отделение мисцеллы от твердого материала . Используема система растворителей содержит липофильньй j гидрофильньш компоненты и воду в количествах , соответственно 30-90, 5-50 и 5-30 мас.%. Применение смесей с содержанием липофильного компонента выше 90 мас,% или гидрофильного компонента выше 50 мае,% при содержании воды ниже 5 приводит к переходу смеси из гетерогенной в гомогенную , а применение смесей с содержанием липофильного компонента ниже 30 мас.% или гидрофильного компонента ниже 5 мас.% при содержании воды Bbmie 30 мас,% резко снижает эффек- тивность процесса ввиду того, что эти смеси отличаютс низкой экстрагирующей способностью по отношению к липидам.

После окончани обработки легкую липофильную фазу отдел ют декантацией и направл ют на дистилл цию, в результате чего получают готовьм концентрат фосфолипидов, Т жела водна

фаза гетерогенной смеси остаетс вместе с твердым материалом и используетс на третьей ступени процесса.

На третьей ступени провод т извлечение из твердого материала липидов, оставшихс после первых двух ступеней и представленных в основном липи- дами, св занными с материалом за счет ковалентных св зей - так называемых прочносв занных липидов. Дл этого осуществл ют одновременный гидролиз прочносв занных липидов до жирных кислот и их экстракцию в четырехком- понентной гетерогенной системе, содержащей растворители, используемые на второй ступени экстракции, и кислоту (уксусную, щавелевую, сол ную, серную, азотную и др.). Четырехком- понентную систему получают путем добавлени к суспензии твердого материала в т желой фазе мисцеллы, оставшейс после экстракции на второй ступени , кислоты и конденсата легкой

пользуют биомассу дрожжей, выращенных на н-парафинах и высушенных.

Биомасса характеризуетс следую- щими показател ми, мас.%:

Влажность 9,2

Сырой протеин 58,7

Липиды1 -, 5

На первой ступени экстракции на- 0 веску биомассы в количестве 200 г обрабатывают при перемешивании в течение 40 мин 500 мл н-гексана, затем к суспензии добавл ют 160 мл воды, что соответствует 80% к массе твердой фа- 5 зы.В результате образовьшаетс гетерогенна система, котора расслаиваетс на легкую гексановую фазу, содер- жащую извлеченные липиды, и т желую водную, содержащую весь твердьй мате- 0 риал. Содержание частиц биомассы в гексановой мисцелле составл ет менее 0,01%. Гексановую мисцеллу декантируют и упаривают. В результате получают концентрат нейтральных липидов в

фазы мисцеллы, получаемого после дис- 25 количестве 18 г.

тилл ции мисцеллы второй ступени экстракции .

Количество добавл емой кислоты находитс 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 слабьк кислот полньш гидролиз липидов происходит только при введении их в количестве 10-,15%. В результате гидролиза липидов, наход щихс в твердом материале, образуютс свободные жирные кислоты, которые легко извлекаютс и концентрируютс в легкой липофильной фазе гетерогенной мисцеллы. После окончани обработки легкую фазу отдел ют декантацией и направл ют на дистилл цию, в резуль30

35

40

Полученный концентрат характеризуетс следующими показател ми,мае.

Триглицериды

Воска и эфиры

стеринов

Стерины и диглицериды

Жирные кислоты

Углеводороды

Фо сфолипиды

На второй стадии экстракции к суспензии биомассы в воде добавл ют 160 г н-гексана и 213 г изопропилово- го спирта. В результате образовываетс гетерогенна система растворите- ;лей, содержаща гексан, изопропанол и воду в количествах 30, 40 и 30 мас.% соответственно. Обработку осуществл ют при перемешивании в те66 ,0

11,5

13,2 1.2 4,6 3,5

50

тате которой получают готовый концен- с чение 40 мин. После окончани переме- трат жирных кислот. Твердый материал шивани смесь расслаиваетс на легкую высушивают от растворител и получа- Фазу, обогащенную гексаном и содержа- ют полностью обезжиренный белковый продукт. Таким образом, в конце процесса получают четьфе целевых продукта: концентрат нейтральных липидов, концентрат фосфолипидов, концентрат жирных кислот и обезжиренный белковый продукт.

Пример 1, Дл получени концентратов нейтральных липидов, фосфолипидов , свободных жирных кислот и обезжиренного белкового продукта ис55

щую извлеченные липиды, и т желую фазу, обогащенную водой и содержащую биомассу. Концентраци частиц твердой фазы в легкой фазе мисцеллы менее 0,01%. Легкую фазу мисцеллы декантируют и упаривают, в результате чего получают концентрат фосфолипидов в количестве 8,5 г.

Полученный концентрат характеризуетс следующими показател ми, мас.%:

0

5

0

Триглицериды

Воска и эфиры

стеринов

Стерины и диглицериды

Жирные кислоты

Углеводороды

Фо сфолипиды

11,5

13,2 1.2 4,6 3,5

чение 40 мин. После окончани переме- шивани смесь расслаиваетс на легкую Фазу, обогащенную гексаном и содержа-

Фосфолипиды 77,4

Воска и эфиры

стеринов0,4

Стерины и диглицериды1 ,5

Триглицериды 4,5

Жирные кислоты 3,3

Углеводороды 12,9

На третьей стадии экстракции к суспензии биомассы в т желой фазе добавл ют 4 г (2% к массе т желой фазы) концентрированной НС1 и перемешивают смесь в течение 30 мин, а затем к смеси добавл ют конденсат легкой фазы, полученный после упаривани мисцеллы второй ступени экстракции , и продолжают перемешивание в течение 40 мин. После окончани перемешивани смесь расслаиваетс на легкую фазу, обогащенную гексаном и содержащую извлеченные липиды, и т желую фазу, обогащенную водой и содержащую всю биомассу. Концентраци 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 т желой фазе мисцеллы обрабатывают щелочью (NaOH) дл нейтрализации кислоты и высушивают . В результате получают обезжи- ренньш белковый продукт, который характеризуетс следующими показател ми , мас.%:

Влажность 12,3

Сырой протеин 68,6

ЛипидыСледы

Известньй способ позвол ет получать твердый материал с остаточным содержанием липидов 1,0-1,5% и мис- целлу с содержанием твердых частиц в пределах 2,0-5,0%.

Пример 2. Дл получени концентрата нейтральных липидов, фосфо- липидов, жирных кислот и обезжиренного белкового продукта используют лепесток , полученный из сем н сои. Лепесток получают в процессе дроблени сем н, увл,ажнени их до 11%, нагрева до 65°С и обработки их на плющильном парном вальцевом станке. Лепесток ха рактеризз етс следующими показател ми , мас.%: I

Влажность10,5

Сырой протеин 42,0 Липиды21,3

На первой .ступени экстракции навеску лепестков в количестве 200 г обрабатывают в течение 40 мин 500 мл экстракционного бензина, затем к смеси добавл ют 40 мл воды (20% к массе твердой фазы). Смесь расслаиваетс на две фазы: бензиновую и водную. Содержание частиц твердой фазы в бензиновой части менее 0,01%, Бензиновую фазу декантируют и испар ют. В результате получают концентрат нейтральных липтедов в количестве 31 г.

Полученный койцентрат содержит

99,5% нейтральных липидов и 0,5% фосфолипидов.

На второй ступени экстракции к суспензии лепестка в воде добавл ют 720 г экстракционного бензина и 40 г

этилового спирта. В результате получают гетерогенную систему растворителей , содержащую бензин, этанол и воду в количествах соответственно 90,0, 5,0 и 5,0 мас.%. Концентраци твердых частиц в бензиновой фазе менее 0,01%. Бензиновую фазу мисцеллы упаривают , в результате чего получают концентрат фосфолипидов в количестве 2,2 г. Полученный концентрат содержит 83,7% фосфолипидов и 16,3% три- глицеридов.

На третьей ступени обработки к суспензии твердого материала в т желой фазе добавл ют 20 г уксусной кислоты (15% к массе твердой фазы) и продолжают обработку в течение 30 мин, а затем к смеси добавл ют конденсат, полученный после упаривани бензиновой фазы мисцеллы второй

ступени. Обработку-продолжают еще 40 мин, после чего бензиновую фазу декантируют и упаривают. В результате получают концентрат жирных кислот в количестве 7,-4 г. Суспензию твердого

материала в т желой фазе мисцеллы дл нейтрализации кислоты обрабатывают щелочью (кон) и высушивают, В результате получают обезжиренный белковый продукт, который характеризуетс следующими показател ми, мас,%: Влажность 8,2 Сырой протеин 54,0 ЛипидыСледы

55

Пример 3. Дл получени концентрата нейтральных липидов, фосфолипидов , жирных кислот и обезжиренного белкового продукта используют белковый изол т, полученный из био7

массы дроткжей, выращенных на н-пара- финах и высушенных лиофильно.

Белковый изол т характеризуетс следующими показател ми, мас.%: Влажность7,8

Сырой протеин 69,0 Липиды18 0

На первой ступени экстракции навеску изол та в количестве 200 г обрабатывают при перемешивании в течение 40 мин 500 мл петролейного зфи ра, затем к суспензии добавл ют 100 мл воды (50% к массе твердой фазы ) . Смесь расслаиваетс на 2 фазы: легкую эфирную и т желую водную, содержащую весь обрабатьгеаемый белковый изол т. Содержание твердой фазы в эфирной мисцелле не более 0,01% Эфирную фазу мисцеллы упаривают и получают концентрат нейтральных ли- пидов в количестве 24,6 г. Полученный концентрат характеризуетс следующими показ ател ми, мае.%:

Триглицериды .70,2

Воска и эфиры

стеринов3,3

Стерины4,1

Жирные кислоты2,4

Фосфолициды1,5

Углеводороды18,5

На второй ступени экстракции к суспензии белкового изол та в воде добавл ют 400 г петролейного эфира и 500 г метилового спирта. В результате образовываетс гетерогенна система растворителей, содержаща петро лейный эфир, метанол и воду в количествах соответственно 40, 50 и 10 мас.%. После перемешивани суспензии в течение 40 мин легкую фазу отдел ют и упаривают. В результате получают концентрат фосфолипидов в количестве 7,2 г. Содержание фосфолипидов в концентрате составл ет 74,0%.

На третьей ступени экстракции к суспензии белкового изол та в т жело фазе мисцеллы добавл ют 30 г щавелевой кислоты (15% к массе твердой фазы) и перемешивают смесь в течение 30 мин, а затем к суспензии добавл ют конденсат, полученный после упаривани легкой фазы мисцеллы второй ступени экстракции, и продолжают обработку еще 40 мин. Затем легкую фазу декантируют и упаривают, получа в итоге концентрат жирных кислот в количестве 4,1 г. Суспензию

401036

8

белкового изол та в т желой фазе нейтрализуют щелочью и высушивают. В результате получают обезжиренный бел- ковый продукт, который характеризуетс с; едующимн показател ми, мас.%: Влажность 11,0 Сырой протеин 78,8 ЛипидыО 5 2

10 Таким образом, предпагаемый способ позвол ет производить селективное извлечение липидов с получением четырех целевых продуктов: концентрата нейтральных липидов (содержание

15 нейтральных липидов 95, 3-99,5%) концентрата фосфолипидов (содержание фосфолипидов 74,0-83,7%), концентрата свободных жирных кислот (содержа-, ние жирных кислот 95-98%) и обезжи20 ренного белкового продукта (содержание остаточных липидов - следы). Предлагаема технологи обеспечивает максимально возможное извлечение липидов из твердой фазы и получение

25 мисцелл высокой степени чистоты по

содержанию частиц твердой фазы (0,1%, -ЧТО в 20-50 раз ниже, чем по известному способу). При этом обеспечиваетс получение конечных липидных кон30 центратов высокой степени чистоты по содержанию частиц твердой фазы (ОJ2-0,4%, что в 15-20 раз ниже, чем по известному способу).

Claims

Tg Формула изобретени

Способ получени липидов из растительного сырь , предусматривающий обработку его органическим растворителем с образованием суспензии,

40 разделени ее с получением шрота и мисцеллы с последующей дистилл цией, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей способа и повьгашни выхода

4g нейтральных липидов, при обработке органический растворитель используют из р да липофильных, а перед разделением в суспензию добавл ют воду в количестве от 20 до 80% к массе сы50 Рь , при этом шрот дополнительно обрабатывают смесью состо щей из липо- фильного, гидрофильного растворителей и воды при их соотношении от 30 до 90, от 5 до 50 и от 5 до 30 (мас.%)

с получением мисцеллы, содержащей фосфолипиды, и твердого остатка с последующей его повторной обработкой данной смесью, в которую дополнительно ввод т органическ то кислоту

9 ,10

в количестве от 2,0 до 15% к массе жащей свободные жирньЕ кислоты, а твердого остатка, с получением соот- затем полученные в обоих случа х ветствующей фракции мисцеллы, содер- мисцеллы направл ют на дистилл цию.