DE69426114T2

DE69426114T2 - Verfahren zur gewinnung hochreinen phosphatidylcholins

Info

Publication number: DE69426114T2
Application number: DE69426114T
Authority: DE
Inventors: L. Griffith; D. Weete
Original assignee: Emulsion Technology Inc
Current assignee: Emulsion Technology Inc
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2014-06-17
Also published as: DE69426114D1; EP0703918A4; US5703255A; US5453523A; CA2164124A1; JPH08511547A; EP0703918A1; WO1994029326A1; EP0703918B1; AU7110694A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zu Gewinnung von gereinigtem Phosphatidylcholin. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Gewinnung von gereinigtem Phosphatidylcholin, welches gleichzeitig eine Mischung von Glyceriden produziert. Unter einem anderen Gesichtspunkt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Gewinnung von gereinigtem Phosphatidylcholin aus einem rohen Lecithin- Gummi.
In der Fett- und Ölindustrie wird der Begriff "Lecithin" in Bezug auf eine Mischung aus Phosphatiden gebraucht, die Phosphatidylcholin (PC), Phosphatidyläthanolamin (PE), Phosphatidylinositol (PI) Phosphatidylserin (PS), Phosphatidsäure und andere umfassen kann. In der wissenschaftlichen Literatur ist der Begriff Lecithin in Bezug auf PC benutzt worden und der Begriff "Cephalin" ist benutzt worden in Bezug auf PE und Mischungen aus PE mit den nicht- cholinen Phosphatiden. In der vorliegenden Beschreibung wird der in der Industrie übliche Gebrauch des Begriffs Lecithin und die entsprechenden Namen für die spezifischen Phosphatide (z. B. PC, PE, etc.) verwendet, außer wenn andere Patente und Literatur zitiert werden.
Verfahren zur Abtrennung des Lecithins von verunreinigenden Substanzen sind als Stand der Technik bestens bekannt. Siehe zum Beispiel Szuhaj, B. F. (ed.) Lecithins, American Oil Chemist's Society, Champaign, 1L. 1989. Die Erkenntnis der einzigartigen Eigenschaften und der möglichen Einsatzgebiete der einzelnen Phosphatid-Anteile des Lecithins, insbesondere PC, und der entgegen wirkenden Effekte von verunreinigenden nicht-cholinen Phosphatiden bei bestimmten Anwendungen hat die Suche nach verbesserten Verfahren zur Reinigung von PC aus Lecithin aktiviert.
Es gibt viele bekannte Verfahren zur Gewinnung von gereinigtem Phosphatidylcholin aus verschiedenen Ausgangsmaterialien. Zum Beispiel beschreibt das Deutsche Patent No. 1,617,679 ein Verfahren zur Gewinnung von hochreinem Phosphatidylcholin mit einem hohen Anteil an essentiellen Fettsäuren aus Pflanzen-Lecithinen durch Adsorption an Aluminiumoxid und Extraktion mit Alkohol. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohöl- Phosphatide in Äthylacetat oder in zweifach chloriertem Kohlenwasserstoff mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen oder in Mischungen von diesen Lösungsmitteln gelöst werden. Das Lösungsmittel kann bis zu 6 Vol.-% Alkohol enthalten. Die Lösung wird dann unter Rühren mit mindestens der fünffachen Menge an Aluminiumoxid, bezogen auf den Anteil an Roh-Phosphatiden, behandelt. Zuletzt wird das hochreine Phosphatidylcholin mit Alkohol vom abgetrennten Aluminiumoxid befreit. Gemäß dem Deutschen Patent No. 1,617,680 wird die Lösung der öligen Roh-Phospatid-Lösung mit einer Aluminumoxid-Kolonne in Kontakt gebracht (anstatt damit zu rühren) und das chemisch reine Phosphatidylcholin wird mit Alkohol von dem Aluminiumoxid als Adsorptionsmittel freigesetzt.
Das Schweizer Patent No. 561,088 und das U.S.-Patent No. 2,945,869 beschreiben Reinigungsverfahren zur Gewinnung von Fraktionen der Soja- Phosphatide, die als Emulgierungsmittel für aliphatische Emulsionen, die für intravenöse Anwendungen bestimmt sind, eingesetzt werden. Alkoholische Lösungen von vorher entölten Roh-Phosphatiden werden gemäß diesen Verfahren mit Al&sub2;O&sub3;, MgO oder Aktivkohle behandelt, um diese Lösungen von Cephalin zu befreien, beziehungsweise in erster Linie, um die meisten der Inositol-haltigen Phosphatide aus diesen Lösungen zu entfernen, bei denen gefunden wurde, dass sie den Blutdruck bei Katzen senken, wenn sie intravenös verabreicht werden.
Wie dem auch sei, erfordert dieses frühere Verfahren immer ein vorheriges Entölen der kommerziell erhältlichen Roh-Phosphatide vor der Herstellung der alkoholischen Lösungen, was nur zu einer Reduzierung im Cephalin-Gehalt führt, unabhängig vom eingesetzten Adsorptionsmittel. Eine weitergehende oder vollständige Entfernung des Cephalins kann mit diesem bekannten Verfahren nicht erreicht werden.
Das Deutsche Patent No. 1,053,299 beschreibt ein Verfahren zur Gewinnung von natürlichen Cholin-Phosphorsäure-Diglyceridestern, die frei sind von Colamin- Phosphorsäure-Diglyceridestern, unter Einsatz von Säulenchromatographie, wobei Aluminiumoxid neben anderen Substanzen als Adsorptionsmittel eingesetzt wird. Auch dieses Verfahren benutzt ein alkoholisches Extrakt des vorher entölten Roh-Posphatids, wobei die vorangehende Entziehung des Öles durch wiederholte Extraktionen mit Aceton vervollständigt wurde.
Im Falle der Verfahren, die in den Deutschen Patenten Nos. 1,617,679 und 1,617,680 beschrieben sind, werden die Mischungen der ölhaltigen Roh- Phosphatide in Äthylacetat oder in chloriertem Kohlenwasserstoff ohne eine vorherige Entziehung des Öles gelöst und diese Lösungen werden dann mit Aluminiumoxid behandelt. Die Entziehung des Öles von den Roh-Phosphatiden findet statt, während alle Phosphatide am Absorptionsmittel haften bleiben. Das Phosphatidylcholin kann dann selektiv durch Behandlung des Aluminiumoxids mit Alkohol freigesetzt werden. Hochreine, Ölfreie Phosphatidylcholine können nach diesem Verfahren erhalten werden.
Das U.S. Patent No. 3,798,246 beschreibt die Reinigung der rohen Phosphatide, die aus Sojabohnen-Öl gewonnen wurden, durch das Kontaktieren einer Hexan- Lösung der rohen Phosphatide mit aktivem Silikagel für mindestens 20 Minuten, Abtrennen des Silikagels von der Lösung und Verdampfen des Lösungsmittels.
Das U.S. Patent No. 3,869, 482 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von hochreinen Phosphatiden aus einem Gesamt-Fettextrakt tierischer Organe. Das Verfahren umfasst zunächst die vollständige Abtrennung des Gesamt-Fettextrakts von Proteinen durch eine Behandlung mit Lösungsmittel. Der Extrakt wird anschließend gewaschen, um die wasserlöslichen Verunreinigungen abzutrennen, und einem Absorptions-Verfahren unterzogen, um die anderen Phosphorfreien Lipoide abzutrennen.
Das U.S. Patent No. 4,166,823 beschreibt ein Verfahren zur Reinigung von Phosphatiden, um transparente Phosphatide zu erhalten. Das Verfahren umfasst die kombinierte Behandlung der rohen Phosphatide mit einer hydrophoben Flüssigkeit und Wasser. Die beiden Flüssigkeiten werden getrennt und das gereinigte Phosphatid-Produkt wird aus der hydrophoben Flüssigkeit gewonnen.
Das U.S. Patent No. 4,235,793 beschreibt ein Verfahren, bei dem rohe Lecithine zunächst mit einem niedrigen Alkohol von 1 bis 3 Kohlenstoffatomen extrahiert werden. Die dabei entstehenden zwei Phasen werden getrennt und die Alkoholreiche, obere Phase wird mit einem Absorptionsmittel aus Aluminiumoxid behandelt. Die Eluierung des Aluminiumoxids mit einem Alkohol führt zu einem ölhaltigen Phosphatidylcholin, das frei von Cephalin und Inositol-Phosphatiden ist.
Das U.S. Patent No. 4,443,378 beschreibt ein Verfahren für die Abtrennung von acylierten Phospholipiden. Das Verfahren verwendet die Chromatographie über ein Kieselsäure-Gel mit einem niedrigen Alkylalkohol als Lösungsmittel und/oder als Eluierungsmittel, der 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält.
Das U.S. Patent No. 4,452,743 beschreibt ein Verfahren für die Abtrennung von Öl und/oder Phosphatidyl-Äthanolamin von alkohol-löslichen Phosphatidyl- Produkten, die dieselben enthalten. Dieses Verfahren benutzt ebenfalls die Chromatographie mit Kieselsäure-Gel in einem niedrigen Alkylalkohol als Lösungsmittel und/oder Eluierungsmittel, der 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält.
Das U.S. Patent No. 4,528,139 beschreibt ein Verfahren für die Gewinnung von Phosphatid-Fraktionen, die stark mit Phosphatidylcholin angereichert sind, durch Erwärmen eines äthanolischen Extrakts von entölten Roh-Phosphatiden auf erhöhte Temperaturen vor der Zugabe von Aluminiumoxid und andauerndem, intensivem Rühren bei erhöhten Temperaturen bis die Sättigungskonzentration des Gleichgewichts erreicht ist.
Das U.S. Patent No. 5,008,037 beschreibt ein Verfahren zur Gewinnung eines verbesserten Emulgierungsmittels aus Lecithin.
Andere Veröffentlichungen, die sich auf die Reinigung von Phosphatidylcholin, Phosphatid-Produkten oder Phosphatidyl-Produkten beziehen, umfassen das Britische Patent No. 1,292,774; "Phosphatidylcholine Transfer Protein from Rat Liver: Purification and Radioimmunoassay", von Tuerlink et al. Method in Enzymology, 1983, vol. 98, pp. 586-92; "Large Scale Purification of Phosphatidylcholine From Egg Yolk Phospholipids by Column Chromatography on Hydroglapatite." von Primes et al. Journal of Chromatopraphy, 1982, vol. 236, No. 2, pp. 519-22; Journal of Lipid Research, 1977, vol. 18, No. 6, pp. 704-9; und Physiologie Vegetale, "Rapid Preparation of Highly Purified Phosphatidylcholine By High-Performance-Liquid Chromatography", vol. 24, No. 5, (1986) pp. 597- 605.
Im allgemeinen führen die oben beschriebenen Verfahren eher zu Fraktionen, die mit Phosphatidylcholin »angereichert" sind, als dass sie "gereinigtes" Phosphatidylcholin in dem Sinne enthalten, dass sie frei sind von verunreinigenden, nicht-cholinen Phosphatiden. Die Kosten und die Effizienz solcher Verfahren hängen von der Reinheit des Ausgangsmaterials ab. Wenn ein rohes Ausgangsmaterial eingesetzt wird, kann dies die Materialkosten des Verfahrens senken, jedoch die aktuellen Prozesskosten wegen der unerwünschten Nebenbestandteile erhöhen. Im allgemeinen sind die Kosten der derzeit kommerziell eingesetzten Verfahren hoch. Deshalb werden laufend neue Verfahren zur Reinigung von Phosphatidylcholin in der Hoffnung entwickelt, ein Verfahren zu erhalten, das einfacher und kostengünstiger ist.
Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren bereitzustellen, um nicht-choline Phosphatide von einem Rohmaterial, das dieselben enthält, abzutrennen, womit die Gewinnung von hochreinem Phosphatidylcholin erleichtert wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, um günstig ein hochreines Phosphatidylcholin-Produkt zu erhalten, besonders aus einem Rohgummi als Ausgangsstoff.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine solches Verfahren bereitzustellen, das kostengünstig und leicht zu handhaben ist.
Diese und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich beim Studium der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß den vorgenannten Zielen wird ein Verfahren bereitgestellt, um nicht- choline Phosphatide zu entfernen, um die Gewinnung eines hochreinen Phosphatidyl-Produktes, das im wesentlichen frei von nicht-cholinen Phosphatiden ist, zu erleichtern. Das Produkt kann wirtschaftlich und erfolgreich erhalten werden, selbst wenn man von einem Sojabohnen-Rohgummi (Lecithin) ausgeht. Das Verfahren umfasst das Erhitzen eines Lecithin-Produktes, z. B. eines Gummis als flüssiges oder körniges Produkt, der aus tierischem oder pflanzlichem Ursprung erhalten wurde, so dass nicht-choline Phosphatide abgebaut werden, ohne dass der Anteil an Phosphatidylcholin im thermisch umgewandelten Lecithin wesentlich verringert wird. Phosphatidylcholin kann dann in der erforderlichen reinen Form, frei von nicht-cholinen Phosphatiden, aus dem thermisch umgewandelten Lecithin isoliert werden. Die Abtrennung/Isolierung kann durch den Einsatz einer Kombination von konventionellen Trenntechniken erreicht werden.
Eine Mischung von Glyceriden, z. B. Triglyceride, Diglyceride, freie Fettsäuren und in einigen Fällen Monoglyceride resultiert ebenfalls aus dem Thermalisierungsschritt, wobei die Mischung leicht durch die Entfernung von Aceton-unlöslichen Bestandteilen des thermisch umgewandelten Lecithins gewonnen werden kann. Die Mono- und Diglyceride und die freien Fettsäuren sind willkommene Nebenprodukte der vorliegenden Erfindung und werden im allgemeinen über den Thermalisierungsschritt des Lecithin-Ausgangsmaterials erhalten. Es wird angenommen, dass die nicht-cholinen Phosphatide gespalten werden, um die Mono- und Diglyceride sowie die freien Fettsäuren zu ergeben. In Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial können die Triglyceride und freie Fettsäuren vor der Thermalisierung vorhanden sein und die letzteren können durch die Thermalisierung der Phosphatide freigesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Lecithin zunächst durch Erhitzen thermisch umgewandelt. Die Phosphatide werden dann unter Einsatz eines ketonischen Lösungsmittels, wie Aceton, aus dem thermisch umgewandelten Lecithin gefällt. Phosphatidylcholin ist dann löslich in einem alkoholischen Lösungsmittel, vorzugsweise Äthanol. Die endgültige Reinigung wird durch das Passieren der Alkohol-löslichen Fraktion durch eine Tonerde (Aluminiumoxid, Al&sub2;O&sub3;)-Kolonne erreicht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das ketonische Lösungsmittel verdampft, um eine Mischung aus Glyceriden, z. B. Triglyceride, Diglyceride und Monoglyceride sowie freie Fettsäuren zu ergeben. Wie bereits oben erwähnt, sind die Glyceride und freien Fettsäuren willkommene Nebenprodukte der vorliegenden Erfindung und werden durch den Thermalisierungsschritt des Lecithin-Ausgangsmaterials hergestellt. Es wird angenommen, dass die nicht-cholinen Phosphatide zerfallen, um Mono- und Diglyceride sowie andere Produkte zu ergeben.
Die Thermalisierung des Lecithins erlaubt es in der Tat ein sehr rohes Ausgangsmaterial einzusetzen, z. B. einen Gummi, der aus rohen, hydratisierten Phosphatiden besteht, die in einem ersten Schritt durch die Verarbeitung von pflanzlichen Ölen gewonnen wurden. Der Thermalisierungsschritt spaltet die nicht- cholinen Phosphatide nicht nur, um die Mischung aus Glyceriden und Fettsäuren zu ergeben, sondern auch, um eine leichte und quantitative Trennung der unerwünschten Komponenten von dem erwünschten Phosphatidylcholin zu ermöglichen. Dies wird durchgeführt, ohne die Fettsäure-Zusammensetzung des Phosphatidylcholins wesentlich zu verändern. Der Thermalisierungsschritt ist daher ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung.

Kurzbeschreibung der Abbildung

Die Figur in der Abbildung gibt ein allgemeines Schema einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wieder.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Das Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist Lecithin. Lecithine sind käuflich erhältlich in einer breiten Auswahl von Produkten mit einer Fülle an Einsatzmöglichkeiten. Zum Beispiel ist Lecithin erhältlich in (a) Mischungen von Pflanzenöl, (b) in fraktionierten Formen, die mit einem bestimmten Phosphatid angereichert sind, (c) in modifizierten Formen, die chemisch oder enzymatisch umgewandelt wurden und (d) sonstige. Die reinste kommerzielle Massenform des Lecithins ist körnig mit einem Phosphatidanteil von ca. 95-98%. Die Vielzahl der Einsatzgebiete für Lecithine umfasst Lebensmittelzusätze, Arzneimittel, Kosmetika, Tierfutter, Farben und Beschichtungen, Leder und Textilien, Magnetbänder, Pflanzenschutzmittel und andere. Die oberflächenaktiven Eigenschaften der Lecithine sind für die große Vielzahl von Einsatzgebieten, insbesondere als Emulgierhilfen, verantwortlich.
Eine der neuesten und vielleicht wichtigsten Einsatzgebiete des Lecithins ist als primärer, funktionelle Bestandteil von Liposomen, welches einzel- oder multilaminare Bläschen sind, die zunehmende Bedeutung als Träger für den Transport von Arzneistoffen in der pharmazeutischen Industrie sowie in der kosmetischen Industrie gewinnen. Die wirksamsten und stabilsten Liposomen werden bei der Herstellung von hochreinem Phosphatidylcholin gebildet. Um beste Resultate zu erreichen, wird für Liposome ein Anteil von 80 bis 100% Phosphatidylcholin, insbesondere in der hydrierten Form, gefordert.
Da jede geeignete, kommerziell verfügbare Quelle für Lecithin genutzt werden kann, erlaubt es die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung, dass man die roheste Form, d. h. den Gummi, einsetzt. Der erste Schritt bei der Herstellung von Rohöl, das aus Pflanzenkeimen (z. B. Sojabohnenkeime) extrahiert wird, ist die Entfernung von Phosphatiden über das sogenannte Verfahren der Degummierung. Die Gummi-Fraktion besteht hauptsächlich aus hydratisierten Phosphatiden, die von einer Vielzahl von anderen Substanzen begleitet werden.
Der Anteil an pflanzlichem Öl nach dem Entfernen des restlichen Öles durch Zentrifugieren liegt bei ca. 5-10%, der Wassergehalt nach der Karl-Fisher- Methode beträgt 30-35% und der Hauptteil des restlichen Materials ist eine Mischung aus Phosphatiden, die hauptsächlich Phosphatidylcholin, Phosphatidyläthanolamin, Phosphatidylinositol und Phosphatidsäure umfasst.
Das Verfahren für die Thermalisierung des Lecithins umfasst im allgemeinen einen Aufheizschritt. Die Thermalisierung wird unter Temperatur-, Druck- und Zeitbedingungen durchgeführt, die ausreichen, um die nicht-phosphatidylchofinen Phosphatide abzubauen. Die Thermalisierung kann ein Aufheizen einschließen, wie es z. B. in dem U.S.-Patent No. 5,008,037 beschrieben wird, das hiermit als Referenz eingeführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Dünnschicht-Verdampfer (z. B. Pope Wiped-Film Still, erhältlich von Pope Scientific, Inc. aus Manomonee Falls, Wisconsin) als Reaktor für den Thermalisierungs-Schritt und die Herstellung von thermisch umgewandeltem Lecithin eingesetzt. Der Dünnschicht-Verdampfer wird deshalb bevorzugt, weil er es ermöglicht, dass die gewünschte Thermalisierung innerhalb weniger Sekunden, wobei die Zeitdauer auf Basis der Fließgeschwindigkeit variiert wird, bei einer Temperatur von ca. 150-250ºC, bevorzugt bei ca. 200ºC, abläuft. Beim Einsatz von Gummi als Ausgangsmaterial wird der Gummi im allgemeinen zunächst erhitzt und in einem Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel, wie z. B. Hexan, gelöst, um den Einsatz in einem Dünnschicht-Verdampfer zu ermöglichen.
Dünnschicht-Verdampfer sind kommerziell erhältlich und arbeiten nach dem Prinzip des Erhitzens einer dünnen Schicht einer Flüssigkeit. Die Verdampfer enthalten im allgemeinen einen aufgeheizten Körper, der kontinuierlich mit einem flüssigen System beschickt wird. Das flüssige System wird durch eine rotierende Anordnung von Wischerblättern, die mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit betrieben werden, zu einer dünnen Schicht versprüht. Die Schicht bewegt sich mit Hilfe der Schwerkraft und Schlitzen in den Wischerblättern nach unten über die Innenwand des Körpers, wobei sie durch die Wischerblätter zu einem turbulenten Fließen gezwungen wird. Während solche Systeme im allgemeinen für die Trennung durch Verdampfen genutzt werden, wurde gefunden, dass das System ziemlich erfolgreich für die Thermalisierung im Sinne der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Phosphatidylcholin kann dann aus dem thermalisierten Lecithin-Produkt gewonnen werden. Ein wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die überraschende Entdeckung, dass Phosphatidylcholin nach der Thermalisierung in einer wiedergewinnbaren Form vorliegt. Bei früheren Untersuchungen der Reaktion des Braunwerdens von Lecithin durch Fumie Tomioka und Tagashi Kanaeda vom Department of Food Chemistry, Faculty of Agriculture, Tohoku University, Sendai, Japan, war man zu dem Schluss gekommen, dass die Produkte beim Braunwerden, hervorgerufen durch das Erhitzen des Lecithins, polymerisierte Verbindungen sind, die durch eine Aldol-Kondensation gebildet werden. Nichtsdestotrotz hat die vorliegende Erfindung überraschenderweise gezeigt, dass durch die Thermalisierung von Lecithin ein reines Phosphatidylcholin-Produkt leicht aus dem thermalisierten Produkt gewonnen werden kann. In der Tat erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren, dass man bei der Thermalisierung von Lecithin mit einem sehr preisgünstigen Produkt beginnt, z. B. einem Lecithin-haltigen Gummi, und schnell, effizient und preiswert ein reines Phosphatidyl-Produkt von dem rohen Ausgangsmaterial abtrennt. Das Phosphatidylcholin kann leicht von dem thermalisierten Produkt unter dem Einsatz bekannter Verfahren isoliert werden.
Fig. 1 der Zeichnung stellt ein umfassendes Schema einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereit. Ein Lecithin-haltiger Gummi 1 wird bei 2, wie oben beschrieben, thermalisiert. Das bevorzugte Verfahren der Thermalisierung ist eines unter Einsatz eines Dünnschicht-Verdampfers, wobei die Thermalisierung schnell und sicher verläuft. Das resultierende Produkt ist ein thermisch umgewandelter Gummi 3.
Der thermisch umgewandelte Gummi 3 wird dann einer Fällungsreaktion in einer Flüssigkeit unterzogen 4. Als Lösungsmittel wird eines verwendet, das Phosphatide, insbesondere Phosphatidylcholin, ausfällt. Beispiele für bevorzugte Lösungsmittel sind Ketone, von denen Aceton besonders bevorzugt ist. Der Anteil an verwendetem Lösungsmittel liegt im allgemeinen im Bereich von ca. 20 : 1 bis ca. 1 : 1, bezogen auf das Verhältnis des Volumens des Lösungsmittels (ml) zu dem Gewicht des thermisch umgewandelten Gummis (Gramm). Ein bevorzugtes Verhältnis liegt im Bereich von ca. 10 : 1 bis 2 : 1 v (ml) / w (g) und besonders bevorzugt liegt ein Verhältnis von ca. 4 : 1 v/w vor.
Das ausgefällte Produkt oder das unlösliche Produkt B 6 enthält das Phosphatidylcholin. Der Niederschlag wird dann mit einer Mischung, die einen Alkohol enthält, wobei Äthanol der bevorzugte Alkohol ist, behandelt 7. Der Alkohol, insbesondere Äthanol, löst das Phosphatidylcholin. Der Anteil an eingesetztem Alkohol liegt im allgemeinen im Bereich von ca. 20 : 1 bis 1 : 1, bezogen auf das Verhältnis des Volumens des Alkohols zum Gewicht des Niederschlages, bevorzugt im Bereich von 10 : 1 bis 2 : 1 v (ml) / w (g) und besonders bevorzugt bei ca. 6 : 1 v/w. Der Einsatz von Alkohol liefert ein unlösliches Produkt C 8 und ein lösliches Produkt D 9, wobei das lösliche Produkt D 9 das Phosphatidylcholin enthält.
Das lösliche Produkt wird dann unter Einsatz von konventionellen Verfahren behandelt 10, um das reine Phosphatidylcholin zu gewinnen. Diese Verfahren können die Trennung über eine Kolonne umfassen, z. B. die Chromatographie mittels einer Aluminiumoxid-Kolonne. Aus der Kolonne kann reines Phosphatidylcholin gewonnen werden, das durch zusätzliche Schritte der Behandlung mit Alkohol und anschließendes Verdampfen des Lösungsmittels weiter gereinigt werden kann. Wie in den folgenden Beispielen gezeigt wird, ist das gewonnene Phosphatidylcholin ziemlich rein, z. B. mindestens 98%.
Das lösliche Produkt A 5, das in 4 bei der Fällung mit Lösungsmittel erhalten wird, kann ebenso vorteilhaft behandelt werden, um eine sehr nützliche Produkt- Mischung zu erhalten. Das lösliche Produkt A kann einer Verdampfung 12 unterworfen werden, um eine Mischung 14 von Glyceriden, z. B. Triglyceride, Diglyceride und Monoglyceride und freie Fettsäuren zu erhalten. Es wurde gefunden, dass diese Mischung sehr nützlich als Emulgierhilfe ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Phosphatidylcholin aus dem thermisch umgewandelten Gummi unter Einsatz einer Emulsions-Trennung gewonnen werden. Die Emulsions-Trennung kann die Zugabe von geeigneten Lösungsmitteln, wie Benzin, und die anschließende Zugabe von Wasser und Öl zu dem thermisch umgewandelten Gummi umfassen, um eine emulgierte Mischung zu bilden. Es werden Schichten in der emulgierten Mischung gebildet, eine heller gefärbte Schicht und eine weitere, dunkler gefärbte Schicht. Die dunkler gefärbte Schicht ist im allgemeinen die des Lösungsmittels, wie z. B. des Benzins, und stellt die obere Schicht dar. Diese Schicht kann einfach dekantiert werden. Die untere Schicht ist im allgemeinen die heller gefärbte Schicht und enthält das Phosphatidylcholin. Diese Schicht kann abgetrennt werden, indem das Wasser durch Erhitzen I Verdampfen entfernt wird. Das gewonnene Phosphatidylcholin-Produkt kann mit einem Alkohol, wie z. B. Äthanol, gemäß dem oben beschriebenen Verfahren behandelt werden, um das Phosphatidylcholin zu erhalten, oder das gewonnene Phosphatidylcholin-Produkt kann, um die Reinheit zu gewährleisten, gemäß dem oben beschriebenen Verfahren behandelt werden, beginnend mit dem Schritt der Fällung mit Lösungsmittel, z. B. unter Einsatz von Aceton.
Sobald das gereinigte Phosphatidylcholin unter Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird, kann das Produkt hydriert werden, um die kommerziell begehrtere, völlig gesättigte Form des Phosphatidylcholins zu erhalten. Es können konventionelle Verfahren zur Hydrierung eingesetzt werden. Das hydrierte Phosphatidylcholin ist ein weißer Feststoff.
Die folgenden Beispiele werden helfen, die vorliegende Erfindung zu erläutern. Es soll festgehalten werden, dass die Beispiele jedoch nicht als Einschränkung, sondern lediglich als Illustration gedacht sind.
Bei den folgenden Beispielen wurden die folgenden Verfahren eingesetzt.

Herstellung von thermisch umgewandeltem Lecithin (Gummi) unter Einsatz des 6- Inch-Pope Thin-Film Evaporator (PTFE).

Der Pope-Dünnschicht-Verdampfer wird bei 200ºC vorgeheizt und entlastet. Der zu thermalisierende Gummi wird für eine Stunde bei 100ºC erhitzt und dann in Hexan (mit einem Volumen von 1.2 : 1) gelöst (suspendiert). Die Hexan-Lösung des Gummis wird in einen Beschickungskolben für den Verdampfer, der auf 80ºC vorgeheizt ist, gefüllt. Die Wischerblätter des Dünnschicht-Verdampfers werden mit voll geöffneten Einlassventil angestellt, so dass die Durchsatzmenge 16-20 ml pro Minute beträgt. Der thermisch umgewandelte Gummi (TBG) wird in einem Becherglas gesammelt.

Phosphatidylcholin-Gewinnung

Zum TBG wird Aceton zugegeben (Aceton / TBG - Verhältnis von ca. 4 : 1) und für ca. 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Die Aceton-unlösliche Fraktion (AI) lässt man absitzen und wird dann von der Aceton-löslichen Fraktion (AS) durch Dekantieren der Flüssigkeit abgetrennt. Aceton wird mit der AI-Fraktion vermischt, vereinigt und für eine halbe Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Die AS- und die AI-Fraktionen werden wie vorher getrennt. Die oben beschriebene Wasch- Prozedur wird dann wiederholt. Die AI-Fraktion wird im Abzug getrocknet und bei 5ºC gelagert. Die vereinigten Aceton-Waschflüssigkeiten (AS) werden bei 5ºC gelagert. Das Lösungsmittel kann unter Einsatz eines Rotationsverdampfers oder des Pope-Dünnschicht-Verdampfers entfernt werden.
Um die Äthanol-lösliche Fraktion (ES) herzustellen, wird die AI-Fraktion in Chloroform (wahlweise) gelöst und in Äthanol (95%) gegossen. Je nach Wunsch kann der Chloroform-Schritt durch das Lösen der AI-Fraktion in heißem EtOH eliminiert werden. Bevorzugt wird der Einsatz von Chloroform vermieden. Die Lösung wird für 10 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und dann mit 10,000 rpm für 10 Minuten zentrifugiert. Die Äthanol-unlöslichen (EI) und die Äthanol-löslichen Fraktionen (ES) werden getrennt und bei 5ºC aufbewahrt.

Beispiel 1

Fünftausend (5000) Gramm Sojabohnen-Gummi (BG) wurden in 6 Liter Hexan gelöst (suspendiert). Der BG wurde vor dem Einsatz zweimal mit 5000 rpm zentrifugiert, um das überschüssige Öl zu entfernen, bei 5ºC aufbewahrt und vor dem Vermischen mit Hexan für 60 Minuten bei 100ºC erhitzt. Das Vermischen wurde sowohl durch das Erhitzen und sowie durch das Rühren unter Einsatz eines Lightnin-Lab-Master-Mischers, der mit einem Paddelrührer ausgerüstet ist, erleichtert. Der thermisch umgewandelte Gummi wurde mit einem kontinuierlichen Fluss von 16-20 ml pro Minute unter Einsatz eines 6-Inch-Pope-Thin-Film- Evaporator bei 200ºC produziert. Annähernd 84% des Gummis wurde als thermisch umgewandelter Gummi wiedergewonnen.
Der thermisch umgewandelte Gummi wurde in Aceton-lösliche (AS) und Aceton- unlösliche Fraktionen über das vorher beschriebene, übliche Verfahren unter Einsatz von 16.7 Litern Aceton mit einer Ausbeute von 44% beziehungsweise 56 %, bezogen auf den Gesamtanteil, aufgetrennt. Für quantitative Untersuchungen wurden 400 g der AI-Fraktion zur Isolierung und Reinigung des PC weiterverarbeitet.
Die AI-Fraktion wurde in 85% Äthanol gelöst, um die löslichen (ES) und unlöslichen (EI) Fraktionen mit einer Ausbeute von 46% beziehungsweise 54%, bezogen auf den Gesamtanteil, zu erhalten. Die AI wurde (wahlweise) zuerst mit Chloroform vermischt, um die Auflösung zu erleichtern. Die EI-Fraktion enthielt ein schwarzes Material. Die ES-Fraktion besaß ebenfalls eine dunkle Farbe. Die ES-Fraktion wurde entfärbt, indem sie über eine Aluminiumoxid-Kolonne (Al&sub2;O&sub3;) gegeben wurde. Ca. 49% der ES-Fraktion wurde auf diese Weise gewonnen und enthielt ca. 98% PC.
Das restliche AI-Material von den 5000 Gramm des Gummis wurde wie oben beschrieben weiterverarbeitet und es wurden ca. 540 Gramm farbloses PC wurde erhalten.
Die Zusammensetzung des thermisch umgewandelten Gummis, wie sie in den gewonnenen Fraktionen vorlag, ist in der Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1 Zusammensetzung eines thermisch umgewandelten Sojabohnen-Gummis
¹ Die Werte bedeuten Gewichtsprozent, bezogen auf den ursprünglichen, thermisch umgewandelten Gummi als Ausgangsmaterial.
Die Werte wurden durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie- Analyse (HPLC) erhalten und sind relative Anteile der untersuchten Komponenten. Der Anteil an freier Säure wurde über Titration bestimmt.
³ Monoglyceride können bei einigen Darstellungen in Abhängigkeit von den Bedingungen der Thermalisierung vorhanden sein.
Der Anteil an Fettsäure im gewonnenen Phosphatidylcholin blieb im wesentlichen durch das Thermalisierungsverfahren unverändert, wie die Tabelle 2 zeigt. Tabelle 2 Fettsäuren-Zusammensetzung von hydriertem und nicht-hydriertem Phosphatidylcholin, das aus thermisch umgewandelten Sojabohnen-Gummi isoliert wurde
Die Fettsäuren wurden über Flüssig-Gas-Chromatographie (GLC) in Form ihrer Methylderivate nach der Umesterung analysiert.

Beispiel 2

Phosphatidylcholin, das aus einem thermisch umgewandelten Sojabohnen- Gummi (aus Beispiel 1) isoliert wurde, wurde unter Einsatz eines Parr-Reaktors mit einer Kapazität von 300 ml hydriert. Ein Gramm 5% Pd/C-Katalysator (1 g) und 30 ml Hexan wurden in den Reaktor gegeben, der dann mit gasförmigem Stickstoff für 10 Minuten gespült wurde. Der Wasserstoffdruck (H&sub2;) wurde für 15 Minuten auf 140 psi bei 35ºC gebracht. Ein Gramm Phosphatidylcholin (1 g) wurde in den Reaktor gegeben und die vorher genannten Schritte wurden wiederholt. Man ließ die Reaktion für 3 bis 6 Stunden weiterlaufen. Dann wurden 100 ml Hexan: Äthanol (1 : 1, bezogen auf das Volumen) zur Reaktionsmischung gegeben, die bei 50-60ºC filtriert wurde. Das Lösungsmittel wurde aus dem Filtrat durch Rotationsverdampfung entfernt und es blieb ein weißes Pulver zurück. Die Fettsäurekomponenten des Phosphatidylcholins wurden durch diesen Prozess vollständig hydriert (gesättigt) (Tabelle 2), wobei Palminsäure (C16:0) und Stearinsäure (C18:0) als die Bestandteile des hydrierten Produktes anfielen.
Auch wenn die Erfindung mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass Variationen und Modifikationen angewendet werden können, wie es für Fachleute offenkundig sein wird. Solche Variationen und Modifikationen sollen unter den Geltungsbereich und den Umfang der als Anlage beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung von gereinigtem Phosphatidylcholin, welches

(i) die Thermalisierung eines Lecithin-haltigen Pflanzengummis, um dabei sämtliche nicht-cholinen Phosphatide, die im Pflanzengummi enthalten sind, abzubauen, und

(ii) die Wiedergewinnung des Phophatidylcholins aus dem thermalisierten Pflanzengummi-Produkt

umfasst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Thermalisierung durch Einsatz eines Dünnschicht-Verdampfers erreicht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Lecithin-haltige Material ein Sojabohnen-Pflanzengummi ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wiedergewinnung des Phosphatidylcholins aus dem thermalisierten Produkt

a) die Fällung der Phosphatide, einschließlich des Phosphatidylcholins, mit Hilfe eines ketonischen Lösungsmittels;

b) die Behandlung des Niederschlags mit einem alkoholischen Lösungsmittel;

c) das Durchlaufen der alkoholischen Fraktion über eine Trennsäule; und

d) die Wiedergewinnung des Phosphatitylcholins aus der Säule umfasst.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das ketonische Lösungsmittel in Schritt a) Aceton umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das alkoholische Lösungsmittel in Schritt b) Äthanol umfasst.

7. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Trennsäule eine Aluminiumoxid- Säule ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das thermalisierte Produkt einer Emulsionstrennung, gefolgt von der anschließenden Wiedergewinnung des gereinigten Phosphatidylcholins, unterzogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Emulsionstrennung die Zugabe von Benzin, Wasser und einem Öl zu dem thermalisierten Produkt, um eine Auftrennung der Schichten zu ermöglichen, das Dekantieren der oberen Schicht und die Aufbereitung der unteren Schicht zur Gewinnung des Posphatidylcholins umfasst.

10. Verfahren zur Gewinnung von gereinigtem Phosphatidylcholin aus einem Sojabohnen-Pflanzengummi, welches

(i) die Thermalisierung des Lecithin-haltigen Materials auf die Weise, dass sämtliche nicht-cholinen Phosphatide abgebaut werden;

(ii) die Fällung der Phosphatide, einschließlich des Phosphatidylcholins, mit Aceton;

(iii) die Behandlung des Niederschlags mit Äthanol;

(iv) das Durchlaufen der Äthanol-Fraktion über eine Trennsäule; und

(v) die Wiedergewinnung des Phosphatidylcholins von der Säule

umfasst.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Thermalisierung in einem Dünnschicht-Verdampfer durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das ketonische Lösungsmittel aus Schritt a) anschließend an die Fällung wiedergewonnen wird mit einer Mischung aus Glyceriden und freien Fettsäuren, die dann durch die Entfernung des Ketons wiedergewonnen werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Aceton-Lösungsmittel aus Schritt (ii) anschließend an die Fällung wiedergewonnen wird und eine Mischung aus Glyceriden und freien Fettsäuren durch die Entfernung des Acetons wiedergewonnen wird.

14. Verfahren zur Gewinnung eines Materials, das Phosphatidylcholin und abgebaute nicht-choline Phosphatide enthält, welches die Thermalisierung eines Lecithin-haltigen Materials auf die Weise umfasst, dass alle nicht-cholinen Phosphatide unter Einsatz eines Dünnschicht-Verdampfers abgebaut werden.