CZ303221B6

CZ303221B6 - Zpusob výroby smesí konjugovaných mastných kyselin

Info

Publication number: CZ303221B6
Application number: CZ20070025A
Authority: CZ
Inventors: Švehlík@Zdenek; Buchta@Martin
Original assignee: Moravol, Spol. S R. O.
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2012-05-30
Also published as: SK50052007A3; CZ200725A3

Abstract

Jde o zpusob výroby smesí konjugovaných mastných kyselin s lineárním retezcem o délce uhlíkového retezce až do C.sub.18 .n.a celkovým poctem dvojných vazeb 2 nebo 3 nebo jejich derivátu, pricemž se nejprve provádí krok prímé izomerizacní konverze rostlinného oleje úcinkem tepla a alkalického prostredí na soli konjugovaných mastných kyselin, pri následujícím kroku se uvolní mastné kyseliny úcinkem minerální kyseliny, poté se smes získaných mastných kyselin podrobí kroku derivatizace, s následným prípadným precištením derivátu, pricemž se pro zvýšení výtežku a cistoty produktu omezí prístup kyslíku a/nebo vzduchu v jednotlivých krocích, zejména v kroku izomerizace, aplikací vakua za hodnoty absolutního tlaku nižší než 10 kPa.

Description

Způsob výroby směsí konjugovaných mastných kyselin

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby směsí konjugovaných mastných kyselin ajejich derivátů z olejů z plodů ostropestřce mariánského (Silybum marianum (L.) GAERTNER) a včelníku moldavského (Dracocephalum moldavica L.), které jsou používány jako suroviny pro výrobu kosmetických přípravků a potravinových a krmných doplňků.

Dosavadní stav techniky

Plody ostropestřce mariánského i včelníku moldavského obsahují řadu biologicky aktivních i? látek. Významnou skupinou těchto látek z hlediska jejich pozitivních účinků na lidské zdraví představují oleje. Obecnou vlastností těchto olejů je vysoký obsah vícenásobně nenasycených mastných kyselin a to zejména ze skupiny ω-3 či ω-6. Tyto kyseliny patří do skupiny takzvaných esenciálních mastných kyselin, jejichž příjem v lidské stravě je nutný pro správnou funkci celého organismu. Ze stavu techniky (Karlson P. a kol.: Pathobiochemie, 2. vydání, Academia

Praha 1987) je známo, že esenciální mastné kyseliny jsou základními stavebními prvky pro celou řadu dalších vysoce biologicky aktivních látek ze skupin prostaglandinů, prostacyklinů, tromboxanů, leukotrienů, atd., které přímo ovlivňují chod biochemických procesů v lidských tkáních.

Podle patentu CZ 295611 jsou oleje v plodech ostropestřce mariánského i včelníku moldavského obsaženy ve významné míře, odpovídající hmotnostnímu obsahu od asi 15 % do asi 35 % hmotn. v závislosti na klimatických podmínkách, varietě a dalších faktorech. Oleje získané lisováním celých plodů výše uvedených rostlinných druhů obsahují jako hlavní složku estery mastných kyselin, a to převážně ve formě triacylglycerolů, v menší míře pak diacylglycerolů a monoacylglycerolů. Vedle těchto látek jsou v olejích přítomny i volné mastné kyseliny a malá množství fytosterolů, tytoskvalenů, fosfolipídů, terpenických derivátů, barviv, atd. jakožto i degradačníeh produktů všech těchto látek. Základní rozdíl v kvalitativním složení olejů obou rostlinných druhů spočívá ve faktu, že zatímco v oleji z plodů ostropestřce mariánského nacházíme v zastoupení mastných kyselin vysoké obsahy kyseliny linolové čili 9(Z),12(Z)-oktadeka-9,12”dienové (běžně nad 50 % hmotn.), v oleji z plodů včelníku moldavského převažuje kyselina α-linolenová čili

9(Z), 12(Z), 15(Z)-oktadeka-9,12,15-trienové (běžně nad 60 % hmotn.).

Kromě kyseliny linolové a α-linolenové jsou pro lidský organismus důležité i geometrické a polohové izomery těchto kyselin, takzvané konjugované mastné kyseliny, které vznikají jejich přeměnou např. v zažívacím traktu přežvýkavců. Tyto konjugované mastné kyseliny jsou pak následně vylučovány do mléčného tuku, který se takto stává jedním z nej významnějších zdrojů těchto látek pro lidský organismus. U konjugovaných mastných kyselin, které jsou snadno začleněny do metabolických procesů v lidském organismu, byla popsána celá řada kladných vlivů na zdraví člověka. Podle stavu techniky mezi nejvýznamnější vlastnosti patří zejména celkové zlepšení metabolismu tuků, vedoucí k optimalizaci zásob tuků v lidském těle (mezinárodní zveřejně45 ná přihláška WO 2004/096748), dále pak antikancerogenní účinek (Agarashi M., Miyazawa T.: Cancer Letters 148 (2000), 173-179), účinek proti odvápnění kostní tkáně (americká zveřejněná přihláška US 20050171368), snížení rizik kardiovaskulárních onemocnění (evropská zveřejněná přihláška EP 1 526 126), posílení imunitního systému (mezinárodní zveřejněná přihláška WO 03/090739), atd. Kromě těchto účinků mají konjugované mastné kyseliny silné antioxidační účinky a mohou být tedy považovány za efektivní adaptogeny (MacDonald A. B.: J. Am. Celí Nutr. 19(2) (2000), 1I1S-118S). Při topické aplikaci se uplatňuje dále i efekt přirozeného ochranného UV faktoru konjugovaných mastných kyselin, daného množstvím a polohou dvojných vazeb v molekulách těchto látek.

- I CZ 303221 B6

Z důvodu změn dietetických návyků, obecného zhoršení životního prostředí a zvýšením rizik daných změnami životního stylu a podobně, je žádoucí doplňovat lidskou stravu o konjugované mastné kyseliny v potřebné míře. Ačkoli již byly učiněny první pokusy o genetické modifikace rostlin, kde by byly konjugované mastné kyseliny a jejich deriváty vytvářeny přírodními bio5 chemickými procesy (mezinárodni zveřejněná přihláška WO 2004/005442) či studovány mikroorganismy schopné syntetizovat konjugované mastné kyseliny biochemickou přeměnou přírodních látek (mezinárodní zveřejněná přihláška WO 03/080850), hlavním zdrojem pro umělou přípravu konjugovanýeh mastných kyselin stále zůstávají chemické reakce, využívající jako zdrojový materiál vhodné přírodní oleje a tuky. Byla vypracována řada technologií pro umělou přípravu io konjugovanýeh mastných kyselin z těchto zdrojů. Velká většina z nich je založena na reorganizaci polohy a geometrie dvojných vazeb v molekulách vícenásobně nenasycených mastných kyselin účinkem tepla. Pro dosažení co nejrychlejšího průběhu reakce je vhodné provádět reakci v alkalickém prostředí (viz mezinárodní zveřejněná přihláška WO 03/046115). Z hlediska uspořádání jsou tyto reakce prováděny jak vsádkovým způsobem, tak i v kaskádovém či kontinuálním provedení (WO 03/035811). Obecnou komplikací těchto procesů je fakt, že dvojné vazby mastných kyselin jsou velmi citlivé vůči oxidačním procesům, takže pro dosažení co nejvyšších výtěžků a čistoty finálních produktů je nutno vlastní reakce provádět s omezením přístupu kyslíku k reakčním složkám, jak uvádí publikace Brimberg U. I., Kamal-Eldin A.: Eur. J. Lipid Sci. Technol. 105 (2003), 17-22). Tohoto efektu může být dosaženo více způsoby. Nej rozšířenějším z

2o nich je aplikace vhodné inertní atmosféry během vlastní reakce i následného zpracování reakční směsí na finální produkt. Nevýhodou tohoto způsobu přípravy je pak nutnost pečlivě zaplnit plynnou fázi nad reakční směsí inertním plynem, což vede k nutnosti tento plyn do celého procesu zahrnout a dále k nutnosti kontroly úplnosti a stavu zaplnění před a v průběhu všech procesů.

Jinou alternativou je provádět reakce a zpracování produktů bez přítomnosti plynné fáze. Pro tento způsob je vhodné kontinuální uspořádání procesů, které je však náročné z hlediska jejich regulace a dále také vzhledem k faktu, že během procesů dochází v důsledku zvýšených teplot a vlastnímu chemismu reakcí k uplatnění roztažnosti reakčních směsí, které musí být zohledněno a vhodným způsobem eliminováno.

Získané produkty - volné mastné kyseliny, případně jejich estery - jsou často dodatečně zbavovány nežádoucích složek, kterými jsou nejčastěji degradační produkty látek, primárně přítomné ve vstupním materiálu či vzniklé až v průběhu vlastní reakce. Pro tento rafinační krok jsou nejčastěji využívány standardní technologické postupy, jako například destilace za sníženého tlaku (viz např. mezinárodní zveřejněná přihláška WO 2005/067888), prostá krystalizace (viz např. mezinárodní zveřejněná přihláška WO 2004/055142) nebo extrakce v soustavě kapalina-kapalina (viz např. WO 03/104472), a podobně. Společným jmenovatelem těchto procesů je opět nutnost eliminace oxidačních procesů a dále nutnost snížit teplotní expozici či expozici vůči alkalickému nebo kyselému prostředí na minimální míru. V opačném prostředí se totiž uplatňují následné reakce, které vedou k další reorganizaci poloh čí uspořádání dvojných vazeb v molekulách mastných kyselin, případně k celkové degradaci molekul nenasycených mastných kyselin či jejich derivátů.

Z důvodů eliminovat za přijatelných podmínek negativní vliv oxidace v průběhu reakce, která vede ke tvorbě konjugovanýeh mastných kyselin z olejů z plodů ostropestřce mariánského a včelníku moldavského, jakožto i pri následném zpracování reakční směsi na finální produkty, vyvstala nutnost řešit celou situaci principiálně novým způsobem. Zároveň bylo žádoucí uplatnit pro odstranění případných degradačních produktů z reakčních produktů dostatečně efektivní techniku, která by zachovala chemickou podstatu produktů bez jejich dalších změn v důsledku následných reakcí nebo jiných degradačních procesů.

-2CZ 303221 B6

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob výroby směsí konjugovaných mastných kyselin s lineárním řetězcem o délce uhlíkového řetězce až do C₎₈ a celkovým počtem dvojných vazeb 2 nebo 3 nebo jejich derivátů, přičemž se nejprve provádí krok přímé izomerizační konverze rostlinného oleje účinkem tepla a alkalického prostředí na soli konjugovaných mastných kyselin, pri následujícím kroku se uvolní mastné kyseliny účinkem minerální kyseliny, poté se směs získaných mastných kyselin podrobí kroku derivatizace, s následným případným přečištěním derivátů, přičemž se pro zvýšení výtěžků a čistoty produktů omezí přístup kyslíku a/nebo io vzduchu v jednotlivých krocích, zejména v kroku izomerizace, aplikací vakua za hodnoty absolutního tlaku nižší než 10 kPa.

S výhodou je olejem olej z plodů ostropestřce mariánského nebo včelníku moldavského nebo jejich směs.

Konkrétně se všechny kroky výroby směsí konjugovaných mastných kyselin a jejich derivátů provádějí v prostředí vakua, tedy nejprve v alkalickém prostředí za působení tepla s následným zpracováním reakční směsi a poté esterifíkací pomocí vhodného typu alkoholu, výhodně ethanolu.

Následná rafinace finálního produktu se provede na selektivním sorbentu a nebo jeho krystalizací ve formě inkluzních sloučenin (tzv. klathrátů čili intersticiálních sloučenin).

Po provedení příslušných laboratorních a následně i poloprovozních a provozních zkoušek bylo 25 shledáno, že všechny procesy tak, jak jsou popsány, a za podmínek, které jsou uvedeny, probíhají s vysokým výtěžkem a čistotou produktu, a to nezávisle na druhu použitého oleje.

Podstatou vynálezu je to, způsob zahrnuje skutečnost, že se při vlastní izomerizační reakci, kdy se mění poloha a geometrie dvojných vazeb vícenásobně nenasycených mastných kyselin z oleje z plodů ostropestřce mariánského nebo včelníku moldavského, aplikuje na reakční směs vakuum, které výrazně omezí přístup kyslíku a/nebo vzduchu způsobujících degradaci cílových produktů.

Zamezením přístupu kyslíku a/nebo vzduchu se rozumí fakt, že jeho zbytková přítomnost nad reakční směsí nezpůsobuje měřitelnou degradaci cílových produktů.

S výhodou je výše tlaku nad reakční směsí udržována na úrovni nižší než 10 kPa, výhodněji nižší než 5 kPa.

Cílovými produkty se přitom rozumějí konjugované mastné kyseliny, t.j. polohové a geometrické 40 izomery vícenásobně nenasycených mastných kyselin, kdy dvojné vazby v jej ich molekulách jsou v konjugovaných polohách. Jedná se zejména o konjugované mastné kyseliny s lineárním řetězcem s celkovým počtem uhlíků až do C_t8 a celkovým počtem dvojných vazeb 2 nebo 3.

Směsí konjugovaných mastných kyselin se přitom rozumí kromě těchto kyselin i minoritní zas45 toupení mastných nasycených kyselin a mastných kyselin s jedno dvojnou vazbou.

Vakuum je použito s výhodou i v dalším technologickém kroku, kdy se provede zpracování reakční směsi vytřepáním s vodným roztokem minerální kyseliny, čímž dojde k uvolnění konjugovaných mastných kyselin z jejich solí.

Jako vhodné minerální kyseliny je možné použít dle povahy materiálů zařízení kyselinu sírovou, kyselinu chlorovodíkovou nebo kyselinu trihydrogenfosforečnou. Pro běžné materiálové provedení reaktorů z nerezové oceli či smaltovaných reaktorů se jeví jako nej univerzálnější kyselina trihydrogenfosforečná, která nezpůsobuje nadměrnou korozi zejména kovových součástí aparátů a odpadní produkty reakce (anorganické soli kyseliny trihydrogenfosforečné) je možné využít

jako kvalitní průmyslové hnojivo v zemědělství. Po odděleni vodné fáze je surový produkt zbaven zbytků vody jejím oddestilováním za zvýšené teploty za vakua. Výhodněji je obsah vody po vysušení snížen pod hodnotu 0,1 % hmotn. a produkt je dále podroben esterifikací reakci s vhodným typem alkoholu za katalýzy minerální kyselinou. Vzhledem k předpokládanému použití finálního produktu do potravinových doplňků je preferováno použití ethanolu jako vhodného alkoholu pro vlastní esterifikací. Estery konjugováných mastných kyselin se jeví jako výhodné z hlediska fyzikálních vlastností i chemické stability. Na rozdíl od volných konjugovaných mastných kyselin se jejich estery s nižšími alkoholy vyskytují za pokojové teploty v kapalném stavu, který je výhodný z hlediska manipulace, dávkování i aplikace do finální aplikační formy. Bylo ío také prokázáno, že stabilita esterů konjugovaných mastných kyselin vzhledem k oxidaci je ve srovnání s volnými kyselinami vyšší, což je výhodou zejména při následném zpracování těchto látek do finální aplikační formy a pro zajištění její stability a tím i deklarovaného obsahu účinné složky (Park C. W. a kol.: J. Agric. Food Chem. 50 (2002), 2977-2983).

Výhodně se všechny výše popsané operace provádějí ve vsádkových míchaných reaktorech, které umožňují vytvoření vrstvy nasycených par složek reakční směsi nad vlastní reakční směsí za daného tlaku v reaktoru, a tím i ochranu reakční směsi před zbytkovým kyslíkem a/nebo vzduchem.

2o Pro čištění surových esterů konjugovaných mastných kyselin byla použita metoda adsorpce degradačních produktů a dále senzoricky nepřijatelných látek, jako jsou např. barviva a pachy, na vhodném typu sorbentů. Jako výhodné se přitom jeví anorganické sorbenty na bázi oxidu křemičitého, které jsou schopny nežádoucí látky, zejména polárního charakteru, účinně zachycovat. Výhodou tohoto způsobu rafinace esterů konjugovaných mastných kyselin je fakt, že proces je možné provést za pokojové teploty, zejména za teploty 15 až 25 °C v kontinuálním uspořádání s vyloučením vzdušného kyslíku a/nebo vzduchu, takže je zamezeno oxidativní degradaci produktu, jakož i jeho možným chemickým změnám v důsledku následných reakcí, aktivovaných zejména zvýšenou teplotou či přítomností alkalického nebo kyselého prostředí. Rafinovaný produkt je zbaven v tomto kroku zároveň zbytkového obsahu alkoholu, použitého pro esterifikací, jakož i zbytkového obsahu vody, a je možno je přímo plnit do finálního obalu. Výhodněji je možné proces rafinace provádět v uspořádání, kdy je sorbent naplněn do nádoby vhodného tvaru (dále jen kolony), za které je následně za vakua odsát zbytkový vzduch, a touto kolonou se sorbentem je čerpán (protlačován) surový produkt tak, aby bylo dosaženo pístového toku kapalné fáze ve vrstvě sorbentů. V tomto uspořádání je sorbent deaktivován postupně od směru nátoku surového produktu a je tak možno využít celou jeho maximální kapacitu pro záchyt nežádoucích složek. Alternativně byl vyvinut v provozním měřítku použitelný způsob rafinace esterů konjugovaných mastných kyselin pomocí kiystalizace za tvorby inkluzních sloučenin (takzvaných klathrátů čili íntersticiálních sloučenin). Při tomto způsobu dochází k uzavření molekul esterů konjugovaných mastných kyselin do krystalů pomocné látky, jejíž krystaly vytvářejí dutiny vhod40 ných geometrických tvarů a rozměrů. Výsledkem jsou pak inkluzní sloučeniny, které jsou krystalického charakteru a vykazují výhodné fyzikální, chemické a aplikační vlastnosti. Látky, které vzhledem k tvaru své molekuly nemohou být do krystalů pomocné látky uzavřeny, jako například degradační produkty mastných kyselin, barviva a některé balastní látky, zůstávají tak v matečných louzích a jsou následně od vlastních inkluzních sloučenin odstraněny například filtrací.

Přitom výhodnými fyzikálními vlastnostmi inkluzních sloučenin se rozumí zejména jejich krystalická forma, kteráje výhodná z hlediska manipulace i aplikace do finální aplikační formy. Ze stavu techniky je známo, viz Park C. W. a kol.: J. Agric. Food Chem. 50 (2002), 2977-2983, že výhodnými chemickými vlastnostmi se rozumí zejména vysoká stálost esterů konjugovaných mastných kyselin ve formě inkluzních sloučenin vůči oxidaci. Výhodnými aplikačními vlastnost50 mi se rozumí zejména skutečnost, že z inkluzní sloučeniny mohou být estery konjugovaných mastných kyselin uvolněny až ve finální aplikační formě, případně až při použití aplikační formy. Jako vhodné pomocné látky byly využity močovina a thiomočovina.

-4CZ 303221 B6

Volné konjugované mastné kyseliny ajejich estery, vyrobené výše uvedenými postupy,jsou připraveny způsobem, který umožňuje jejich aplikaci do potravinových doplňků, krmných doplňků i kosmetických přípravků známých z patentu US 6 015 833.

Příklady provedeni

Příklad 1 (výroba konjugovaných mastných kyselin z oleje z plodů ostropestřce mariánského) io

Do reaktoru o objemu 1000 litrů bylo předloženo 50 litrů propan-1,2—diolu a 32 kg hydroxidu sodného. Reaktor byl evakuován na hladinu absolutního tlaku 5,0 kPa, zahřát na teplotu 120 °C a za této teploty a absolutním tlaku 5,0 kPa byla směs v reaktoru míchána po dobu 30 minut z důvodu oddestitování reakcí vzniklé vody a zaplnění prostoru nad reakční směsí parami pro15 pan-l,2-diolu. Poté byla kobsahu reaktoru přidána dávka (150 litrů) zpracovávané suroviny oleje z plodů ostropestřce mariánského - charakterizovaná obsahem kyseliny Iinolové 53 % hmotn. V reaktoru byla stále udržována teplota 120 °C a absolutní tlak 5,0 kPa. Po přidání dávky zpracovávané suroviny byl reaktor oddělen od okolního prostoru ve smyslu přenosu hmoty a reakční směs byla míchána rámovým míchadlem rychlostí 40 otáček za minutu a její teplota zvý20 sena na 150 °C. Po uplynutí 5 hodin byla reakční směs ochlazena na teplotu 105 °C a byl do ní přidán roztok 24 kg kyseliny fosforečné o koncentraci 85% hmotn. ve 160 litrech vody. V této fázi bylo zastaveno míchání reakční směsi, aby bylo dosaženo separace kapalných fází. Separace byla ukončena po 10 hodinách, kdy teplota reakční směsi dosahovala 50 °C a absolutní tlak 12,3 kPa. Dolní vodná fáze byla oddělena a horní organická fáze zahřívána při teplotě 90 °C a absolutním tlaku 3,0 kPa za míchání rámovým míchadlem pri 40 otáčkách za minutu po dobu 3 hodin z důvodu oddestilování zbytkového obsahu vody. Po ochlazení na teplotu 20 °C bylo získáno 122 kg směsi surových konjugovaných mastných kyselin.

Analýza takto získaného produktu na složení konjugovaných mastných kyselin metodou plynové chromatografie poskytla následující hodnoty:

Tabulka 1

Mastná kyselina:_Obsah v plošných procentech:

Myristová 0,09 ₃₅ Palmitová 7,75

Stearová 4,13

Olejová 21,62

Linolová 0,37 a-Linoíenová 0,78

9(2),1 l(£)-oktadeka-9,l 1 -dienová 25,96 (Z), 13(£)-oktadeka-11,13-dienová 1,46

10(£), 12(Z)-oktadeka-10,12-dienová 25,70

8(2),10(2)-oktadeka-8,10-dienová 0,68

9(2),1 l(2)-oktadeka-9,l 1-dienová 0,73 *

10(Z), 12(Z)-oktadeka-10,12-dienová 0,02

9(£), 11 (£)-oktadeka-9,11 -dienová 0,52

Behenová 1,17

Lignocerová 0,28

Analýza takto získaného produktu na obsah vody titrační metodou dle K. Fischera poskytla hodnotu zbytkového obsahu vody 0,07 % hmotn.

Zbytek do 100 % (hmotn.) tvoří minoritní složky jako jsou další mastné kyseliny a látky jiné povahy (vyšší nasycené uhlovodíky, látky povahy fytosterolů, fytoskvalenů atd.

io Příklad 2 (Esterifikace volných konjugovaných mastných kyselin)

Dávka (100 kg) směsi surových konjugovaných mastných kyselin byla rozpuštěna ve vsádkovém míchaném reaktoru za míchání rámovým míchadlem při 12 otáčkách za minutu za teploty 25 °C při absolutním tlaku 5,0 kPa ve 120 litrech ethanolu o koncentraci 95 % hmotn., takže došlo k zaplnění prostoru nad roztokem parami ethanolu a do roztoku bylo po 30 minutách přidáno 15 kg roztoku kyseliny chlorovodíkové o koncentraci 37 % hmotn. Poté byl prostor reaktoru od okolního prostředí izolován ve smyslu přenosu hmoty a reakční směs byla za míchání rámovým míchadlem při 40 otáčkách za minutu zahřívána na teplotu 70 °C. Po 4 hodinách reakční doby byla reakční směs vychlazena na teplotu 50 °C, do reakční směsi bylo přidáno 100 litrů vody a po promíchání reakční směsi bylo zastaveno její míchání, aby bylo dosaženo separace kapalných fází. Separace byla ukončena po 2 hodinách, kdy teplota reakční směsi dosahovala 28 °C a absolutní tlak 9,6 kPa. Dolní vodná fáze byla oddělena a horní organická fáze, obsahující surové ethylestery konjugovaných mastných kyselin, bylo zahřívána pri teplotě 40 °C a absolutním tlaku 5,0 kPa za míchání po dobu 2 hodin, aby bylo dosaženo odstranění zbytkového ethanolu z produktu jeho oddestilováním. Po ochlazení na teplotu 20 °C bylo získáno 106 kg směsi surových ethylesteru konjugovaných mastných kyselin.

Tabulka 2

Obsah a složení mastných kyselin v ethylesterech konjugovaných mastných kyselin vyjádřeno 35 jako volné mastné kyseliny

Mastná kyselina:_Obsah v plošných procentech:

Myristová	0,08
Palmitová	7,71
Stearová	4,09
Olejová	21,26
Linolová	0,35
a-Linolenová	0,76
9(Z),1 l(£)-oktadeka-9,l 1-dienová	26,57

-6CZ 303221 B6 l(Z),13(£)-oktadeka-l 1,13-dienová 0,85

10(£), 12(Z)-oktadeka-10,12-dienová 26,76

8(Z),I0(Z)-oktadeka-8,10-dienová 1,31

9(Z), 11 (Z)-oktadeka-9,11 -dienová 0,72

10(Z), 12(Z)-oktadeka-10,12-dienová 0,06

9(£), 11 (£)-oktadeka-9,11 -dienová 0,41

Behenová 1,22

Lignocerová 0,31

Analýza takto získaného produktu na obsah vody titrační metodou dle K. Fischera poskytla hodnotu zbytkového obsahu vody 0,05 % hmotn.

Zbytek do 100% (hmotn.) tvoří minoritní složky jako jsou další mastné kyseliny a látky jiné povahy (vyšší nasycené uhlovodíky, látky povahy fytosterolů, fytoskvalenů atd.)

Příklad 3 (Přečištěni surových ethylesterů konjugovaných mastných kyselin krystalizací ve formě inkluznich sloučenin)

Dávka (25 kg) surových ethylesterů konjugovaných mastných kyselin byla přidána ve vsádkovém míchaném reaktoru za míchání rámovým míchadlem při 60 otáčkách za minutu k roztoku 50 kg močoviny v 500 litrech ethanolu o koncentraci 95 % hmotn. za teploty varu roztoku za atmosférického tlaku, takže došlo k zaplnění prostoru nad roztokem parami ethanolu. Prostor reaktoru byl ihned izolován od okolního prostředí ve smyslu přenosu hmoty a reakční směs byla ochlazena za míchání na teplotu 10 °C a při této teplotě udržována po dobu 6 hodin. Následně byl vyloučený krystalický produkt oddělen na nuěi a sušen při teplotě 40 °C ve skříňové sušárně za absolutního tlaku 3,0 kPa po dobu 12 hodin, aby došlo k odstranění zbytkového ethanolu z produktu. Celkem bylo získáno 46 kg přečištěných ethylesterů konjugovaných mastných kyselin ve formě inkluzní sloučeniny s močovinou.

Tabulka 3

Obsah a složení mastných kyselin v ethylesterech konjugovaných mastných kyselin vyjádřeno jako volné mastné kyseliny

Mastná kyselina:	Obsah v plošných Drocentech:
Myristová	0,15
Palmitová	14,27
Stearová	8,56
Olejová	28,70
Linolová	0,33
a-Linolenová	1,21

9(2),1 l(£)-oktadeka-9,l 1-dienová 18,69

10(2š), 12(Z)-oktadeka-10,12-dienová 18,3 6

8(2), 10(Z)-oktadeka-8,10-dienová 0,82

9(Z), 11 (Z)-oktadeka-9,11 -dienová 0,81

9(£), 11 (£)-oktadeka-9,11 -dienová 0,67

Behenová 1,98

Lignocerová 0,31

Celkový obsah močoviny v produktu byl stanoven gravimetricky jako 75 % hmotn.

Obsah zbytkového ethanoíu v produktu byl stanoven metodou plynové chromatografie jako 0,58% hmotn.

Zbytek do 100 % (hmotn.) tvoří minoritní složky jako jsou další mastné kyseliny a látky jiné povahy (vyšší nasycené uhlovodíky, látky povahy fýtosterolů, íytoskvalenů atd.) io

Příklad 4 (Výroba konjugovaných mastných kyselin z olejů z plodů včelniku moldavského)

Do reaktoru o objemu 1000 litrů bylo předloženo 60 litrů propan-1,2-diolu a 37,5 kg hydroxidu sodného. Reaktor byl evakuován na hladinu absolutního tlaku 5,0 kPa, zahřát na teplotu 120 °C a za této teploty a absolutním tlaku 5,0 kPa byla směs v reaktoru míchána po dobu 30 minut z důvodu oddestilování reakcí vzniklé vody a zaplnění prostoru nad reakční směsí parami propan- 1,2—diolu. Poté byla k obsahu reaktoru přidána dávka (150 litrů) zpracovávané suroviny oleje z plodů včelniku moldavského - charakterizovaná obsahem kyseliny linolenové 62 % hmotn. V reaktoru byla stále udržována teplota 120 °C a absolutní tlak 5,0 kPa. Po přidání dávky zpracovávané suroviny byl reaktor oddělen od okolního prostoru ve smyslu přenosu hmoty a reakční směs byla míchána rámovým míchadlem rychlostí 40 otáček za minutu a její teplota zvýšena na 170 °C. Po uplynutí 3 hodin byla reakční směs ochlazena na teplotu 105 °C a byl do ní přidán roztok 30 kg kyseliny fosforečné o koncentraci 85% hmotn. ve 160 litrech vody. V této fázi bylo zastaveno míchání reakční směsi, aby bylo dosaženo separace kapalných fází. Separace byla ukončena po 20 hodinách, kdy teplota reakční směsi dosahovala 35 °C a absolutní tlak

5,6 kPa. Dolní vodná fáze byla oddělena a horní organická fáze zahřívána při teplotě 90 °C a absolutním tlaku 3,0 kPa za míchání rámovým míchadlem při 40 otáčkách za minutu po dobu 3 hodin z důvodu oddestilování zbytkového obsahu vody. Po ochlazení na teplotu 20 °C bylo získáno 118 kg směsi surových konjugovaných mastných kyselin.

Tabulka 4

Mastná kyselina:

Palmitová

Stearová

Olejová

Obsah v plošných procentech:

5,67

2,55

9,87

8CZ 303221 B6

Linolová 1,14 α-Linolenová 0,41

9(Z), 11 (£)-oktadeka-9,11 -dienová 8,36 l(Z),13(£)-oktadeka-l 1,13-dienová 0,12

10(£), 12(Z)-oktadeka-10,12-dienová 9,05

9(£), 11 (£)-oktadeka-9,11 -dienová 0,25

Behenová 0,05

Suma konjugovaných oktadekatrienových 58,59

Analýza takto získaného produktu na obsah vody titrační metodou dle K. Fischera poskytla hodnotu zbytkového obsahu vody 0,09 % hmotn.

Zbytek do 100 % (hmotn.) tvoří minoritní složky jako jsou další mastné kyseliny a látky jiné povahy (vyšší nasycené uhlovodíky, látky povahy fýtosterolů, fytoskvalenů atd.)

Příklad 5 (Přečištění surových ethylesteru konjugovaných mastných kyselin sorpci na pevném sorbentu)

Dávka (180 kg) surových ethylesteru konjugovaných mastných kyselin byla načerpána za teploty 25 °C písto-membránovým čerpadlem na hlavu evakuované chromatografické kolony o průměru 30 cm, naplněnou 20 kg silikagelu o zrnitosti 0,063-0,200 mm a střední velikosti pórů 10 mm, přičemž počáteční absolutní tlak v koloně byl 3,5 kPa. Rychlost čerpání vstupního materiálu byla udržována konstantní a to na hodnotě 25 litrů za hodinu. Z paty kolony byl odebírán produkt (eluát) - přečištěné ethylestery konjugovaných mastných kyselin. Po doČerpání veškerého množství vstupního materiálu byl zbytek kapalné fáze z kolony vytlačen k produktu argonem za přetlaku 0,3 MPa. Celkem bylo získáno 162 kg přečištěných ethylesterů konjugovaných mastných kyselin.

Tabulka 5

Mastná kyselina:

Myristová

Palmitová

Stearová

Olejová

Linolová a-Linolenová

Obsah v plošných procentech:

0,06

7.42

4,98

20,04

1.43

0,81

9(Z), 11 (£)-oktadeka-9,11 -dienová 28,44 (Z), 13(£)-oktadeka-11,13-dienová 0,67

10(£), 12(Z)-oktadeka-10,12-dienová 28,52

8(Z),10(2)-oktadeka-8,10-dienová 0,81

9(2), 11 (2)-oktadeka-9,11 -dienová 0,77

10(Z), 12(2)-oktadeka-10,12-dienová 0,12

9(£),1 l(£)-oktadeka-9,l 1-dienová 0,33

Behenová 2,13

Lignocerová 0,49

Analýza takto získaného produktu na obsah vody titrační metodou dle K. Fischera poskytla hodnotu zbytkového obsahu vody 0,04 % hmotn.

Zbytek do 100% (hmotn.) tvoří minoritní složky jako jsou další mastné kyseliny a látky jiné povahy (vyšší nasycené uhlovodíky, látky povahy fytosterolů, fytoskvalenů atd.) to Průmyslová využitelnost

Konjugované mastné kyseliny ajejich deriváty získané z olejů z plodů ostropestrce mariánského a včelníku moldavského s definovaným poměrem jednotlivých mastných kyselin jsou vhodné pro následné použití do potravinových doplňků, krmných doplňků i kosmetických přípravků.

Konjugované mastné kyseliny vykazují silnou antioxidační aktivitu, protinádorové působení, vliv na posílení imunitního systému, zlepšení metabolismu tuků, antikancerogenní účinek, účinek proti odvápnění kostní tkáně, snížení rizik kardiovaskulárních onemocnění a další pozitivní efekty na zdraví lidí a savců obecně.

Příprava konjugovaných mastných kyselin ajejich derivátů za použití vakua minimalizuje nároky na spotřebu inertních plynů a pomocných organických rozpouštědel a nezatěžuje tak životní prostředí. Vzhledem k velmi šetrným podmínkám výroby a čištění finálních produktů je jejich výtěžek velmi vysoký a dochází tak k maximálnímu využití vstupních surovin, které pocházejí z přírodních obnovitelných zdrojů.

Claims

30 PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby směsi konjugovaných mastných kyselin s lineárním řetězcem o délce uhlíkového řetězce až do a celkovým počtem dvojných vazeb 2 nebo 3 nebo jejich derivátů, při35 čemž se nejprve provádí krok přímé izomerizační konverze rostlinného oleje účinkem tepla a alkalického prostředí na soli konjugovaných mastných kyselin, pri následujícím kroku se uvolní mastné kyseliny účinkem minerální kyseliny, poté se směs získaných mastných kyselin podrobí kroku derivatizace, snásledným případným přečištěním derivátů, vyznačující se tím, že se pro zvýšení výtěžků a čistoty produktů omezí přístup kyslíku a/nebo vzduchu vjednot40 li vých krocích, zejména v kroku izomerizace, aplikací vakua za hodnoty absolutního tlaku nižší než 10 kPa.

- 10CZ 303221 B6
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rostlinným olejem je olej z plodů ostropestřce mariánského a/nebo včelníku moldavského.

5
3. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že se derivatizací volných mastných kyselin rozumí jejich esterifíkace.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že esterifikačním alkoholem je ethanol.

io
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se přečištění derivátů konjugovaných mastných kyselin provádí adsorpci degradačních produktů a nežádoucích látek na inertním pevném nosiči.

15
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že inertním pevným nosičem je sorbent na bázi oxidu křemičitého.
7, Způsob podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že přečištění konjugovaných mastných kyselin probíhá za teploty 15 až 25 °C.
8. Způsob podle nároků 5až7, vyznačující se tím, že se volný objem sorbentu před vlastním přečištěním konjugovaných mastných kyselin nebo jejich derivátů zbavuje kyslíku a/nebo vzduchu za použití vakua.

25
9. Způsob podle nároků la8, vyznačující se tím, že hodnota absolutního tlaku při aplikaci vakua je nižší než 5 kPa.
10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se přečištění derivátů konjugovaných mastných kyselin provádí jejich krystalizací s inertní látkou, vytvářející společně inkluzní

30 sloučeniny.
11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že inertní látkou pro tvorbu inkluzních sloučenin derivátů konjugovaných mastných kyselin je močovina.

35 12. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že inertní látkou pro tvorbu inkluzních sloučenin derivátů konjugovaných mastných kyselin je thiomočovina.