СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЛИПИДОВ Российский патент 1997 года по МПК A61K35/78 A61K38/00 A61K31/685 

Изобретение относится к лесохимии, а именно получению биологически активных веществ для медицины и сельского хозяйства.

Древесная зелень богата липидными компонентами. К липидам относятся вещества древесной зелени, которые не растворяются в воде, растворяются в органических растворителях и содержат в молекулах высшие алкидные радикалы. По химической природе и по полярности основная часть липидов древесной зелени хвои представлена двумя группами веществ: нейтральными и кислыми. В состав нейтральных веществ липидов входят ацилглицерины, эфирные масла, воски, сложные эфиры, спирты, углеводороды, пигменты, жирорастворимые витамины и т.д. Состав кислых компонентов липидной фракции представлен смоляными, насыщенными и ненасыщенными алифатическими кислотами и фенольными соединениями. По данным различных авторов суммарное содержание липидов в хвое сосны 7-12% ели 10% от абсолютно сухой массы сырья [1, 2] из них нейтральных 5-7% и кислых 3-6%
Необходимым условием полного извлечения липидов из хвои является разрыв связи их с другими соединениями. Главную роль в сцеплении липидов с другими соединениями играют слабые гидрофобные и Ван-дер-Вальсовые взаимодействия, а также водородные и ионные связи. Неполярные радикалы протенногенных аминокислот способны к слабым взаимодействиям с гидрофобными участками молекул липидов и к взаимодействиям типа "ион-диполь" с фосфатными группами липидов. Для их разрушения достаточно воздействия неполярных растворителей.

В образовании комплексов липидов с биополимерами клетки участвуют водородные связи, которые могут образовываться между гидроксильными, карбоксильными и аминогруппами липидов и полярными функциональными группами белков и других соединений. Энергия этих связей значительно превышает энергию слабых взаимодействий. Поэтому разорвать водородные связи можно или повышая полярность растворителей или используя другие принципы выделения.

Известны способы выделения липидов [3] экстракцией органическими растворителями, например: трихлорэтиленом, хлороформом, ацетоном, спиртами и др. из древесной зелени хвойных пород.

Способы не нашли применения в существующих технологических схемах из-за токсичности этих растворителей и растворимости в воде.

Наиболее близким к предлагаемому нами способу является способ извлечения экстрактивных веществ [4] где в качестве органического растворителя используют бензин. По известному способу бензиновый экстракт получают при температуре 60-80^o, освобождают его от воска при понижении температуры, а затем омылением 30% -ным водным раствором щелочи экстракт разделяют на кислую и нейтральную фракции. Нейтральные вещества остаются в бензиновом растворе, после отгонки растворителя из них получают концентрат с выходом 0,4-0,6% от абсолютно сухого сырья (а.с.с.). Водорастворимые вещества обрабатывают 15-20% -ным раствором серной кислоты, в результате чего выделяют жирные и смоляные кислоты, выход которых составляет 0,4-0,5% от а.с.с.

Недостатком известного способа является низкое (4-7% от суммы экстрактивных веществ) извлечение экстрактивных веществ из-за малой полярности растворителя.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа выделения липидов из хвои путем создания экстрагирующей эмульсии, используемой для извлечения и концентрирования нейтральных липидов из водных растворов и, одновременно, связывание кислых веществ липидов в виде их натриевых солей, что позволит увеличить извлечение экстрактивных веществ.

В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.

Существенными признаками изобретения являются: измельчение сырья, обработка сырья 5-10% водным раствором щелочи при комнатной температуре, извлечение из полученной эмульсии экстракцией петролейным эфиром нейтральных веществ липидов и выделение из водорастворимой части эмульсии после подкисления 10-15% раствором серной кислоты концентрата кислых компонентов с помощью органического растворителя (диэтилового эфира).

Интенсификация извлечения экстрактивных веществ из древесной зелени зависит от многих факторов. Помимо разрыва связи липидов с другими соединениями им необходимо преодолеть диффузное сопротивление через клеточные мембраны и стенку при переходе в экстракт. Мы полагаем, что обработка водными растворами щелочи и измельчение хвои способствуют уменьшению этого сопротивления. Кроме того, в результате воздействия на хвою щелочи, Na-соли кислот растворяются в водном растворе. Наличие в экстрагируемой смеси поверхностно-активных солей смоляных и жирных кислот способствует образованию эмульсии (типа масло в воде) нейтральных веществ липидов в воде.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Древесную зелень ели влажностью 50% измельчают на шнековом измельчителе. 500 г измельченной зелени смешивают с 4000 г 5% -ного водного раствора гидроокиси натрия (соотношение хвоя: щелочной раствор 1:8) при комнатной температуре (t 20-25^oC). Смесь перемешивают механической мешалкой (скорость 150-300 об/мин) 2 часа при температуре реакционной смеси. Полученную гетерогенную массу разделяют на шнековой соковыжималке. Отделяют твердую фазу, фильтрат переносят в делительную воронку и экстрагируют 3 раза петролейным эфиром (фр. 70-100^oC ) при соотношении петролейный эфир:фильтрат равном 1:1. В качестве деэмульгатора используют этиловый спирт в количестве 7-10% по отношению к фильтрату. Экстракт промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции, сушат над безводным Na₂SO₄ и полностью отгоняют растворитель на ротационном испарителе. Получают концентрат нейтральных веществ липидов с выходом 1,5-2,0% от а.с.с.

Фильтрат обрабатывают 12% -ным водным раствором серной кислоты до нейтральной реакции. Нейтрализованный фильтрат трижды экстрагируют диэтиловым эфиром, растворитель отгоняют и получают концентрат компонентов с выходом 2,7-3,2% от а.с.с. Кислотное число 130 (мг КОН/мл).

Пример 2. Выделение липидов проводят также как в примере 1. Обработку хвои проводят 10% -ным водным раствором гидроокиси натрия. Соотношение хвоя: щелочной раствор 1:5. Выход нейтральных веществ липидов 1,1-1,3% от а.с.с. Выход концентрата кислых компонентов 4,2-4,8% от а.с.с.

Пример 3. Выделение липидов проводят как в примере 1. Хвою обрабатывают 20% -ным водным раствором гидроокиси натрия. Соотношение хвоя:щелочной раствор. Выход нейтральных веществ липидов 0,4% от а.с.с.

Пример 4. Выделение проводят как в примере 2. Процесс осуществляют при нагревании реакционной массы до 80^oC Выход нейтральных веществ липидов - 0,9% от а.с.с. Выход кислых компонентов 3,1% от а.с.с.

Результаты выделения липидов из древесной зелени ели сведены в таблицу.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход липидов в 3-4 раза по сравнению с известным. Все операции по новому способу проводятся при комнатной температуре.

Список литературы
1. Левин Э.Д. Репях С.М. Переработка древесной зелени. -М. Лесная промышленность, 1981. 196 с.

2. Иевинь И. К. Полис О. Р. Использование древесной зелени. В сб. "Комплексное использование древесного сырья". Рига, "Зинатне" 1984, с. 152-169.

3. Васильев С. Н. Рощин В.И. Выродов В.А. Состав экстрактивных веществ древесной зелени сосны обыкновенной. Обзор информ. М. ВНИПИЭИлеспром, 1991, -72 с.

4. Ягодин В.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелени. - Л. Изд. Ленинградского ун-та, 1981. -224 с.

Изобретение относится к лесохимии, а именно получению биологически активных веществ ля медицины, парфюмерии, сельского хозяйства. Технический результат заключается в повышении выхода конечного продукта. Суть изобретения - измельчение сырья, обработка его 5-10% водным раствором щелочи при комнатной температуре, извлечение из полученной эмульсии экстракцией петролейным эфиром нейтральных веществ липидов, затем выделение с помощью диэтилового эфира концентрата кислых компонентов. 1 табл.

Способ выделения липидов, включающий измельчение древесной зелени хвойных пород, преимущественно ели, извлечение липидов экстракцией органическим растворителем, их омыление водным раствором щелочи, подкисление омыленных липидов водным раствором серной кислоты и разделение на кислые и нейтральные вещества, отличающийся тем, что омыление липидов проводят непосредственно обработкой измельченного сырья 5 10%-ным раствором щелочи, после омыления нейтральные вещества извлекают петролейным эфиром, а кислые вещества экстрагируют диэтиловым эфиром после удаления нейтральных компонентов и подкисления.