Способ очистки смеси душистых веществ Советский патент 1991 года по МПК C11B9/02 

(Л

с

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано в биотехнологии душистых веществ. Цель изобретения - улучшение парфюмерного качества целевого продукта, Смесь душистых веществ обрабатывают водным раствором, содержащим 2-8% щелочи и 0,2-0,5% перекиси водорода, при перемешивании в течение 10-20 мин и соотношении 1:(0,5-1,0). Затем полученную смесь отсеивают, отделяют душистые вещества, промывают их дистиллированной водой и подвергают гидродистилляции. При этом дистиллят отгоняют в количестве 60- 110% от массы душистых веществ. 2 табл.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно, к биотехнологическим способам получения душистых веществ.

Цель изобретения - повышение парфюмерных качеств целевого продукта.

Сущность способа заключается в следующем.

Смесь душистых веществ с другими продуктами жизнедеятельности микроорганизмов (высокомолекулярные спирты, альдегиды, кислоты, амины и др.), выделенная из культуральной жидкости известными методами (экстракцией, дистилляцией и сорбцией), с целью удаления кислот, перекисей, осмелившихся темноокрашенных веществ, аминов, обрабатывается водным раствором, содержащим 2-8% щелочи (преимущественно 2,5-5,0%) и 0,2-0,5% перекиси водорода при интенсивном перемешивании в течение 10-20 мин и соотношении душистых веществ - водного раствора реагента 1:(0,5-1,0). Затем из полученной смеси отстаиванием отделяют душистые вещества, промывают их дистиллированной водой и подвергают дистилляции. Дистилляцию проводят водным паром, которую осуществляют до или после обработки водным раствором химического реагента. При этом дистиллят, содержащий в основном сивушные компоненты, отгоняют в количестве 60- 110% от массы масла (душистые вещества). Очищенное таким образом масло отделяют от водного слоя кубового остатка, сушат известными методами от растворенной воды и получают товарный продукт.

Введение в водный раствор реагента - перекиси водорода, обладающей как окислительными, так и восстановительными свойствами, позволяет удалить ряд сопутствующих веществ -кетокислоты, ароматичеО

ел о

Јь

о ю

ские альдегиды), ухудшающих парфюные качества целевого продукта. Например:

О

II R-C-C

.0

он - кетокислота

Н-С 4-Н ХН

+Нг02 - Rс+ согЧ

он

г°г-Н-С

С

4 ОН

ароматический альдегид и далее в щелочной среде кислоты дают соли, которые хорошо растворимы в воде и легко выводятся таким образом из масла.

Амины, обуславливающие рыбную ноту, удаляются перекисью водорода путем образования гидроксиламинов или N-оксидов

RNH2 + Н202 - R - NH20 + H20

R3N + H202 + Н20, которые в щелочной среде образуют комп- лексные соединения, хорошо растворимые в воде и поэтому выводимые из масла.

Использование перекиси водорода в Составе реагента способствует осветлению смеси душистых веществ, улучшению их за- rtaxa и стабилизации перекисей.

Щелочная среда (реагента) не только способствует нейтрализации имеющихся в масле кислот, но и способствует удалению из него веществ, образованных в ходе реакции с перекисью водорода. Следовательно, Комплексный реагент - щелочь - Н202 способен очищать масла микробного синтеза От резкокислого. запаха с рыбной нотой. Кроме того, реагент является нетоксичным и экологически более чистым, чем ранее предложенные. При этом он не ухудшает Товарные качества масла (цвет, содержание терпеновых спиртов).

Использование данного реагента для улучшения качества растительных эфирных масел также обеспечивает улучшение их качеств, однако при этом не реализуются все его возможности, так как в растительных маслах отсутствуют компоненты, свойственные микробным маслам.

Удаление сивушных спиртов, обуславливающих резкоудушливый запах масла, Обеспечивается паровой дистилляцией. Удаление их химическими методами не представляется возможным, так как при этом реагируют и разрушаются душистые вещества.

Удаление сивушных спиртов дистилляцией основано на том, что компоненты, входящие в состав душистых веществ образую азеотропную смесь с водой, которая кипит при более низкой температуре, чем чистый спирт, и поэтому более легко и быстро отгоняется из смеси с другими веществами. При этом душистые вещества практически не отгоняются.

Минимальный технологический параметр процесса отбора 60% дистиллята от массы масла-сырца позволяет снизить содержание сивушных спиртов в масле с 10 до 2,2%, при которой масло уже имеет высокую парфюмерную оценку и может исполь0 зеваться для отдушек. Максимальный параметр 110% позволяет масла с содержанием сивушных спиртов 33% приводить к хорошим парфюмерным показателям, при этом получая дополнительный продукт 5 фракцию сивушных спиртов для растворителей масел, жиров, красок и др.

Последовательность операций - обработка реагентом и дистилляция в данном способе не имеет значения и дзет одинзко0 вый положительный эффект. В предлагаемом способе дистилляция используется для удаления из масла балластных веществ, более легко летучих (сивушные спирты), чем душистые компоненты. При этом целевой

5 продукт - душистые вещества остаются в дистилляционном аппарате. В процессе дистилляции кислоты, амины, перекиси и др. не перегоняются с водяным паром. Для их удаления вводится стадия обработки масла

0 реагентом. Очередность применения этих двух стадий может быть различна, так как не влияет на качественные показатели цепево- го продукта.

П ри, мер 1.10П г масла-сырца, получен5 ного при культивировании мицелиального грмба Erernothecium ashbyli - продуцента рибофлавина и душистых веществ с запахом розового направления и имеющего следующие показатели: кисло i ное число 27,8 к.ч.мг

0 КОН/г; сивушные спирты 8.2%; монотерпе- новые спирты 22,6%; фенилэтанол 538%; карбонильные соединения 11,8% и др. 3,6%; парфюмерная оценка 3,5 балла, обрабатывают при перемешивании водным рас5 твором, содержащим 2% КОН и 0,2% Н202 в течение 10 мин в соотношении 1:1.

После отслаивания через 3 мин эфирное масло отделяют от водного раствора и промывают дистиллированной водой в соотно0 шенми 1:1. Затем масло отделяют от водного слоя и переносят в дисгилляцион- ный аппарат, который подогревают горячей водой до 90-95°С. Через масло пропускают водяной пар. Пары воды и отгоняемых си5 вушных спиртов конденсируются в теплообменнике и поступают в сборник. Дистилляцию прекращают при получении сконденсированного дистиллята (вода и си- зушные спирты) в количестве 60 г. Очищенное масло сушат над безводным

сульфатом натрия и получают 83,7 г товарного продукта со следующими показателями: к.ч. 4,2; сивушные спирты 1,1%; монотерпеновые спирты 24,6%; фенолзта- нол 61,5%; карбонильные соединения 10,9% и др. 1,9%. Парфюмерная оценка 4,6 балла.

Л р и м е р 2. 680 г масла-сырца, получен- ного при культивировании гриба Eremotheclum ashbyil, характеризующегося показателями: к.ч. 92,8; сивушные спирты 30,6%; монотерпеновые спирты 13,0%; фе- нилэтанол 36,4%, карбонильные соединения 8,6% и др. 11,4%; парфюмерная оценка 2 балла, подвергают дистилляции. Дистилляцию прекраа ают при получении дистиллята 750 г, Затем обрабатывают при перемешивании водным раствором, содержащим NaCH и 0,5% Н202 в течение 20 мин в соотношении 1:1. К очищенному маслу для обезвоживания добавляют 96% этанол в количестве 10% и под вакуумом при 65°С отгоняют этанол с водой. Получают 309,4 г эфирного масла товарного вида с показателями: к.ч. 0,3; сивушные спирты 2,9%; монотерпеновые спирты 22,8%; фенилэтанол 60.2%; карбонильные соединения 8,1% и др. 6,0%, парфюмерная оценка 4,3 балла.

Примерз. 25 г масла-сырца гриба А. gossipli, имеющего следующие показатели: к.ч.23,0;си.вушинь е компоненты 10,3%; мо- г-.отерленовые спирты 34,2%; фенилэтанол 46,5% и др. 9,0%, парфюмерная оценка 3,5 балла обрабатывают при перемешивании с водным раствором, содержащим 5% NaOH и 0,4% На02 в течение 15 мин при соотношении 1:0,5, После отслаивания масло отде- ляют от водного раствора, промывают водой в соотношении 1:1, затем масло отделяют, пропускают через него водяной пар до получения 40 г дистиллята. Очищенное масло сушат над безводным сульфатом натрия и получают 20,6 г товарного продукта с показателями: к.ч, 0,8; сивушн:. е спирты 1,2%; монотерпеновые спирты 41,2%; фенилэтанол 53,4% и др. 4,2%, парфюмерная оценка 4,5 балла.

В таблице представлены результаты сравнения известного способа и данного способов очистки эфирного масла микробного происхождения. Приведенные данные свидетельствуют о том, что химические показатели, парфюмерное качество и потребительские свойства целевого продукта, полученного по предлагаемому способу, значительно выше, чем по известному. Известный способ позволяет устранить резко пахнущие кислоты и сивушные спирты, ведет к снижению содержания терленовых спиртов, усиливает окраску продукта, в результате чего делает невозможным его ис:- пользование как композиционного материала в ароматических отдушках.

Оптимальными параметрами способа,

обеспечивающими получение душистых веществ для отдушек изделий бытовой химии и парфюмерии из сильно загрязненных масел микробного синтеза, являются 2-8%

0 щелочи и 0,2-5% перекиси водорода, количество дистиллята 60-110% от массы масла (табл. 2). Уменьшение количества щелочи не устраняет избыточную кислотность масла, что ухудшает его парфюмерные свойства.

5 Приготовление растворов щелочи с концентрациями более 8% нецелесообразно, так как они уже не способствуют улучшению запаха масла. Данная предельная концентрация щелочи дзет возможность нейтрали0 зовать образцы масел с кислотным числом более 100 ед (примерно соответствует 18- 20% содержанию кислоты в масле), получение которых не представляется реальным в биотехнологическом производстве.

5Введение в щелочной раствор перекиси

водорода менее 0,2% не позволяет устранить плохо пахнущие соединения, которые образуются в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, Наличие этих компонен0 тов отрицательно влияет на органолептиче- ские свойства масел. Увеличение концентрации более 0,5% не целесообразно, так как не увеличивает положительный эффект обработки.

5Количество дистиллята менее 60% не

позволяет удалить сивушные спирты ниже минимального их уровня, что значительно ухудшает парфюмерное качество масла. Увеличение количества дистиллята более

0 110% не способствует улучшению качества масла, а ведет к дистилляции уже и душистых веществ, за счет чего снижается выход товарного продукта.

Обработка сложных смесей органиче5 ских веществ, содержащих душистые вещества, образующихся в результате жизнедеятельности многих микроорганизмов водным раствором, содержащим 2-8% щелочи и 0,2-0,5% Й202 и дистилляцией водяным паром позволяет выделять комплекс

0 душистых веществ, таких как терпеновые спирты и альдегиды, ароматические спирты, с высоким парфюмерным качеством и одновременно осветлять целевой продукт, ликвидировать при этом токсичные вещества.

5Формула изобретения

Способ очистки смеси душистых веществ, преимущественно полученных путем микробного синтеза, включающий обработку i:x при перемешивании водным раствором химического реагента, содержащим

щелочь и окислитель, отстаивание, отделение душистых веществ, промывание их дистиллированной водой и гидродистилляцию, отличающийся тем, что, с целью

растворе составляют соответственно 2,0...8,0 и 0,2...0,5%, обработку ведут в течение 10-20 мин при соотношении душистых веществ - водного раствора химического

повышения парфюмерных качеств целевого 5 реагента 1:(0,5-1), в процессе гидродистилгтродукта, в качестве окислителя используют перекись водорода, при этом содержание щелочи и перекиси водорода в водном

Показатель

Известный ( обработка раствором 0,5 % NaOH и 0,02% КМпОО

Желтый

Сильный, неприятный,

знак сивушных спиртов

Кислотное число, мг КОН/Г

Сивушные спирты,%

Терпеновые спирты.%

Фекилэтанол,%

Карбонильные соединнияя,%

Парфюмерная оценка, балл

Количество щелочи, X

Параметр процесса

I. Количество перекиси

±водородя, Z 0,2 | 0,2 ро.

5,0 4,2 0,5 0,4 0,3 0,3 4,2 8,2 6,76,7 6,7

22,6 23,823,8 23,8

53,8 55,755,8 55,8 55,7

12,2 12,612,6 12,6

3,7 3,9 4,0 4,0 4,1 4,1 3,9

6,6 6,5 6,2

«,2 6,2

24,1 24,3 56,0 56,3

24,6 56,6

К,4

24,6 56,6

11,4 4,0

растворе составляют соответственно 2,0...8,0 и 0,2...0,5%, обработку ведут в течение 10-20 мин при соотношении душистых веществ - водного раствора химического

ляции дистиллят удаляют в количестве 60- 110% от массы душистых веществ с получением целевого продукта в остатке.

Таблица 1

Способ переработки

Предлагаемый (обработка 3% NaOH и 0,5% Нг02 с дистилляцией)

риСветло-желтыйПриближается к запаху натурального розового масла с ярко выраженными гераниола и фенилэтанола

0,5

1,1 25,6 62,4

10,9

4,7

Т а с л и ц

Количество дистиллята, X

С60 I 60 80 I 110 Т ,ПО

,6 6,5 6,2

«,2 4,1 6,2 /2,2

4,0 2,2

3,9 1,

3,8 1,0

,1 24,3 ,0 56,3

24,6 56,6

К,4

24,6 56,6

24,1 25,6 56,0 58,5

11,4 12,1 4,0 С4,0

12,5 4,5

26,0 26,1 59,0 59,3

12,4 12,3 4,6 4,7

3,7 1,0

Умень- вение

душистыхвеществ

4.7