專利名稱：使用超臨界壓力下的溶劑分級分離由多個(gè)組分組成的原料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用超臨界壓力下的溶劑分級分離由多個(gè)組分組成的原料的方法。在本發(fā)明中，超臨界壓力下的溶劑是指處于超臨界狀態(tài)下的溶劑或者次臨界液體。更具體而言，本發(fā)明涉及分級分離脂質(zhì)混合物以得到富含某些極性脂質(zhì)的級分的方法，所述極性脂質(zhì)屬于鞘脂類(包括神經(jīng)酰胺)、糖脂和磷脂。
處于超臨界狀態(tài)下的溶劑具有以下特征對于純物質(zhì)，壓力和溫度分別大于臨界壓力和溫度，或者對于混合物而言，壓力或溫度點(diǎn)位于圖(壓力、溫度)中所示的臨界點(diǎn)包絡(luò)線(envelope)之下。已知的是，對于多數(shù)物質(zhì)而言，與處于壓力氣體狀態(tài)下的相同溶劑的效力相比，處于超臨界狀態(tài)下的溶劑具有更高的效力。這同樣適用于所謂的“次臨界”液體。次臨界液體具有以下特征對于純物質(zhì)而言，壓力超過臨界壓力，而溫度低于臨界溫度，或者對于混合物而言，壓力超過各組分的臨界壓力，而溫度低于各組分的臨界溫度(Michel PERRUT，les Techniques del′Ingenieur，Extraction par fluide supercritique，J 2,770,1-12,1999)。另外，在材料(神經(jīng)酰胺、聚合物等)的處理中，在許多的提取工藝(固體/流體)、分級分離工藝(液體/流體)、分析性或制備性色譜法中使用這些流體之重要且可調(diào)節(jié)的溶劑效力。在此等溶劑中還產(chǎn)生化學(xué)或者生化反應(yīng)。應(yīng)注意的是，二氧化碳及其臨界配位化合物的物理-化學(xué)性質(zhì)(臨界壓力7.4MPa，臨界溫度31℃)使其對于許多應(yīng)用都是優(yōu)選的溶劑，特別是該物質(zhì)是無毒性的，而且使用成本低并可大量使用。當(dāng)達(dá)到超臨界壓力時(shí)，作為非極性的溶劑，二氧化碳有時(shí)與由極性有機(jī)溶劑組成的共溶劑一起使用，這些極性有機(jī)溶劑特別是相對于具有某些程度極性的分子可顯著地改善溶劑效力。為此目的，乙醇是經(jīng)常使用的。
通常已知的是，物體具有三種狀態(tài)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。由一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)的變化可通過改變溫度和/或壓力來實(shí)現(xiàn)。但是，存在一個(gè)低于由液態(tài)向氣態(tài)或者蒸氣變化卻不發(fā)生沸騰或者相反不發(fā)生冷凝但連續(xù)的點(diǎn)，該點(diǎn)就是臨界點(diǎn)。
使用超臨界壓力下的溶劑的方法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于，如許多文獻(xiàn)中所述，如法國專利2584618號，有利于溶劑(流體)與提取物和溶質(zhì)之間的分離。另外，如上述文獻(xiàn)中所述，這些溶劑之令人感興趣的性質(zhì)長期以來已經(jīng)被用于固體-流體提取和液體-流體分級分離中。
本發(fā)明的方法特別適用于分級分離由多個(gè)組分組成并包含至少一個(gè)兩親型組分的天然或者合成原料，以提取出一種或者多種經(jīng)純制形式的組分。該目的是通過用于分級分離由多個(gè)組分組成并包含至少一個(gè)兩親型組分的天然或者合成原料的方法實(shí)現(xiàn)的，該方法的特征在于，所述分級分離是在所述原料于液體內(nèi)的分散體中使用超臨界下的溶劑而進(jìn)行的，所述液體與超臨界壓力下的溶劑不混溶或者幾乎不混溶。
特別適合使用本發(fā)明之方法的原料優(yōu)選是那些包含至少一種在純狀態(tài)下為半液體、糊狀或者甚至固態(tài)的組分的原料，該組分的粘性性質(zhì)使其不能用塔進(jìn)行處理。
在待分級分離的起始原料中可加入兩親性成分，或者該成分可以是由脂質(zhì)混合物構(gòu)成的原料的組分之一。
分散體是指所述原料在液體中的乳液和懸浮液，而所述液體與超臨界壓力下的溶劑不混溶或者幾乎不混溶。
因此，本發(fā)明的方法對于分級分離、提取或者分離起始原料中的一個(gè)或者多個(gè)組分是特別有利的。更具體而言，本發(fā)明的方法包括進(jìn)行以下步驟(a)在液體中制備包含所述原料的分散體，所述液體與超臨界壓力下的溶劑不混溶或者幾乎不混溶，(b)使用超臨界壓力下的溶劑對所述分散體進(jìn)行提取，(c)在進(jìn)行所述提取后，收集兩個(gè)級分，其中一個(gè)級分富含至少一個(gè)原料組分，(d)任選地，對上述提取過程中收集到的級分中的至少一個(gè)重復(fù)進(jìn)行提取足夠的次數(shù)，以在一個(gè)級分中得到基本純形式的一種原料組分。
在根據(jù)本發(fā)明方法的第一次提取后，收集提余液和提取物。如果原料是由脂質(zhì)混合物組成的，優(yōu)選使用在以前進(jìn)行的提取中得到的提余液進(jìn)行進(jìn)一步的提取。
本發(fā)明的方法更適用于分級分離天然脂質(zhì)，以得到經(jīng)純制的不同的極性或者中性組分。
已知極性脂質(zhì)具有特別適合于在水、有機(jī)溶劑或者水與有機(jī)相的混合物中制備分散體的物理化學(xué)性質(zhì)，該分散體可用于化妝品、皮膚病組合物或者藥物組合物中。這些極性脂質(zhì)對于穩(wěn)定油-水界面的確是非常好的表面活性劑，而且它們涉及活細(xì)胞膜的構(gòu)成。目前，在工業(yè)規(guī)模上得到純的大多數(shù)極性脂質(zhì)仍是極為困難的。因此，很少例外，這些產(chǎn)物僅作為昂貴的實(shí)驗(yàn)室試劑使用。另一方面，富含極性脂質(zhì)的混合物卻可大量得到，例如廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)和健康食品中的卵磷脂。因此，分級分離這些混合物似乎是令人感興趣的，以得到一些經(jīng)純制狀態(tài)的組分，隨后用于具有高附加價(jià)值的應(yīng)用中，這是因?yàn)橛捎谥参镌葱运鼈儶?dú)有的初級性質(zhì)如病毒安全性難以在其他類別的產(chǎn)物、甚至合成產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)。
天然脂質(zhì)也可用于化妝品領(lǐng)域中，但除此之外，類似于極性脂質(zhì)，還可用于食品處理中。因此，本發(fā)明的方法特別是用于提取食物油脂，以從該油脂中除去極性脂質(zhì)。事實(shí)上，極性脂質(zhì)易于限制這些油脂的感官感覺和工藝性質(zhì)。
因此，本發(fā)明的方法更具體地涉及主要包含脂質(zhì)混合物的原料，例如由谷物如小麥、小麥谷蛋白、大麥、燕麥、谷子、稻米等中提取的油脂。
更具體而言，本發(fā)明的方法包括相對于其組分的極性而分級分離脂質(zhì)混合物。因此，用本發(fā)明的方法可在一次或者多次提取后，得到一個(gè)或者多個(gè)高度富含某些極性脂質(zhì)的級分，所述極性脂質(zhì)屬于以下不同的類別鞘脂，如神經(jīng)酰胺和腦苷脂類；糖脂，如單半乳糖苷二甘油和二半乳糖苷二甘油；磷脂，如磷脂酰-膽堿、磷脂酰-乙醇胺、酸性磷脂；以及它們的衍生物。
有利的是，分散體是在水或者水溶性有機(jī)溶劑的水溶液中形成的，所述水溶性有機(jī)溶劑例如是醇(優(yōu)選乙醇)、酮(優(yōu)選丙酮)、酯(優(yōu)選乙酸乙酯)。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，作為在至少一個(gè)提取過程中使用的超臨界壓力下的溶劑，使用純的二氧化碳或者與不同共溶劑的混合物形式的二氧化碳，所述共溶劑選自于具有2-8個(gè)碳原子的輕質(zhì)烴，醇、優(yōu)選乙醇，酮、優(yōu)選丙酮，酯、優(yōu)選乙酸乙酯，鹵代烴、優(yōu)選含氟烴。因此有利的是，至少一個(gè)提取過程是用純的二氧化碳或者與一種或者多種如上所述的共溶劑的混合物形式的二氧化碳在7.4-50MPa、優(yōu)選10-40MPa的壓力、以及0-80℃的溫度下進(jìn)行的。
根據(jù)本發(fā)明方法的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，作為在至少一個(gè)提取過程中使用的超臨界壓力下的溶劑，使用具有2-5個(gè)碳原子的烴，優(yōu)選是具有3或4個(gè)碳原子的烴。對于分級分離脂質(zhì)混合物，證明該第二種類型的溶劑在第一次相分離極性脂質(zhì)和中性脂質(zhì)時(shí)具有特別良好的性能。其結(jié)果是，在步驟(b)中的第一次提取可有利地用具有2-5個(gè)碳原子、優(yōu)選3或4個(gè)碳原子的烴在4.2-20MPa、優(yōu)選5-15MPa的壓力、以及0-80℃的溫度下進(jìn)行。
本發(fā)明的方法可通過連續(xù)的加料使用非連續(xù)的分級分離系統(tǒng)來進(jìn)行，或者在塔上通過連續(xù)的系統(tǒng)進(jìn)行。在后一種情況下，有利的是在逆流操作的塔上進(jìn)行。在逆流操作的塔上進(jìn)行分級分離的方法在現(xiàn)有技術(shù)中也稱為“流體-液體或者液體-液體逆流分級分離法”。該逆流分級分離法的使用和應(yīng)用廣泛描述在現(xiàn)有技術(shù)中(G.BRUNNER″Gas Extraction″，第8章，1994年出版，Springer編輯，ISBN 0-387-91477-3)，特別是對于脂質(zhì)(Supercritical Fluid Technology in Oil and Lipid Chemistry，1996，J.W.King and G.R.LIST出版，ISBN 0-935315-71-3)。溶于有機(jī)溶劑但不溶于水性溶劑的脂質(zhì)，根據(jù)所涉及分子的極性以及所用溶劑的類型，在超臨界壓力下的溶劑中具有不同的溶解度。因此，使用純的二氧化碳作為甘油三酯的溶劑，以由不同的天然源如含油谷物中提取油脂(英國專利1 356 749和1 356 750號；美國專利3 939 281)。還已知的是，該溶劑不提取這些相同谷物中存在的極性脂質(zhì)如卵磷脂。另外，特別是在蛋糕工業(yè)中，該選擇性可用于由蛋黃中提取脂質(zhì)，由該蛋黃中優(yōu)選不提取磷脂，該磷脂的表面活性劑性質(zhì)有利地使包含該脫脂蛋黃的食品具有感覺感官性質(zhì)。還已知的是，由使用常規(guī)的己烷方法提取的植物油脂，可得到完全除去中性脂質(zhì)的卵磷脂。然而，使用超臨界壓力下的溶劑對脂質(zhì)進(jìn)行分級分離的操作通常會遇到嚴(yán)重的操作困難，這是因?yàn)槌跏蓟蛘咚玫南嘟?jīng)常是糊狀的，使得難以與溶劑流體相接觸，有時(shí)甚至不可能進(jìn)行。已描述了一些系統(tǒng)來處理該問題，如Eggers E.和Wagner H.提出的噴射提取器系統(tǒng)(“Proceedings ofthe Third International Symposium onSupercritical Fluids”，ISBN 2-905267-23-8，1994，第2卷，125-130頁)，以使大豆卵磷脂脫油。但是，該系統(tǒng)似乎與理論水平相一致，而且僅可有效地用于分離系數(shù)高的分離操作。另一方面，該系統(tǒng)不能用于非常類似的組分的分級分離，該分離需要高數(shù)量的理論板數(shù)，這通常用于具有多孔板的多級逆流塔上，而且該設(shè)備不可能用于粘度非常高的產(chǎn)物，如一些脂質(zhì)混合物，或者容易結(jié)晶或者固化導(dǎo)致塔阻塞的產(chǎn)物。
因此，在分級分離脂質(zhì)混合物時(shí)，優(yōu)選在逆流操作并回流提取物的塔上使用超臨界壓力下的溶劑，使得在分離溶劑后于塔的頂部得到的級分(通常稱為提取物)富含相當(dāng)多的相對于起始原料極性最低的脂質(zhì)。在塔的底部收集的級分(通常稱為提余液)是在液體中的分散體的形式，而且富含相當(dāng)多的極性最大的脂質(zhì)。該富集的截止閾值(cut-offthreshold)由操作條件決定。例如，根據(jù)該實(shí)施方案第一次處理中性脂質(zhì)與極性脂質(zhì)的混合物可在塔的頂部得到富含相當(dāng)多的中性脂質(zhì)的提取物以及富含相當(dāng)多的極性脂質(zhì)的提余液。該第一步通常稱為脫油。為精制粗的卵磷脂，提供極性脂質(zhì)分散體形式的提余液。該第一提余液可直接使用相同的方法進(jìn)行處理，其操作條件根據(jù)極性限定更高的分級分離閾值。因此，根據(jù)本發(fā)明方法之步驟(b)和(c)對該第一提余液進(jìn)行處理可得到富含極性最低的脂質(zhì)的提取物以及富含極性最大的脂質(zhì)的新提余液。該第二提余液為極性脂質(zhì)分散體的形式，而且可在新的操作條件下根據(jù)本發(fā)明方法的步驟(b)和(c)再進(jìn)行處理，該操作條件根據(jù)極性限定更高的分級分離閾值。
該重復(fù)步驟(b)和(c)的隨后處理可直接在每個(gè)新的提余液上進(jìn)行，以更精細(xì)地分級分離原料。
本發(fā)明方法的一個(gè)例子是如下進(jìn)行的在逆流操作以及提取物回流的塔上進(jìn)行步驟(b)和(c)，其中使用超臨界壓力下的溶劑，該溶劑是由二氧化碳與1-5重量％的乙醇混合而成的，其壓力為7.4-50MPa、優(yōu)選15-30MPa，溫度為32-80℃，使得對不再包含中性脂質(zhì)的加料進(jìn)行分級分離時(shí)在塔的頂部在分離溶劑后得到相對于加料高度富含鞘脂(包括神經(jīng)酰胺和腦苷脂類)和單半乳糖苷二甘油的級分。在提取物回流的逆流塔上重復(fù)步驟(b)和(c)，其中使用超臨界壓力下的溶劑，該溶劑是由二氧化碳與3-8重量％的乙醇混合而成的，其壓力為7.4-50MPa、優(yōu)選12-30MPa，溫度為32-80℃，使得分級分離由以前得到的提余液形成的加料時(shí)在塔的頂部在分離溶劑后得到相對于加料高度富含二半乳糖苷二甘油的級分。
最近，在美國專利5 759 549中描述了分級分離脂質(zhì)的另一種方法，其包括以下步驟在多孔固體上吸附待分級分離的混合物，用超臨界壓力下的溶劑可由所述多孔固體上連續(xù)地提取不同的組分，其中所述溶劑的溶劑效力和極性順序地增加。該方法的概念已被幾位作者使用了多年，其稱為“extrography”，是提取法與色譜法的組合。該方法可通過組合吸附固體的選擇性和超臨界壓力下的溶劑的選擇性而高度選擇性地進(jìn)行，但需要復(fù)雜的裝置，而且僅能按照非連續(xù)的方式通過連續(xù)加料來實(shí)現(xiàn)，使得運(yùn)行成本非常高。
因此，本發(fā)明方法用于脂質(zhì)混合物的另一個(gè)實(shí)施方案包括，按照非連續(xù)的方式在接觸器中進(jìn)行分級分離，所述接觸器是由壓力下的容器形成的，任選設(shè)有填料，用于提高步驟(a)中初始放入乳液中的待分級分離的混合物的兩個(gè)相之間的接觸質(zhì)量，其中使用超臨界壓力下的溶劑，該溶劑的效力在多個(gè)連續(xù)的步驟中被改進(jìn)，以連續(xù)地提取極性逐漸增加的不同類別的脂質(zhì)。該操作由于以下事實(shí)是可能的尚未提取的脂質(zhì)不會象處理初始混合物時(shí)那樣以糊的形式沉淀，但仍為在液相中的分散體，其中溶劑流體在對于在相之間轉(zhuǎn)移材料而言良好的條件下會滲出。另外，在操作結(jié)束時(shí)，空的接觸器是沒有任何問題的，這是因?yàn)樘嵊嘁簽榈驼扯纫合嗟男问健?br> 在一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，分級分離方法是以連續(xù)方式進(jìn)行的。以連續(xù)方式進(jìn)行并應(yīng)用于脂質(zhì)混合物的本發(fā)明方法包括以下步驟-在水中制備包含待分級分離的脂質(zhì)混合物的乳液，-在逆流操作和提取物回流的塔上處理所述乳液，其中使用超臨界壓力下的純二氧化碳或者二氧化碳與共溶劑的混合物，其壓力和溫度條件應(yīng)使在分離溶劑后于塔的頂部得到的通常稱為提取物的級分富含相當(dāng)多的中性脂質(zhì)，如甘油三酯和甾醇，而極性組分的含量低，所述極性組分基本上都在塔的底部收集于通常稱為提余液的級分中，該級分是在水或者水-共溶劑混合物中的分散體的形式；-在逆流操作和提取物回流的塔上分級分離所述提余液，其中使用超臨界壓力下的二氧化碳與極性共溶劑的混合物作為溶劑，其壓力和溫度的條件應(yīng)使在分離溶劑后于塔的頂部得到的級分富含相當(dāng)多的極性最低的組分，如鞘脂(包括神經(jīng)酰胺)和單半乳糖苷二甘油(MGDG)，而極性最大的組分(如糖鞘脂和二半乳糖苷二甘油(DGDG))的含量低，該極性最大的組分都收集在塔的底部，是在所用極性共溶劑的含水溶液中的分散體的形式；-在逆流操作和提取物回流的塔上分級分離前一個(gè)步驟中得到的提余液，其中使用超臨界壓力下的二氧化碳作為溶劑，在該二氧化碳中可有利地添加與前一個(gè)步驟相同的共溶劑，其壓力和溫度的條件應(yīng)使在分離溶劑后于塔的頂部得到的級分富含相當(dāng)多的中等極性的組分，如二半乳糖苷二甘油(DGDG)，而極性最大的組分(如磷脂)的含量低，該極性最大的組分都收集在塔的底部，是在所用極性共溶劑的含水溶液中的分散體的形式；-在相同類型的設(shè)備上對在前一個(gè)步驟中得到的提余液重復(fù)幾次進(jìn)行分級分離，但通過改變?nèi)軇┝黧w的壓力、溫度和共溶劑含量而增加該溶劑流體的極性，以順序地分離各類磷脂及其衍生物，其包括磷脂酰-膽堿、磷脂酰-乙醇胺、酸性磷脂。
因此，本發(fā)明還涉及由天然或者合成物質(zhì)起始純制極性脂質(zhì)的方法，所述天然或者合成物質(zhì)主要由脂質(zhì)混合物組成，該方法的特征在于，所述物質(zhì)是用如上所述的方法進(jìn)行分級分離的。
在參考附圖閱讀了以下實(shí)施例后，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見，在附圖中


圖1顯示了實(shí)施本發(fā)明的分級分離方法的接觸器，圖2顯示了實(shí)施本發(fā)明的分級分離方法的塔。
實(shí)施例1材料(1)油脂所用的脂質(zhì)混合物是用常規(guī)方法由小麥谷蛋白中提取的油脂，其通過液相色譜法得到的重量組成如下油脂1甘油三酯 38％甾醇 4％鞘脂 8.5％單半乳糖苷二甘油(MGDG)10.2％二半乳糖苷二甘油(DGDG)25.5％磷脂 13.8％包括磷脂酰-乙醇胺 5.1％磷脂酰-膽堿 5.4％油脂2中性脂質(zhì) 49％鞘脂 9％MGDG 12％DGDG 30％在機(jī)械攪拌下將該油脂放入水和乙醇的混合物中形成乳液，重量組成為84％水、10％油脂、和6％乙醇。(2)設(shè)備使用兩種設(shè)備按照非連續(xù)方式運(yùn)行的接觸器以及按照連續(xù)方式運(yùn)行的塔。圖1中所示的設(shè)備主要由體積為0.5升的圓塔接觸器形成，其中填充有標(biāo)稱尺寸為10mm的Intalox型填料2，超臨界壓力下的溶劑可在20-80℃的溫度范圍、最高30MPa的壓力下由該填料中流過。溶劑在閥3中降壓，然后在如法國專利2 584 618中所述的分離器4、5、6中分離提取物。
如圖2所述的設(shè)備主要由不銹鋼分級分離塔1形成，該塔的直徑為58mm，高度為4m，填有10mm的Intalox型填料。該塔設(shè)有雙殼體，其分為四個(gè)允許不同溫度下的冷卻劑循環(huán)的疊加部，以得到如現(xiàn)有技術(shù)中已知的誘導(dǎo)內(nèi)部提取物回流的溫度梯度。溶劑流體由二氧化碳組成，通過膜容積計(jì)量泵2壓縮成液態(tài)，該容積計(jì)量泵可在10-60kg/h之間調(diào)節(jié)流速，并向其中添加液體共溶劑，例如市售的丁烷，該共溶劑可由類似類型的另一個(gè)泵3添加，該泵3具有2-10kg/h之間可調(diào)節(jié)的流速。由此壓縮至所希望壓力的溶劑在熱交換器4中被加熱，該熱交換器是由雙管形成的，其中外管包含合適溫度下的熱水流。待處理的加料預(yù)先達(dá)到足以能夠泵送的溫度，然后通過容積計(jì)量膜泵5注射至塔的兩個(gè)級之間，其中所述容積計(jì)量膜泵5具有2-10kg/h之間的可調(diào)節(jié)流速。還可將液態(tài)共溶劑直接注射至塔中，優(yōu)選在第一和第二級之間。提余液經(jīng)由塔的底部流出，并通過氣門系統(tǒng)降壓至大氣壓力，所述氣門系統(tǒng)由兩個(gè)連續(xù)的容器6、7組成，在該容器中進(jìn)行降壓，至低于塔1中的主要壓力的壓力，以使液體脫氣，并使由容器6中蒸發(fā)的溶劑部分循環(huán)。包含溶劑的提取物經(jīng)由塔的頂部離開，并通過泄壓閥8降壓，壓力的下降使得進(jìn)入一組分離器9、10、11中的混合物分開，所述分離器根據(jù)如上所述的法國專利2 584 618中描述的系統(tǒng)，是由旋風(fēng)分離室形成的，該旋風(fēng)分離室通過經(jīng)由分離器壁分布的熱確保液相和氣相的完全分離，所述分離器的雙殼體包含提供確保溶劑蒸發(fā)所需要的焓的熱水流；液相通過氣門系統(tǒng)12、13、14降低至大氣壓力，所述氣門系統(tǒng)根據(jù)如法國專利2 584 618中所述的系統(tǒng)運(yùn)行。由此除去提取物以及部分共溶劑，溶劑在雙管冷凝器15中液化，所述冷凝器的外管包含冷卻至0℃左右的水-乙二醇混合物流，并在約5℃下以液體儲存在儲蓄器16中，該儲蓄器的水平通過由外部的罐額外供給二氧化碳而保持平衡。(3)極性脂質(zhì)的HPLC分析-固定相，非接枝硅石Nucleosil 100-5，2個(gè)125×2mm塔體連接在一起，前身是用填有相同介質(zhì)的前置塔(8×3mm)(Macherey-Nagel，Hoechst，Dueren，Germany)-塔溫，30℃的溫度-P10000XR四元梯度泵，具有分壓下的膜脫氣器(Thermo SeparationProducts，San Jose，California，USA)-Kontron 360自動加料器，裝有5μl注射環(huán)(Kontron Instruments，Milan，Italy)-具有光漫射的Cunow DDL II蒸發(fā)檢測器(Eurosep，Cergy，F(xiàn)rance)，蒸發(fā)管的溫度為35℃，氮壓力為1bar。
蒸發(fā)溶劑并在1∶1(v/v)的氯仿/甲醇混合物中稀釋后，以0.4ml/min的流速，按照以下表1中所示的梯度分析提取物。
表1
實(shí)施例2在非連續(xù)方式的接觸器上處理油脂(1)從油脂1中提取中性脂質(zhì)油脂1以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例為84∶10∶6。
將50g的該乳液添加在接觸器中。
用溶劑進(jìn)行提取，所述溶劑由添加有10％庚烷的二氧化碳組成，壓力為250bar，溫度為60℃。
分離器保持在50bar的壓力、50℃的溫度下。
溶劑流速為2kg/h。提取2小時(shí)后，收集在庚烷中的提取物。蒸發(fā)溶劑后，回收2g的中性脂質(zhì)。
然后，接觸器包含極性脂質(zhì)的分散體系，其中含2.9g的極性脂質(zhì)，其具有以下的脂質(zhì)組成-鞘脂14.5％，包含2％的神經(jīng)酰胺和12.5％的糖鞘脂，-MGDG18.5％-DGDG45％
-磷脂22％。
該穩(wěn)定的分散體可完整地以該狀態(tài)由接觸器中抽出。不用重新加料，可在該極性脂質(zhì)乳液上直接進(jìn)行連續(xù)的提取。(2)從油脂2中提取中性油脂油脂2以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例為84∶10∶6。
將50g的該乳液添加在接觸器中。
用溶劑進(jìn)行提取，所述溶劑由添加有10％庚烷的二氧化碳組成，壓力為250bar，溫度為60℃。
分離器保持在50bar的壓力、50℃的溫度下。
溶劑流速為2kg/h。提取2小時(shí)后，收集在庚烷中的提取物。蒸發(fā)溶劑后，回收2.3g的中性脂質(zhì)。
然后，接觸器包含極性脂質(zhì)的分散體系，其中含2.5g的極性脂質(zhì)，其具有以下的脂質(zhì)組成-鞘脂17.5％，包含2.5％的神經(jīng)酰胺和15％的糖鞘脂，-MGDG23.5％-DGDG59％。
該穩(wěn)定的分散體可完整地以該狀態(tài)由接觸器中抽出。不用重新加料，可在該極性脂質(zhì)乳液上直接進(jìn)行連續(xù)的提取。(3)得到富含鞘脂和MGDG的級分在上述(1)的操作后，用添加有5％乙醇的二氧化碳對脫油分散體進(jìn)行提取，壓力為250bar，溫度為60℃。
分離器保持在50bar的壓力、50℃的溫度下。
溶劑流速為2kg/h。提取3小時(shí)后，收集乙醇中的提取物。蒸發(fā)溶劑后，回收0.6g極性脂質(zhì)，其具有以下組成-鞘脂(神經(jīng)酰胺)12％-單半乳糖苷二甘油88％然后，接觸器包含在水/乙醇混合物中的穩(wěn)定分散體，其包含2.2g具有以下組成的極性脂質(zhì)-鞘脂(糖鞘脂)16％-DGDG57％-磷脂27％(4)得到富含糖脂的級分用添加有12％乙醇的二氧化碳對在上述(3)中得到的提余液分散體進(jìn)行提取，壓力為250bar，溫度為60℃。
分離器保持在50bar的壓力、50℃的溫度下。
溶劑流速為2kg/h。提取3小時(shí)后，收集乙醇中的提取物。蒸發(fā)溶劑后，回收1.6g極性脂質(zhì)，其具有以下組成-鞘脂(糖鞘脂)22％-DGDG78％然后，接觸器包含極性脂質(zhì)在水/乙醇混合物中的穩(wěn)定分散體，其包含0.6g的極性脂質(zhì)，其中磷脂的含量超過98％。(5)得到富含DGDG的級分在上述(2)的操作后，用添加有8％乙醇的二氧化碳對經(jīng)過脫油的提余液分散體進(jìn)行提取，壓力為250bar，溫度為60℃。
分離器保持在50bar的壓力、50℃的溫度下。
溶劑流速為2kg/h。提取3小時(shí)后，收集乙醇中的提取物。蒸發(fā)溶劑后，回收1g極性脂質(zhì)，其具有以下組成
-鞘脂43％-單半乳糖苷二甘油51％然后，接觸器包含極性脂質(zhì)在水/乙醇混合物中的穩(wěn)定分散體，其包含1.5g的極性脂質(zhì)，其中DGDG的含量超過95％。實(shí)施例3在單個(gè)塔上以連續(xù)的方式在連續(xù)的步驟中進(jìn)行油脂處理預(yù)先放置在如上所述的乳液中的油脂在多個(gè)步驟中進(jìn)行處理，其條件是超臨界壓力下的溶劑流體的極性如上所述連續(xù)增加。(1)提取中性脂質(zhì)油脂1以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例為84∶10∶6。
在第三級和上一級之間將該乳液注射入所述塔中，流速為1.2kg/h。在塔的頂部進(jìn)行噴水，其中水的流速為1.5kg/h。
用溶劑進(jìn)行提取，所述溶劑由添加有9.7％乙醇的二氧化碳組成，壓力為200bar，溫度為60℃。溶劑在塔的底部注入，流速為28.4kg/h。
觀察2小時(shí)的平衡期。
在塔的頂部，收集脂質(zhì)提取物，其中中性脂質(zhì)的含量為99％以上。
在塔的底部收集提余液，其是極性脂質(zhì)在水/乙醇混合物中的分散體的形式，具有以下脂質(zhì)組成-無中性脂質(zhì)(甘油三酯和甾醇)-鞘脂14.5％，包括2％的神經(jīng)酰胺和12.5％的糖鞘脂-MGDG18.5％-DGDG 45％-磷脂 22％(2)提取中性脂質(zhì)油脂1以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例為84∶10∶6。
以2kg/h的流速將該乳液注射入所述塔的頂部。
用由二氧化碳和乙醇組成的溶劑進(jìn)行提取，壓力為200bar，溫度為60℃，其中二氧化碳在塔的底部注入，流速為23kg/h，而乙醇在塔的第一和第二級之間注入，流速為2.4kg/h。
觀察2小時(shí)的平衡期。
在塔的頂部收集脂質(zhì)提取物，在蒸發(fā)溶劑后，其中中性脂質(zhì)的含量為99％以上。
在塔的底部收集分散體系形式的提余液，其具有以下脂質(zhì)組成-無中性脂質(zhì)(甘油三酯和甾醇)-鞘脂 14.5％，包括2％的神經(jīng)酰胺和12.5％的糖鞘脂-MGDG 1.5％-DGDG 45％-磷脂 22％(3)提取中性脂質(zhì)油脂2以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例為84∶10∶6。
以2kg/h的流速將該乳液注射入所述塔的頂部。
用由二氧化碳和乙醇組成的溶劑進(jìn)行提取，壓力為200bar，溫度為60℃，其中二氧化碳在塔的底部注入，流速為25kg/h，而乙醇在塔的第一和第二級之間注入，流速為2.1kg/h。
觀察2小時(shí)的平衡期。
在塔的頂部收集脂質(zhì)提取物，其中中性脂質(zhì)的含量為99％以上。
在塔的底部收集提余液，其是極性脂質(zhì)在水/乙醇混合物中的分散體的形式，具有以下脂質(zhì)組成-無中性脂質(zhì)(甘油三酯和甾醇)-鞘脂17.5％，包括2.5％的神經(jīng)酰胺和15％的糖鞘脂-MGDG 23.5％-DGDG 59％(4)得到富含鞘脂和MGDG的級分在塔的頂部以1kg/h的流速注入上述(2)中得到的提余液。
用由二氧化碳和乙醇組成的溶劑進(jìn)行提取，壓力為250bar，溫度為60℃，其中二氧化碳在塔的底部注入，流速為20kg/h，而乙醇在塔的第一和第二級之間注入，流速為3kg/h。
2小時(shí)的平衡期后，在塔的頂部收集的提取物富含鞘脂和MGDG中的至少一種極性脂質(zhì)，其具有以下脂質(zhì)組成-鞘脂(神經(jīng)酰胺)8％-MGDG 82％-糖鞘脂6％-DGDG 4％在塔的底部收集提余液，其是極性脂質(zhì)在水/乙醇混合物中的穩(wěn)定分散體的形式，該極性脂質(zhì)富含相當(dāng)多的極性最大的屬于DGDG和磷脂類別的脂質(zhì)，具有以下脂質(zhì)組成-糖鞘脂13％-DGDG 59％-磷脂28％(5)得到富含糖脂(DGDG)的級分在塔的頂部以1kg/h的流速注入上述(3)中得到的提余液分散體。
用由二氧化碳和乙醇組成的溶劑進(jìn)行提取，壓力為250bar，溫度為60℃，其中二氧化碳在塔的底部注入，流速為20kg/h，而乙醇在塔的第一和第二級之間注入，流速為3kg/h。
2小時(shí)的平衡期后，在塔的頂部收集的提取物富含極性最低的屬于鞘脂和MGDG類別的脂質(zhì)，其具有以下組成-鞘脂40％-MGDG54％-DGDG 6％在塔的底部收集極性脂質(zhì)在水/乙醇混合物中的分散體，該極性脂質(zhì)具有以下脂質(zhì)組成-糖鞘脂4％-DGDG 96％
權(quán)利要求
1.用于分級分離由多個(gè)組分組成并包含至少一個(gè)兩親型組分的天然或者合成原料的方法，其特征在于，所述分級分離是在所述原料于液體內(nèi)的分散體中使用超臨界下的溶劑而進(jìn)行的，所述液體與超臨界壓力下的溶劑不混溶或者幾乎不混溶。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于(a)在液體中制備所述原料的分散體，所述液體與超臨界壓力下的溶劑不混溶或者幾乎不混溶，(b)使用超臨界壓力下的溶劑對所述分散體進(jìn)行提取，(c)在進(jìn)行所述提取后，收集兩個(gè)級分，其中一個(gè)級分富含至少一個(gè)原料組分，(d)任選地，對上述提取過程中收集到的級分中的至少一個(gè)重復(fù)進(jìn)行提取足夠的次數(shù)，以在一個(gè)級分中得到基本純形式的一種原料組分。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在每次提取后，收集提余液和提取物，并對提余液進(jìn)行進(jìn)一步的提取。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述由多個(gè)組分組成并包含至少一個(gè)兩親型組分的天然或者合成原料主要是由脂質(zhì)混合物組成的，例如由谷物如小麥、小麥谷蛋白、大麥、燕麥、谷子、稻米等中提取的油脂。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，分級分離是根據(jù)組分的極性變化而進(jìn)行的。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，在一次或者多次提取后，回收富含極性脂質(zhì)的提余液，所述極性脂質(zhì)屬于以下不同的類別鞘脂，如神經(jīng)酰胺和腦苷脂類；糖脂，如單半乳糖苷二甘油和二半乳糖苷二甘油；磷脂，如磷脂酰-膽堿、磷脂酰-乙醇胺、酸性磷脂；以及它們的衍生物。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，分散體是在水或者水溶性有機(jī)溶劑的水溶液中形成的，所述水溶性有機(jī)溶劑例如是醇、優(yōu)選乙醇，酮、優(yōu)選丙酮，酯、優(yōu)選乙酸乙酯。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，作為在至少一個(gè)提取過程中使用的超臨界壓力下的溶劑，使用純的二氧化碳或者與不同共溶劑的混合物形式的二氧化碳，所述共溶劑選自于具有2-8個(gè)碳原子的輕質(zhì)烴，醇、優(yōu)選乙醇，酮、優(yōu)選丙酮，酯、優(yōu)選乙酸乙酯，鹵代烴、優(yōu)選含氟烴。
9.如權(quán)利要求2-8之一所述的方法，其特征在于，對于至少一個(gè)提取過程，使用純的二氧化碳或者與一種或者多種共溶劑的混合物形式的二氧化碳作為臨界壓力下的溶劑，壓力為7.4-50MPa、優(yōu)選10-40MPa，溫度為0-80℃。
10.如權(quán)利要求2-9之一所述的方法，其特征在于，對于至少一個(gè)提取過程，作為超臨界壓力下的溶劑，使用具有2-5個(gè)碳原子的烴，優(yōu)選是具有3或4個(gè)碳原子的烴。
11.如權(quán)利要求2-10之一所述的方法，其特征在于，對于至少一個(gè)提取過程，作為超臨界壓力下的溶劑，使用具有2-5個(gè)碳原子的烴，優(yōu)選是具有3或4個(gè)碳原子的烴，壓力為4.2-20MPa、優(yōu)選5-15MPa，溫度為0-80℃。
12.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，可通過順序的加料使用非連續(xù)的分級分離系統(tǒng)來進(jìn)行，或者在塔上通過連續(xù)的系統(tǒng)進(jìn)行，而且在后一種情況下，是在逆流操作的塔上進(jìn)行。
13.如權(quán)利要求4-12之一所述的方法，其特征在于，在逆流操作和提取物回流的塔上以連續(xù)的方式進(jìn)行連續(xù)的多次提取，使得在分離溶劑后于塔的頂部得到的級分富含相當(dāng)多的相對于起始原料極性最低的脂質(zhì)，而在塔的底部收集的級分是在液體中的分散體的形式，并富含相當(dāng)多的極性最大的脂質(zhì)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在逆流操作以及提取物回流的塔上進(jìn)行連續(xù)的多次提取，其中使用超臨界壓力下的溶劑，該溶劑是由二氧化碳與1-5重量％的乙醇混合而成的，其壓力為7.4-50MPa、優(yōu)選15-30MPa，溫度為32-80℃，使得對不再包含中性脂質(zhì)的加料進(jìn)行分級分離時(shí)在塔的頂部在分離溶劑后得到相對于加料高度富含鞘脂如神經(jīng)酰胺和腦苷脂類的級分。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在逆流和提取物回流并且連續(xù)運(yùn)行的塔上進(jìn)行連續(xù)的多次提取，其中使用超臨界壓力下的溶劑，該溶劑是由二氧化碳與3-8重量％的乙醇混合而成的，其壓力為7.4-50MPa、優(yōu)選12-30MPa，溫度為32-80℃，使得在分離溶劑后，在塔的頂部分級分離得到相對于加料高度富含二半乳糖苷二甘油的級分。
16.如權(quán)利要求4-12之一所述的方法，其特征在于，按照非連續(xù)的方式在接觸器中進(jìn)行連續(xù)的多次提取，所述接觸器是由壓力下的容器形成的，任選設(shè)有填料，用于提高初始放入分散體中的待分級分離的混合物的兩個(gè)相之間的接觸質(zhì)量，其中使用超臨界壓力下的溶劑，該溶劑的效力在多個(gè)連續(xù)的步驟中被改進(jìn)，以連續(xù)地提取極性逐級增加的不同類別的脂質(zhì)。
17.如權(quán)利要求4-12之一所述的方法，其特征在于包括以下步驟-在水中制備包含待分級分離的脂質(zhì)混合物的乳液，-在逆流操作和提取物回流的塔上處理所述乳液，其中使用超臨界壓力下的純二氧化碳或者二氧化碳與共溶劑的混合物，其壓力和溫度條件應(yīng)使在分離溶劑后于塔的頂部得到的通常稱為提取物的級分富含相當(dāng)多的中性脂質(zhì)，如甘油三酯和甾醇，而極性組分的含量低，所述極性組分基本上都在塔的底部收集于通常稱為提余液的級分中，該級分是在水中的分散體的形式；-在逆流操作和提取物回流的塔上分級分離所述提余液，其中使用超臨界壓力下的二氧化碳與極性共溶劑的混合物作為溶劑，其壓力和溫度的條件應(yīng)使在分離溶劑后于塔的頂部得到的級分富含相當(dāng)多的極性最低的組分，如包括神經(jīng)酰胺的鞘脂和單半乳糖苷二甘油(MGDG)，而極性最大的組分如糖鞘脂、二半乳糖苷二甘油(DGDG)、以及磷脂的含量低，該極性最大的組分都收集在塔的底部，是在所用極性共溶劑的含水溶液中的分散體的形式；-在逆流操作和提取物回流的塔上分級分離前一個(gè)步驟中得到的提余液，其中使用超臨界壓力下的二氧化碳作為溶劑，在該二氧化碳中可添加與前一個(gè)步驟相同的共溶劑，其壓力和溫度的條件應(yīng)使在分離溶劑后于塔的頂部得到的級分富含相當(dāng)多的中等極性的組分，如二半乳糖苷二甘油(DGDG)，而極性最大的組分如磷脂的含量低，該極性最大的組分都收集在塔的底部，是在所用極性共溶劑的含水溶液中的分散體的形式；-在相同類型的設(shè)備上對在前一個(gè)步驟中得到的提余液重復(fù)幾次進(jìn)行分級分離，但通過改變?nèi)軇┝黧w的壓力、溫度和共溶劑含量而增加該溶劑流體的極性，以順序地分離各類磷脂及其衍生物，其包括磷脂酰-膽堿、磷脂酰-乙醇胺、酸性磷脂。
18.由天然或者合成物質(zhì)起始純制極性脂質(zhì)的方法，所述天然或者合成物質(zhì)主要由脂質(zhì)混合物組成，該方法的特征在于，所述物質(zhì)是用如權(quán)利要求4-17之一所述的方法進(jìn)行分級分離的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于分級分離由多個(gè)組分組成并包含至少一個(gè)兩親型組分的天然或者合成原料的方法。本發(fā)明方法的特征在于,所述分級分離是在所述原料于液體內(nèi)的分散體中使用超臨界下的溶劑進(jìn)行的,所述液體與超臨界壓力下的溶劑不混溶或者幾乎不混溶。本發(fā)明的方法對于脂質(zhì)混合物是特別有利的,例如由谷類中提取的油脂。
文檔編號C11B1/10GK1390150SQ0081422
公開日2003年1月8日 申請日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月21日
發(fā)明者弗朗茨·德尚, 維斯洛·馬耶夫斯基, 米歇爾·佩呂, 弗蘭索瓦·拉伊梅 申請人:拉維藥物實(shí)驗(yàn)室有限公司