专利名称：从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法
技术领域：
本发明涉及从鳄梨中制得富含呋喃类脂的不皂化物的方法。
鳄梨已知含有呋喃类型的特定类脂，其主要成分是亚油酸呋喃 因此，按照本发明，用语“获自鳄梨的呋喃类脂”是指下式对应的成分 其中，R是饱和的或含一个或多个乙烯型或炔属不饱和部分的C11-C19，优选C13-C17的直链烃链。
这些获自鳄梨的呋喃类脂已经尤其在Farines，M.等，1995，J.of Am.Oil Chem.Soc.72，473中有所描述。
不皂化物是在碱持续作用后仍然不溶于水而且可用有机溶剂提取的脂肪物质的(fraction)。植物油的大多数不皂化物中主要含有五大类物质饱和或不饱和烃、脂肪醇或萜烯醇、固醇、生育酚、类叶红素色素和叶黄素。
专利FR 91 08301描述了从鳄梨中制得不皂化物的方法，它以一种鳄梨油为起始原料，该鳄梨油富含一种称作馏分H的馏分，该馏分实际上相当于上述呋喃类脂。这种富含呋喃类脂(其含量为30至60％)的不皂化物的制备主要取决于预先切成薄片的新鲜果实在80至120℃的受控加热，加热持续时间优选为24至48小时。在此方法中，可以在热处理之前将果实脱水，但是优选热处理与果实的干燥同时进行。该热处理在提取后可以制成富含呋喃类脂的鳄梨油。最后，使用该鳄梨油，按照标准的皂化法获得不皂化馏分，以液-液萃取步骤结束。
这种方法的第一个缺陷是需要加热至相对较高的温度(至少等于80℃)和相对较长的时间(1至2天)，在这些情况下富含类脂的果实薄片很容易氧化。此外，这种热处理会在以植物为原料的食物中产生本领域技术人员公知的二次降解反应，例如美拉德反应，这会导致产品产生有害的褐变，并出现通常令人讨厌的味道和气味。
此外，这种热处理，在空气中进行而没有预先设置惰性气氛，可能伴随着显著的化学变化，尤其是在存在类脂之类的热敏性基质(例如不饱和脂肪酸)及其不皂化馏分(例如维生素E)的情况下。因此，热处理法会促成基质的热氧化、作为过氧化物成因的自由基反应，以及作为重质产品成因的分子内或分子间缩合反应。
实际上，这些无控次级过程的结合会严重损害被处理的产品的感官性能，并造成它们物理化学性质的显著改变。最后，这种产品可能会造成目标产品(在这种情况下是呋喃类脂)产率的急剧降低，并因此对该方法的整体经济可行性有害。
考虑到获自鳄梨的富含呋喃类脂的不皂化物由于其对结缔组织，尤其在骨关节炎、牙周炎和硬皮病之类的炎症病理方面的有益和治疗作用及其高成本而产生的治疗价值，以尽可能高的产率由鳄梨油中制备富含呋喃类脂而且含极少氧化和缩合化合物的不皂化馏分具有非常重要的意义。
申请人已经开发出一种以高产率从鳄梨中制得富含呋喃类脂，即呋喃类脂的含量为50％至80％，且重质产品和过氧化物含量较低的不皂化物的方法。
该方法包括下列连续步骤(1)新鲜鳄梨或经过预先转化(preliminary transformation)的鳄梨在-50℃至75℃进行的的受控脱水步骤，(2)从脱水果实中提取油的步骤，(3)下述任一步骤-a.在80至150℃的温度下对提取的油进行热处理，该步骤任选在惰性气氛下进行，然后浓缩油中的不皂化馏分，或者-b.浓缩油中的不皂化馏分，然后在80至150℃的温度下进行热处理，后一步骤任选在惰性气氛下进行，然后(4)皂化并萃取不皂化物的步骤。
用语“经过预先转化的鳄梨”是指新鲜鳄梨油的提取过程中产生的联产物(co-product)，尤其是“离心法”生成的联产物。因此，根据“经过预先转化的鳄梨”，尤其可以提及i)压榨果肉制得的鳄梨乳状液5(半液体果泥)，或ii)经离心法部分脱油的果肉的清洗产物、通常位于离心机筛网出口处的副产物、或分离过程中制成的离心颗粒。
也可以提到用语“经过预先转化的鳄梨”项下的其它鳄梨来源。由此，鳄梨滤饼、果实(新鲜或干燥的)的冷压过程或使用有机溶剂从新鲜或干燥果实中液-固萃取鳄梨油的过程中产生的副产物也可以以此形式构成另一种可用于本发明的原材料。
最后，尽管油分很少，鳄梨核也可能构成一种类脂源，并可用于本发明。
在该方法步骤(1)中进行的术语“脱水”，更通常是指本领域技术人员已知的能从化合物中去除水的所有技术。在这些技术中，可能提及的为在热空气流下或在受控气氛(例如氮气)下、在大气压力或真空下、以一层厚层或薄层形式干燥，还有微波干燥、喷雾干燥、冷冻干燥、以溶解态(直接渗透)或以固相(例如在渗透袋中干燥)的渗透脱水。在本发明方法的情境中，由于工业操作的简易性和成本，优选在通风干燥器中以薄层形式并在热空气流下以70至75℃干燥8至36小时。
提取步骤(2)可以通过本领域技术人员已知的任何方式进行，优选通过简单的冷压法或利用溶剂在低温下进行。
按照本发明的方法，在步骤(3)a.或b.中进行的热处理步骤可以在存在或不存在酸催化剂的条件下进行。术语“酸催化剂”广义上是指均质矿物和有机催化剂，例如盐酸、硫酸、乙酸或对甲苯磺酸，还包括而且优选为多相固体催化剂，例如硅石、氧化铝，硅石-氧化铝、氧化锆、沸石和酸性树脂。特别是选择具有大比表面积，即至少等于200平方米/克的酸性氧化铝。优选用酸性氧化铝型催化剂进行本发明的方法。
有利地，在连续氮气流下进行热处理。
优选地，热处理的温度为80至130℃。
步骤(3)a.或(3)b.中的浓缩步骤可以是冷结晶或分子蒸馏。
分子蒸馏可以在180至260℃下进行，同时压力保持在10-3至10-2mmHg之间。
不皂化物的分子蒸馏步骤优选使用选自离心式分子蒸馏设备或刮板式-薄膜型分子设备的设备进行。
离心式分子蒸馏设备是本领域技术人员已知的。例如，专利申请EP 493 144描述了该类型的分子蒸馏设备。一般来说，将待蒸馏的产物在高速旋转的锥形转子的已加热表面(热表面)上铺成薄层。将蒸馏室置于真空下。在这些条件下，不皂化物组分从热表面上蒸发而非沸腾，优点在于油和不皂化物(这些产物是出名的易碎)在蒸发过程中不会降解。
同样是本领域技术人员已知的刮板式-薄膜型分子蒸馏设备包括配有旋转刮刀的蒸馏室，使得待蒸馏的产物连续铺在蒸发表面(热表面)上。利用置于蒸馏室中心的指形冷冻器冷凝产物蒸气。外部给料和真空系统与离心蒸馏设备(给料泵、叶片真空泵和油扩散泵等)非常相似。通过重力流变将残余物和馏出物回收到玻璃烧瓶中。
油或油提取物的皂化步骤(4)可以在氢氧化钾或氢氧化钠(在醇介质，优选乙醇介质中)存在的情况下进行，随后进行一次或多次萃取。特别适用的是用合适的有机溶剂为分离脂肪酸皂和不皂化化合物而进行的萃取(液-液萃取)。合适的有机溶剂可选自烷、卤代烷、芳族溶剂、醚(例如甲基叔丁醚(MTBE)和乙醚)，或任何其它与水-醇溶液不混溶的合适溶剂。
优选选用卤代烷，特别是1，2-二氯乙烷。
获得的萃取溶液随后优选进行离心、过滤，然后用水洗涤以去除残余的痕量碱度。最后，将萃取溶剂彻底蒸发以回收不皂化物。毋需多言，也可以包括本领域技术人员已知的其它操作，例如除臭步骤。
下列非限制性实施例对本发明进行举例说明。
以同一批新鲜鳄梨为起始原料，其净重为1000千克，为产自南非的Fuerte类，再准备6批，每批50千克。
实施例1/剧烈热处理果实的方法使用圆盘切片机将50千克含果核在内的新鲜鳄梨切成2至5毫米厚的薄片。干燥设备是带有热空气流的温度调节炉。将鳄梨片在分层(staged)托盘上铺成4至5厘米厚。干燥温度设为85℃，持续时间为48小时。干燥后将果实研碎，然后进行冷压。该操作在一个小型实验室Komet压力机上进行。提取的油随后经Büchner漏斗过滤，然后储存在氮气下以避免光照和受潮。
然后将制得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸馏设备中以230℃并在10-3mmHg的真空下蒸馏。此操作中馏出物的产率为9.2％。
在一个配有机械搅拌器并装有冷凝器的玻璃反应器中，在存在175克50％氢氧化钾和875克乙醇的情况下，将制得的馏出物回流皂化4小时。反应结束后，将混合物冷却至30℃，然后加入软化水稀释。然后使用分液漏斗用1，2-二氯乙烷萃取制得的水-醇溶液(AAS)。
然后合并有机相并经无水硫酸钠干燥。最后在蒸发掉溶剂并在真空下干燥后，回收溶解的不皂化馏分。该步骤在旋转式蒸发器中在1mmHg的真空下以70℃进行2小时。由此回收到126克获自鳄梨的不皂化馏分，随后储存在氮气下，等待分析。
该馏分的物理化学和色谱分析得到下列结果-过氧化值87.2meq O2/千克-皂化值12.3毫克KOH/克-焚化残渣0.3％-呋喃类脂含量49.2％-脂肪醇含量14.7-重质化合物22.3％实施例2/剧烈热处理油的方法使用圆盘切片机将50千克含果核在内的新鲜鳄梨切成2至5毫米厚的薄片。干燥设备是带有热空气流的温度调节炉。将鳄梨片在分层托盘上铺成4至5厘米厚。干燥温度设为70℃，持续时间为48小时。干燥后将果实研碎，然后进行冷压。该操作在一个小型实验室Komet压力机上进行。提取的油随后经Büchner漏斗过滤，然后储存在氮气下以避免光照和受潮。
然后在配有机械搅拌器的玻璃反应器中在连续氮气流下将油在85℃加热48小时。
然后将制得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸馏设备中以230℃并在10-3mmHg的真空下蒸馏。此操作中馏出物的产率为9.4％。
在一个配有机械搅拌器并装有冷凝器的玻璃反应器中，在存在175克50％氢氧化钾和875克乙醇的情况下，将制得的350克馏出物回流皂化4小时。反应结束后，将混合物冷却至30℃，然后加入软化水稀释。然后使用分液漏斗用1，2-二氯乙烷萃取制得的水-醇溶液(AAS)。
然后合并有机相并经无水硫酸钠干燥。最后在蒸发掉溶剂并在真空下干燥后，回收溶解的不皂化馏分。该步骤在旋转式蒸发器中在1mmHg的真空下在70℃进行2小时。由此回收到141克获自鳄梨的不皂化馏分，随后储存在氮气下，等待分析。
该馏分的物理化学和色谱分析得到下列结果-过氧化值23.2meq O2/千克-皂化值11.3毫克KOH/克-焚化残渣0.2％-呋喃类脂含量57.6％-脂肪醇含量13.7-重质化合物14.3％实施例3/剧烈热处理馏出物的方法使用圆盘切片机将50千克含果核在内的新鲜鳄梨切成2至5毫米厚的薄片。干燥设备是带有热空气流的温度调节炉。将鳄梨片在分层托盘上铺成4至5厘米厚。干燥温度设为70℃，持续时间为48小时。干燥后将果实研碎，然后进行冷压。该操作在一个小型实验室Komet压力机上进行。提取的油随后经Büchner漏斗过滤，然后储存在氮气下以避免光照和受潮。
然后将制得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸馏设备中以230℃并在10-3mmHg的真空下蒸馏。此操作中馏出物的产率为9.9％。
然后在配有机械搅拌器的玻璃反应器中在连续氮气流下将馏出物在85℃加热48小时。
在一个配有机械搅拌器并装有冷凝器的玻璃反应器中，在存在175克50％氢氧化钾和875克乙醇的情况下，将制得的油回流皂化4小时。反应结束后，将混合物冷却至30℃，然后加入软化水稀释。然后使用分液漏斗用1，2-二氯乙烷萃取制得的水-醇溶液(AAS)。
然后合并有机相并经无水硫酸钠干燥。最后在蒸发掉溶剂并在真空下干燥后，回收溶解的不皂化馏分。该步骤在旋转式蒸发器中在1mmHg的真空下以70℃进行2小时。由此回收到163克获自鳄梨的不皂化馏分，随后储存在氮气下，等待分析。
该馏分的物理化学和色谱分析得到下列结果-过氧化值26.3meq O2/千克-皂化值10.7毫克KOH/克-焚化残渣0.3％-呋喃类脂含量62.2％-脂肪醇含量14.1-重质化合物13.2％中间结论表1从鳄梨中制得不皂化馏分的各种方法比较/热处理性质的影响
(1)与选作参照方法的实施例1相比的增益(2)获得的不皂化馏分的呋喃类脂含量-剧烈加热果实的标准方法(实施例1)得到高度氧化的产物(Ip＝87.2meq O2/千克)并具有相当高的重质化合物含量(22.3％)，这些化合物产自该方法的温度和长时间持续激活的化学缩合过程。
-在惰性气体下进行的剧烈加热油的方法得到明显的产率增益(与加热果实的参照方法相比为+12％)。它还产生了氧化程度较低(过氧化值＜30)且重质化合物含量较低(大约14％对前者的22％)而相反地，呋喃类脂含量较高(57％对49％)的产物。
-加热馏出物本身的方法得到更好的产率(+29％)和最终的不皂化物中很高的呋喃类脂含量(62％)。从而极大提高了呋喃类脂的总产率。
实施例4/在存在催化剂的条件下剧烈热处理馏出物的方法使用圆盘切片机将50千克含果核在内的新鲜鳄梨切成2至5毫米厚的薄片。干燥设备是带有热空气流的温度调节炉。将鳄梨片在分层托盘上铺成4至5厘米厚。干燥温度设为70℃，持续时间为48小时。干燥后将果实研碎，然后进行冷压。该操作在一个小型实验室Komet压力机上进行。提取的油随后经Büchner漏斗过滤，然后储存在氮气下以避免光照和受潮。
然后将制得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸馏设备中以230℃并在10-3mmHg的真空下蒸馏。此操作中馏出物的产率为9.9％。
然后在配有机械搅拌器的玻璃反应器中，在连续氮气流下，在存在5％酸性氧化铝(催化剂)的条件下将馏出物在85℃加热2小时。
将热处理过的馏出物过滤，并在一个配有机械搅拌器并装有冷凝器的玻璃反应器中，在存在175克50％氢氧化钾和875克乙醇的情况下回流皂化4小时。反应结束后，将混合物冷却至30℃，然后加入软化水稀释。然后使用分液漏斗用1，2-二氯乙烷萃取制得的水-醇溶液(AAS)。
然后合并有机相并经无水硫酸钠干燥。最后在蒸发掉溶剂并在真空下干燥后，回收溶解的不皂化馏分。该步骤在旋转式蒸发器中在1mmHg的真空下以70℃进行2小时。由此回收到126克获自鳄梨的不皂化馏分，随后储存在氮气下，等待分析。
该馏分的物理化学和色谱分析得到下列结果-过氧化值23.3meq O2/千克-皂化值11.3毫克KOH/克-焚化残渣0.2％-呋喃类脂含量71.5％-脂肪醇含量13.9-重质化合物5.2％实施例5/在不存在催化剂的条件下剧烈热处理馏出物的方法使用圆盘切片机将50千克含果核在内的新鲜鳄梨切成2至5毫米厚的薄片。干燥设备是带有热空气流的温度调节炉。将鳄梨片在分层托盘上铺成4至5厘米厚。干燥温度设为70℃，持续时间为48小时。干燥后将果实研碎，然后进行冷压。该操作在一个小型实验室Komet压力机上进行。提取的油随后经Büchner漏斗过滤，然后储存在氮气下以避免光照和受潮。
然后将制得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸馏设备中以230℃并在10-3mmHg的真空下蒸馏。此操作中馏出物的产率为9.9％。
然后在配有机械搅拌器的玻璃反应器中在连续氮气流下将馏出物在85℃加热2小时。
在一个配有机械搅拌器并装有冷凝器的玻璃反应器中，在存在175克50％氢氧化钾和875克乙醇的情况下，将热处理过的馏出物回流皂化4小时。反应结束后，将混合物冷却至30℃，然后加入软化水稀释。然后使用分液漏斗用1，2-二氯乙烷萃取制得的水-醇溶液(AAS)。
然后合并有机相并经无水硫酸钠干燥。最后在蒸发掉溶剂并在真空下干燥后，回收溶解的不皂化馏分。该步骤在旋转式蒸发器中在1mmHg的真空下以70℃进行2小时。由此回收到17克获自鳄梨的不皂化馏分，随后储存在氮气下，等待分析。
该馏分的物理化学和色谱分析得到下列结果-过氧化值21.2meq O2/千克-皂化值10.1毫克KOH/克-焚化残渣0.1％-呋喃类脂含量70.1％-脂肪醇含量14.2％-重质化合物3.2％结论氧化铝催化剂的加入极大地提高了转化速率，因为在加热处理2小时后，得到126克不皂化物，而在不存在氧化铝的情况下仅获得17克。
反例/不对果实或其浓缩油进行剧烈热处理的方法使用圆盘切片机将50千克含果核在内的新鲜鳄梨切成2至5毫米厚的薄片。干燥设备是带有热空气流的温度调节炉。将鳄梨片在分层托盘上铺成4至5厘米厚。干燥温度设为65℃，持续时间为72小时。干燥后将果实研碎，然后进行冷压。该操作在一个小型实验室Komet压力机上进行。提取的油随后经Büchner漏斗过滤，然后储存在氮气下以避免光照和受潮。
然后将制得的油在Leybold KDL 4刮板式-薄膜分子蒸馏设备中以230℃并在10-3mmHg的真空下蒸馏。此操作中馏出物的产率为9.1％。
在一个配有机械搅拌器并装有冷凝器的玻璃反应器中，在存在175克50％氢氧化钾和875克乙醇的情况下，将制得的馏出物回流皂化4小时。反应结束后，将混合物冷却至30℃，然后加入软化水稀释。然后使用分液漏斗用1，2-二氯乙烷萃取制得的水-醇溶液(AAS)。
然后合并有机相并经无水硫酸钠干燥。最后在真空下低温蒸发掉溶剂后，回收溶解的不皂化馏分。该步骤在旋转式蒸发器中在1mmHg的真空下以70℃进行2小时。由此回收到105克获自鳄梨的不皂化馏分，随后储存在氮气下，等待分析。
该馏分的物理化学和色谱分析得到下列结果-过氧化值5.1meq O2/千克-皂化值11.3毫克KOH/克-焚化残渣0.4％-呋喃类脂含量5.2％-脂肪醇含量13.7-重质化合物31.2％结论在没有对果实或由未加热的果实制成的油进行剧烈加热步骤的情况下，获自鳄梨的不皂化馏分中呋喃类脂的含量相当低(完全低于10％)。
权利要求
1.从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于包括下列连续步骤(1)新鲜鳄梨或经过预先转化的鳄梨在-50℃至75℃进行的的受控脱水步骤，(2)从脱水果实中提取油的步骤，(3)下述任一步骤-a.在80至150℃的温度下对提取的油进行热处理，然后浓缩油中的不皂化馏分，或者-b.浓缩油中的不皂化馏分，然后在80至150℃的温度下进行热处理，然后(4)皂化并萃取不皂化物的步骤。
2.根据权利要求1所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于步骤(3)a.或(3)b.中的热处理是在催化剂存在的条件下进行的。
3.根据权利要求2所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于催化剂是一种选自盐酸、硫酸、乙酸或对甲苯磺酸的均质矿物或有机催化剂型的酸催化剂，或一种选自硅石、氧化铝，硅石-氧化铝、氧化锆、沸石或酸性树脂的多相固体催化剂。
4.根据权利要求3所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于催化剂是酸性氧化铝型，其比表面积至少等于200平方米/克。
5.根据权利要求1至4任一所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于步骤(1)中的“脱水”选自在热空气流下或在受控气氛下干燥、在大气压力或真空下干燥、以一层厚层或薄层形式干燥、微波干燥、喷雾干燥、冷冻干燥、以溶解态或以固相渗透脱水。
6.根据权利要求5所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于步骤(1)中的脱水包括在通风干燥器中以薄层形式并在热空气流下以70至75℃干燥8至36小时。
7.根据权利要求1至6任一所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于步骤(2)中的提取是通过简单的冷压或利用溶剂在低温下进行。
8.根据权利要求1至7任一所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于步骤(3)a.或(3)b.中的浓缩步骤是冷结晶或分子蒸馏。
9.根据权利要求8所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于浓缩步骤是在180至260℃下、同时压力保持在10-3至10-2mmHg之间进行。
10.根据权利要求1至9任一所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于分子蒸馏步骤是在选自离心式分子蒸馏设备或刮板式-薄膜型分子设备的设备中进行的。
11.根据权利要求1至10任一所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于油或油提取物的皂化步骤(4)是在以醇为介质的氢氧化钾或氢氧化钠存在的情况下进行，随后进行一次或多次萃取。
12.根据权利要求11所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于通过用选自烷、卤代烷、芳族溶剂或醚的有机溶剂进行液-液萃取来进行萃取。
13.根据权利要求10所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于萃取用的有机溶剂是1，2-二氯乙烷。
14.根据权利要求1至13任一所述的从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，其特征在于它之后是一个除臭步骤。
全文摘要
本发明涉及从鳄梨中制备富含呋喃类脂的不皂化物的方法，包括下列连续步骤(1)新鲜鳄梨或预转化(pre－transformed)鳄梨的受控脱水；(2)从脱水果实中提取油；(3)热处理由此提取出的油并浓缩其中的不皂化馏分，或者这两个操作可以以所述顺序或反向进行，和最后的(4)皂化和不皂化物的萃取。
文档编号C07DGK1678202SQ03820656
公开日2005年10月5日 申请日期2003年7月28日 优先权日2002年7月29日
发明者A·皮奇里利, J·勒格朗 申请人:科学发展实验室