专利名称：：利用超临界流体从羊毛中提取内部脂质的方法
技术领域：
：本发明涉及一种利用超临界条件的流体从羊毛中提取(萃取，extract)内部羊毛脂质的方法。
背景技术：
：羊毛是一种从绵羊获得的天然纤维并且主要由蛋白质成分和少量脂质成分构成。角蛋白构成了总纤维的80%，其特征是含有大量胱氨酸。羊毛的物理和化学性质由这种氨基酸的存在以及由所述蛋白质组成的侧链的特性和分子量决定。尽管发现只占少量比例，^f旦是羊毛的脂质成分看起来在羊毛纤维的许多物理和化学性质中起到重要作用。才艮才居它们在该纤维中的位置，可以将它们分成外部脂质(externallipids)和内部脂质(internallipids)。外部脂质存在于羊毛纤维的表面上，并且是由动物皮肤分泌的。除了其它杂质之外，这些外部脂质由可皂化脂肪、不可皂化物质和痕量的游离无才几酸构成。羊毛脂是^皮纯化以后从羊毛中获得的蜡，其用于防水和皮月夫处理。本领域现有技术已经描述了用于提取(萃取，extract)羊毛脂的各种方法。在这些方法之中，有人引述使用超临界条件下的流体的那些方法，例如在西班牙专利申i青ES-A-2186485和ES-A-2161611、专利申i青PCTWO-A-02/100990-A1和文章Alzaga"a/"Anal.Chim.Acta,1999，381,39-48;Eychenne"a/,，J.Supercrit.Fluids,2001，21，23-31;Dominguezda/"Anal.Chim.Acta,2003，477:233-242;Dominguez"a/"J.Am.Oil.Chem.Soc.,2003，80(7),717-724;DominguezWa/.，Proceedingsofthe10thInternationalWoolTextileResearchConference,2000,Aachen和DominguezWa/.，Proceedingsofthe11thInternationalWoolResearchConference,2005，Leeds中描述的那些方法。与此同时，内部脂质能够在羊毛纤维的内部结构中找到，其中它被称为细胞膜复合物，相对于纤维总重量，比例在1.2%至1.5%变化。已经进行了详尽的分析并且已经鉴定出游离脂肪酸、胆固醇、神经酰胺和胆固醇硫酸酯是内部脂质的主要成分。内部羊毛脂质最有<介值的成分之一是神经酰胺，因为正如西班牙专利申请ES-A-2157807中所述的，它们形成人体皮力夫脂质屏障的基本部分，起到保护人体皮肤免受环境侵害并且维持其良好保养所需的平衡水合的作用。在本领域现有4支术中，已经采用了不同的方法来提取内部羊毛脂质。总的说来，采用二氧化碳的超临界提取技术提供的提取物中神经酰胺的含量稍孩i高于采用使用溶剂混合物的传统提取技术；然而，这种提取的效果证实是较低的。以上已经提及的专利申请ES-A-2157807描述了一种釆用超临界条件下的二氧化碳来提取内部羊毛脂质的方法。这种方法使用基本没有羊毛脂的羊毛作为源材料。所描述的拔:耳又方法在340个大气压(344bar)的压力和100°C的温度下以及以v/v表示10%的曱醇作为助溶剂的条件下实施。才是取的效果耳又决于所使用的羊毛的类型。在西班牙美利奴(Merino)羊毛的情况下，相对于所纟是耳又羊毛纤维的初始重量，获得了0.290%的内部脂质，而在新西兰美利奴羊毛的情况下，获得了0.355%的内部脂质。内部脂质的定量分4斤<吏4寻可以确定，相只于于所才是取羊毛的总重量，分别^是耳又出0.13%和0.11%的神经酰胺。文章Coderch"g/"J.Am.Oil.Chem.Soc.2002，79(12)，1215-1220中描述了利用二氧化碳在超临界条件下从基本无羊毛脂的羊毛中提取内部脂质的各种方法。在该文章中，利用两种类型的羊毛新西兰罗姆尼羊毛(R-NZ)和西班牙美利奴羊毛(M-ES),在不同条件下实施不同的试验。总提取脂质的结果，表示为相对于所提取羊毛纤维的重量的百分比，才既4舌在下表中<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>对高百分比的乙醇(20%)作为助溶剂获得了最高的提取效率。根据在所述出版物中呈现的数据，在编号7的试验中，提取物中含有33%的神经酰胺，这表示相对于所提取羊毛的总重量提取了0.29%的神经酰胺。在编号8的试-验中，提取物中含有23%的神经酰胺，这表示相对于所4是取羊毛的总重量4是取了0.13%的神经酰胺。重复编号7的试验，相对于羊毛的重量，仅获得0.476%的总脂质，这是一个比文章中所描述的值低得多的值，这表示相对于所提取羊毛的总重量提取了0.18%的神经酰胺。因此，仍需要能够更高效率地从羊毛中获得神经酰胺含量较高的内部脂质并且在超临界条件的流体下，使用较少量的助溶剂作为极性调节剂的提取方法。
发明内容本发明的目的是一种利用基本上没有羊毛脂的羊毛乂人羊毛纤维中获得内部脂质的方法。具体实施例方式本发明的目的是一种用于通过利用超临界条件下的流体以及选自甲醇和/或乙醇的极性调节剂从基本上没有羊毛脂的羊毛中提取而获得内部羊毛脂质的方法，其特征在于所述提取是在温度范围为40120。C、压力范围为120~33Obar,以及其中才及性调节剂以v/v表示的含量范围为3%15%的条件下实施的。内部羊毛脂质内部羊毛脂质发现于羊毛纤维内部结构中，在所谓的细胞膜复合物中，其比例相对于该纤维的总重量为约1.2%1.5%，这描述在出版物L.Coderch"a/"J.Am.Oil.Chem.Soc.1995,72，715-720中。下文中，获自羊毛的内部脂质利用缩写IWL(英文表达的"内部羊毛脂质")表示。IWL富含游离脂肪酸、胆固醇、胆固醇硫酸酯和神经酰胺，所有这些物质都是相对极性的脂质化合物。有关IWL在人体皮肤上应用的试验表明，所述提取物，尤其是在化学或机械侵蚀皮肤的条件下，具有降低经表皮的水分损失以及改善皮肤水合作用的显著能力，正如西班牙专利申请ES-A-2157807中描述的。因此，利用本发明的方法获得的IWL,能够以各种比例作为用于人体皮肤护理和治疗的药物和/或化妆品组合物的基本成分进行有益地配制。通过本发明方法获得的提取物利用薄层色谱法结合火焰离子化片企测(TLC-FID)—起进4亍分析，正如例如在出片反物L.CoderchWa/.,J.Plan.Chrom.,2000，13,119-122中所4苗述的。采用这种技术可以分离和定量简单脂质(游离脂肪酸、甘油一酸酯、甘油二酸酯、甘油三酸酯和甾醇)的混合物以及更复杂的脂质(神经酰胺、糖脂和;粦脂)的混合物。源产品本发明的方法采用基本上没有羊毛脂的羊毛作为源产品。这种羊毛能够来自各种品种和种类的羊，例如西班牙美利4又、俄罗斯美利奴、澳大利亚美利奴、南非美利奴、新西兰美利奴、新西兰罗姆尼等，并且经过一个通过利用洗涤剂冲洗或例如在美国专利US-A-3619116或西班牙专利申请A-2157807中描述的熟知技术去除表面脂质的工艺。超临界流体本发明的方法利用在超临界条件下的流体来提取IWL。超临界条件下的流体是一种其温度和压力条件都高于其临界热力学点的流体。这种流体具有如同其是气体一样在固体中扩散的能力，以及如同其是液体一样溶解固体的能力。在超临界条件下使用的流体，我们发现了例如二氧化碳、水、丙酮、乙S享禾口曱西事。本发明的方法优选使用二氧化碳。当温度高于31。C并且压力高于74bar(73个大气压)时，发现二氧化碳处于超临界状态。这种气体提供低毒性和低环境影响的好处。加之其是不可燃和非爆炸性气体，并且能够以相对较低的价格以高纯度商购获得。使用超临界条件下的二氧化碳使得可以减少所使用的有机溶剂的体积。用于实施本发明方法的合适二氧化^友是例如由7>司Abel16Linde(巴塞罗那，西班牙)出售的。极性调节剂IWLl是取的效率。优选地，4吏用曱醇。在超临界状态下，二氧化碳具有用于提取亲脂性特性化合物的足够极性。然而，提取极性化合物如神经酰胺^艮困难。因此，引入调节二氧化石友极性的这些试剂是为了改进揭:取最大才及性的化合物的#丈率。在本发明的方法中，才及性调节剂的含量范围以v/v表示为3%15%,优选4%12%,而更优选5%10%。才及性调节剂的含量以相对于所4吏用的二氧化^友体积的体积百分比表示。提取条件在本发明的方法中，才是取在温度范围为40120°C，优选50100。C，更优选6090。C和压力范围为140330bar，优选150310bar,更优选160300bar的条件下实施。更优选地，^是取在温度范围为6090。C、压力范围为160300bar且极性调节剂的含量范围以v/v表示为7.5%12.5%的条件下实施。提取设备和操作步骤IWL才是取可以利用分析i殳备例如台式i殳备SUPREXPREPMASTER(Suprex，美国)在实马全室身见才莫上实施，也可以采用例如IberfluidsInstruments(巴塞罗纳，西班牙)的i殳备以中试车间规才莫(pilotplantscale)进4亍实施，或者也可以以工业规才莫进行实施。在利用例如以上提及的实验室设备使用二氧化碳实施提取的情况下，4乘作步-骤如下。将约812g量的预制羊毛引入到提取池中，该提取池可以具有4060mL的容积。该纟是耳又池在装配对应的过滤器和连4妻件后进4亍密封，并将该提取池连接到设备上。通常设备包括能够用于设置所需提取条件的软件温度、压力、才及性调节剂的百分比和二氧化》1的体积。二氧化,友/人供气并瓦释方文并借助于串耳关的两个活塞泵送到系统中直至达到所需工作压力。同时，利用两个电阻加热该冲是取池周围的空气直至提取池显示达到工作温度。一旦达到所需压力和温度，二氧化碳就回撤到极性调节剂的泵出口，用于极性调节剂的自动计量，并将它们进行混合。通常，使用的二氧化碳的体积范围为提取池体积的37倍。已经观察到，所述体积的变化对提取效率不具有实质性影响。二氧化碳和极性调节剂的混合物被引入到提取池中，其在这里扩散到羊毛中，并在试验中建立的操作条件下提取可溶性脂质。含有感兴趣化合物的提取流体离开提取池并引到收集模块，该收集模块由试验管组成，这些试验管预先带隔膜(Supelco,Bellefonte:美国)称重。所述试-验管具有一个进口和用于排出减压二氧化-友的出口，在这里通过1.5mL/min的恒流毛细管发生减压直至达到大气压力。下浓缩至干。所提取的IWL通过重量分析法进行定量，在氯仿/曱醇(2:1,v/v)的混合物中稀释，并在温度约-20。C的氮气气氛下^诸藏，直至其分冲斤时间，依照以上已经4是及的方法。令人惊讶的是，观察到表征本发明方法的操作参数的选择允许IWL高效率的提取，其中神经酰胺的含量高。尽管利用相对较低含量的极性调节剂进行工作，但是获得的IWL^是取物具有高含量的神经酰胺。采用本方法，相对于所提取羊毛纤维的重量可以获得高达0.85%的IWL，其中神经酰胺的重量含量为42%，相对于所提取羊毛纤维的重量代表0.36%的神经酰胺。通常相对于所才是耳又羊毛纤维的重量，获得平均值为0.70。/。的提取IWL,并且相对于所提取羊毛纤维的重量，获得平均值为0.27%的提取神经酰胺。在先前已经提及的现有技术中，相对于所提取羊毛纤维的重量，神经酰胺的最高值为约0.18%，这表示比采用本发明方法获得的提取效率低1.52倍。提供以下的实施例用于充分完成以上的描述的目的。实施例实施例1:羊毛纤维的预制从活绵羊上通过物理剪切获得羊毛，然后通过通常在由5个沖洗管构成的冲洗组中实施的工业沖洗除去表面油脂(也称为羊毛脂)。冲洗序列由以下组成在354(TC温度下的水中的第一次沖洗(第1管)，接着在4555。C温度下用碳酸钠处理(第2管)，随后在5058。C温度下用碳酸钠和具有89mol环氧乙烷的乙氧基化壬基苯酚(nonilphenol)的混合物处理(第3管)，再在5052。C温度下用具有89mol环氧乙烷的乙氧基化壬基苯酚处理(第4管)，以及在4547。C温度下用水进行最后漂洗(第5管)。最后，在室温和湿度条件下干燥羊毛纤维，利用在2(TC和60%的相对湿度下持续24小时的制备性处理结束。实施例2:<吏用分析设备，利用超临界条件下的二氧化碳提取IWL的过程<吏用SUPREX-PREPMASTER分析才是取i殳备。这种i殳备利用串联的两个活塞系统从供给提取池的瓶中分配二氧化碳(高纯，Abel16Linde,巴塞罗那，西班牙)，其方式是，在活塞之一实施泵送并压缩进入提取系统的二氧化碳的同时，第二个活塞处于填充阶段。才及性调节剂(甲醇，分析纯，Merck，Darmstad，德国)通过SUPREX牌(MPA-1)的泵按以下指定的比例供给。通过恒速毛细管(1.5ml/min)在试验管中卸压二氧化碳而收集冲是取物。将10g按照由实施例1获得的预制羊毛引入到体积为50mL的提取池，在这里借助于二氧化碳在超临界条件下进行提取。条件是162bar，60。C的温度和10%v/v4安(v/v)计的甲醇。通过利用两个电阻加热才是耳又池周围的空气而达到该温度。提取所用的液体总体积为提取池体积的5倍，换句话说为250mL。载有^是:f又物的二氧化碳通过恒速毛细管(1.5ml/min)离开系统，在样品收集试验管中内部羊毛脂质与极性调节剂一起发生沉淀。具有隔膜的试-验管(Supelco,Bellefonte，美国)具有20mL的容量并预先称重。这种试-验管具有用于移出卸压二氧化^友的出口，并且将液体形式的样品在氮气流下浓缩至干。提取的内部羊毛脂质利用重量分析法进行定量，并再悬浮于氯仿/曱醇2:l(1ml)中，保持在氮气冷冻温度和气氛下。相对于羊毛的重量，获得0.741。/。的内部羊毛脂质，含有4安重量计40.1%的神经酰胺，对应于0.297%的相对于所拔:耳又羊毛重量的神经酰胺。实施例314:使用分析设备，利用超临界条件下的二氧化碳提取IWL的过程按照实施例2中所描述的类似过程，在表I中所列的条件下实施提取试验。结果表示相对于所提取羊毛纤维总重量的所提取的IWL和碎申经酰胺的百分比<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>超临界条件下的二氧化碳的流速根据提取压力能够达到最大3500mL/h。在试-睑期间，该流速保4寺在15001800mL/h。将50g按照实施例1获得的预制羊毛引入到提取池(375mL)中，在这里利用超临界条件下的二氧化碳进行提取。提耳又条件是162bar，60。C温度和10%的曱醇。提取所用的液体总体积为提取池的5倍。提取物在三个分离器中收集，接着是利用采用伺服才几动化调节孩丈型阀在三个阶革殳中的卸压阶,殳。三个阶段的条件如下在第一个分离器中为122bar和60。C,在第二个分离器中为61bar和60。C，在第三个分离器中为环境条件。气相的二氧化碳通过质量流量计离开系统。4是耳又物首先在SAVANTSPEEDVACPLUSSC210A真空;农缩器(Thermoquest)中进行干燥，最后利用氮气流，以除去任何残余的溶剂。才是耳又的IWL通过重量分析法定量并再悬浮于氯仿/甲醇2:1(1或5mL)中，维持氮气冷冻温度和气氛。所获得的脂质重量相对于所提取的羊毛纤维的重量为0.64%,其中纟要重量计含有37%的神经酰胺，这意p未着相对于所纟是取羊毛纤维的重量，获得了0.237%的神经酰胺。权利要求1.用于通过利用超临界条件下的流体以及选自甲醇和/或乙醇的极性调节剂从基本上没有羊毛脂的羊毛中提取而获得内部羊毛脂质的方法，其特征在于，实施所述提取是在40℃至120℃的温度范围内、120bar至330bar的压力范围内，并且其中极性调节剂的含量以v/v表示在3％至15％的范围内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体选自由二氧化石友、水、丙酮、乙醇和曱醇组成的组。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流体是二氧化碳。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述极性调节剂是甲醇。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述极性调节剂是乙醇。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述才及性调节剂的含量范围为4%至12%。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述极性调节剂的含量范围为5%至10%。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，实施所述4是耳又的温度范围为5(TC至IO(TC。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，实施所述提耳又的温度范围为6(TC至9(TC。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，实施所述4是耳又的压力范围为150bar至310bar。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，实施所述提取的压力范围为160bar至300bar。12.才艮据一又利要求1所述的方法，其特4正在于，实施所述^是耳又的温度范围为60。C至9CTC、压力范围为160bar至300bar,并且其中极性调节剂的含量范围以v/v表示为7.5%至12.5%。全文摘要本发明涉及一种用于从基本上没有羊毛脂的羊毛中提取内部脂质的方法，包括利用超临界条件下的流体以及选自甲醇和/或乙醇的能够改变所述流体的极性的试剂。根据本发明的操作条件，温度在40℃至120℃之间，并且压力在120bar至330bar之间。极性改变剂以v/v(体积/体积)表示为3％至15％。本发明方法能够用于从羊毛中获得内部脂质，这种内部脂质中最主要的组分之一是能够用于用来保护人体皮肤免受环境损害的组合物中的神经酰胺。文档编号C11B1/10GK101652463SQ200880006380公开日2010年2月17日申请日期2008年2月27日优先权日2007年3月1日发明者乔治·可尔瓦雷斯阿尔塞加,伊拉特克斯·加拉伊佩拉尔,奥斯卡·萨拉斯巴克罗,拉克尔·拉米雷斯米莱奥,梅里特克斯尔·马蒂赫拉韦特,玛丽亚·路易莎·科德尔奇内格拉,若泽·路易斯·帕拉胡埃斯申请人:西班牙高等科研理事会;盖克技术中心