专利名称：使用超临界压力下的溶剂分级分离由多个组分组成的原料的方法
技术领域：
本发明涉及使用超临界压力下的溶剂分级分离由多个组分组成的原料的方法。在本发明中，超临界压力下的溶剂是指处于超临界状态下的溶剂或者次临界液体。更具体而言，本发明涉及分级分离脂质混合物以得到富含某些极性脂质的级分的方法，所述极性脂质属于鞘脂类(包括神经酰胺)、糖脂和磷脂。
处于超临界状态下的溶剂具有以下特征对于纯物质，压力和温度分别大于临界压力和温度，或者对于混合物而言，压力或温度点位于图(压力、温度)中所示的临界点包络线(envelope)之下。已知的是，对于多数物质而言，与处于压力气体状态下的相同溶剂的效力相比，处于超临界状态下的溶剂具有更高的效力。这同样适用于所谓的“次临界”液体。次临界液体具有以下特征对于纯物质而言，压力超过临界压力，而温度低于临界温度，或者对于混合物而言，压力超过各组分的临界压力，而温度低于各组分的临界温度(Michel PERRUT，les Techniques del′Ingenieur，Extraction par fluide supercritique，J 2,770,1-12,1999)。另外，在材料(神经酰胺、聚合物等)的处理中，在许多的提取工艺(固体/流体)、分级分离工艺(液体/流体)、分析性或制备性色谱法中使用这些流体之重要且可调节的溶剂效力。在此等溶剂中还产生化学或者生化反应。应注意的是，二氧化碳及其临界配位化合物的物理-化学性质(临界压力7.4MPa，临界温度31℃)使其对于许多应用都是优选的溶剂，特别是该物质是无毒性的，而且使用成本低并可大量使用。当达到超临界压力时，作为非极性的溶剂，二氧化碳有时与由极性有机溶剂组成的共溶剂一起使用，这些极性有机溶剂特别是相对于具有某些程度极性的分子可显著地改善溶剂效力。为此目的，乙醇是经常使用的。
通常已知的是，物体具有三种状态固态、液态和气态。由一种状态向另一种状态的变化可通过改变温度和/或压力来实现。但是，存在一个低于由液态向气态或者蒸气变化却不发生沸腾或者相反不发生冷凝但连续的点，该点就是临界点。
使用超临界压力下的溶剂的方法的一个主要优点在于，如许多文献中所述，如法国专利2584618号，有利于溶剂(流体)与提取物和溶质之间的分离。另外，如上述文献中所述，这些溶剂之令人感兴趣的性质长期以来已经被用于固体-流体提取和液体-流体分级分离中。
本发明的方法特别适用于分级分离由多个组分组成并包含至少一个两亲型组分的天然或者合成原料，以提取出一种或者多种经纯制形式的组分。该目的是通过用于分级分离由多个组分组成并包含至少一个两亲型组分的天然或者合成原料的方法实现的，该方法的特征在于，所述分级分离是在所述原料于液体内的分散体中使用超临界下的溶剂而进行的，所述液体与超临界压力下的溶剂不混溶或者几乎不混溶。
特别适合使用本发明之方法的原料优选是那些包含至少一种在纯状态下为半液体、糊状或者甚至固态的组分的原料，该组分的粘性性质使其不能用塔进行处理。
在待分级分离的起始原料中可加入两亲性成分，或者该成分可以是由脂质混合物构成的原料的组分之一。
分散体是指所述原料在液体中的乳液和悬浮液，而所述液体与超临界压力下的溶剂不混溶或者几乎不混溶。
因此，本发明的方法对于分级分离、提取或者分离起始原料中的一个或者多个组分是特别有利的。更具体而言，本发明的方法包括进行以下步骤(a)在液体中制备包含所述原料的分散体，所述液体与超临界压力下的溶剂不混溶或者几乎不混溶，(b)使用超临界压力下的溶剂对所述分散体进行提取，(c)在进行所述提取后，收集两个级分，其中一个级分富含至少一个原料组分，(d)任选地，对上述提取过程中收集到的级分中的至少一个重复进行提取足够的次数，以在一个级分中得到基本纯形式的一种原料组分。
在根据本发明方法的第一次提取后，收集提余液和提取物。如果原料是由脂质混合物组成的，优选使用在以前进行的提取中得到的提余液进行进一步的提取。
本发明的方法更适用于分级分离天然脂质，以得到经纯制的不同的极性或者中性组分。
已知极性脂质具有特别适合于在水、有机溶剂或者水与有机相的混合物中制备分散体的物理化学性质，该分散体可用于化妆品、皮肤病组合物或者药物组合物中。这些极性脂质对于稳定油-水界面的确是非常好的表面活性剂，而且它们涉及活细胞膜的构成。目前，在工业规模上得到纯的大多数极性脂质仍是极为困难的。因此，很少例外，这些产物仅作为昂贵的实验室试剂使用。另一方面，富含极性脂质的混合物却可大量得到，例如广泛应用于食品工业和健康食品中的卵磷脂。因此，分级分离这些混合物似乎是令人感兴趣的，以得到一些经纯制状态的组分，随后用于具有高附加价值的应用中，这是因为由于植物源性它们独有的初级性质如病毒安全性难以在其他类别的产物、甚至合成产物中发现。
天然脂质也可用于化妆品领域中，但除此之外，类似于极性脂质，还可用于食品处理中。因此，本发明的方法特别是用于提取食物油脂，以从该油脂中除去极性脂质。事实上，极性脂质易于限制这些油脂的感官感觉和工艺性质。
因此，本发明的方法更具体地涉及主要包含脂质混合物的原料，例如由谷物如小麦、小麦谷蛋白、大麦、燕麦、谷子、稻米等中提取的油脂。
更具体而言，本发明的方法包括相对于其组分的极性而分级分离脂质混合物。因此，用本发明的方法可在一次或者多次提取后，得到一个或者多个高度富含某些极性脂质的级分，所述极性脂质属于以下不同的类别鞘脂，如神经酰胺和脑苷脂类；糖脂，如单半乳糖苷二甘油和二半乳糖苷二甘油；磷脂，如磷脂酰-胆碱、磷脂酰-乙醇胺、酸性磷脂；以及它们的衍生物。
有利的是，分散体是在水或者水溶性有机溶剂的水溶液中形成的，所述水溶性有机溶剂例如是醇(优选乙醇)、酮(优选丙酮)、酯(优选乙酸乙酯)。
根据本发明方法的一个优选实施方案，作为在至少一个提取过程中使用的超临界压力下的溶剂，使用纯的二氧化碳或者与不同共溶剂的混合物形式的二氧化碳，所述共溶剂选自于具有2-8个碳原子的轻质烃，醇、优选乙醇，酮、优选丙酮，酯、优选乙酸乙酯，卤代烃、优选含氟烃。因此有利的是，至少一个提取过程是用纯的二氧化碳或者与一种或者多种如上所述的共溶剂的混合物形式的二氧化碳在7.4-50MPa、优选10-40MPa的压力、以及0-80℃的温度下进行的。
根据本发明方法的再一个优选实施方案，作为在至少一个提取过程中使用的超临界压力下的溶剂，使用具有2-5个碳原子的烃，优选是具有3或4个碳原子的烃。对于分级分离脂质混合物，证明该第二种类型的溶剂在第一次相分离极性脂质和中性脂质时具有特别良好的性能。其结果是，在步骤(b)中的第一次提取可有利地用具有2-5个碳原子、优选3或4个碳原子的烃在4.2-20MPa、优选5-15MPa的压力、以及0-80℃的温度下进行。
本发明的方法可通过连续的加料使用非连续的分级分离系统来进行，或者在塔上通过连续的系统进行。在后一种情况下，有利的是在逆流操作的塔上进行。在逆流操作的塔上进行分级分离的方法在现有技术中也称为“流体-液体或者液体-液体逆流分级分离法”。该逆流分级分离法的使用和应用广泛描述在现有技术中(G.BRUNNER″Gas Extraction″，第8章，1994年出版，Springer编辑，ISBN 0-387-91477-3)，特别是对于脂质(Supercritical Fluid Technology in Oil and Lipid Chemistry，1996，J.W.King and G.R.LIST出版，ISBN 0-935315-71-3)。溶于有机溶剂但不溶于水性溶剂的脂质，根据所涉及分子的极性以及所用溶剂的类型，在超临界压力下的溶剂中具有不同的溶解度。因此，使用纯的二氧化碳作为甘油三酯的溶剂，以由不同的天然源如含油谷物中提取油脂(英国专利1 356 749和1 356 750号；美国专利3 939 281)。还已知的是，该溶剂不提取这些相同谷物中存在的极性脂质如卵磷脂。另外，特别是在蛋糕工业中，该选择性可用于由蛋黄中提取脂质，由该蛋黄中优选不提取磷脂，该磷脂的表面活性剂性质有利地使包含该脱脂蛋黄的食品具有感觉感官性质。还已知的是，由使用常规的己烷方法提取的植物油脂，可得到完全除去中性脂质的卵磷脂。然而，使用超临界压力下的溶剂对脂质进行分级分离的操作通常会遇到严重的操作困难，这是因为初始或者所得的相经常是糊状的，使得难以与溶剂流体相接触，有时甚至不可能进行。已描述了一些系统来处理该问题，如Eggers E.和Wagner H.提出的喷射提取器系统(“Proceedings ofthe Third International Symposium onSupercritical Fluids”，ISBN 2-905267-23-8，1994，第2卷，125-130页)，以使大豆卵磷脂脱油。但是，该系统似乎与理论水平相一致，而且仅可有效地用于分离系数高的分离操作。另一方面，该系统不能用于非常类似的组分的分级分离，该分离需要高数量的理论板数，这通常用于具有多孔板的多级逆流塔上，而且该设备不可能用于粘度非常高的产物，如一些脂质混合物，或者容易结晶或者固化导致塔阻塞的产物。
因此，在分级分离脂质混合物时，优选在逆流操作并回流提取物的塔上使用超临界压力下的溶剂，使得在分离溶剂后于塔的顶部得到的级分(通常称为提取物)富含相当多的相对于起始原料极性最低的脂质。在塔的底部收集的级分(通常称为提余液)是在液体中的分散体的形式，而且富含相当多的极性最大的脂质。该富集的截止阈值(cut-offthreshold)由操作条件决定。例如，根据该实施方案第一次处理中性脂质与极性脂质的混合物可在塔的顶部得到富含相当多的中性脂质的提取物以及富含相当多的极性脂质的提余液。该第一步通常称为脱油。为精制粗的卵磷脂，提供极性脂质分散体形式的提余液。该第一提余液可直接使用相同的方法进行处理，其操作条件根据极性限定更高的分级分离阈值。因此，根据本发明方法之步骤(b)和(c)对该第一提余液进行处理可得到富含极性最低的脂质的提取物以及富含极性最大的脂质的新提余液。该第二提余液为极性脂质分散体的形式，而且可在新的操作条件下根据本发明方法的步骤(b)和(c)再进行处理，该操作条件根据极性限定更高的分级分离阈值。
该重复步骤(b)和(c)的随后处理可直接在每个新的提余液上进行，以更精细地分级分离原料。
本发明方法的一个例子是如下进行的在逆流操作以及提取物回流的塔上进行步骤(b)和(c)，其中使用超临界压力下的溶剂，该溶剂是由二氧化碳与1-5重量％的乙醇混合而成的，其压力为7.4-50MPa、优选15-30MPa，温度为32-80℃，使得对不再包含中性脂质的加料进行分级分离时在塔的顶部在分离溶剂后得到相对于加料高度富含鞘脂(包括神经酰胺和脑苷脂类)和单半乳糖苷二甘油的级分。在提取物回流的逆流塔上重复步骤(b)和(c)，其中使用超临界压力下的溶剂，该溶剂是由二氧化碳与3-8重量％的乙醇混合而成的，其压力为7.4-50MPa、优选12-30MPa，温度为32-80℃，使得分级分离由以前得到的提余液形成的加料时在塔的顶部在分离溶剂后得到相对于加料高度富含二半乳糖苷二甘油的级分。
最近，在美国专利5 759 549中描述了分级分离脂质的另一种方法，其包括以下步骤在多孔固体上吸附待分级分离的混合物，用超临界压力下的溶剂可由所述多孔固体上连续地提取不同的组分，其中所述溶剂的溶剂效力和极性顺序地增加。该方法的概念已被几位作者使用了多年，其称为“extrography”，是提取法与色谱法的组合。该方法可通过组合吸附固体的选择性和超临界压力下的溶剂的选择性而高度选择性地进行，但需要复杂的装置，而且仅能按照非连续的方式通过连续加料来实现，使得运行成本非常高。
因此，本发明方法用于脂质混合物的另一个实施方案包括，按照非连续的方式在接触器中进行分级分离，所述接触器是由压力下的容器形成的，任选设有填料，用于提高步骤(a)中初始放入乳液中的待分级分离的混合物的两个相之间的接触质量，其中使用超临界压力下的溶剂，该溶剂的效力在多个连续的步骤中被改进，以连续地提取极性逐渐增加的不同类别的脂质。该操作由于以下事实是可能的尚未提取的脂质不会象处理初始混合物时那样以糊的形式沉淀，但仍为在液相中的分散体，其中溶剂流体在对于在相之间转移材料而言良好的条件下会渗出。另外，在操作结束时，空的接触器是没有任何问题的，这是因为提余液为低粘度液相的形式。
在一个特别有利的实施方案中，分级分离方法是以连续方式进行的。以连续方式进行并应用于脂质混合物的本发明方法包括以下步骤-在水中制备包含待分级分离的脂质混合物的乳液，-在逆流操作和提取物回流的塔上处理所述乳液，其中使用超临界压力下的纯二氧化碳或者二氧化碳与共溶剂的混合物，其压力和温度条件应使在分离溶剂后于塔的顶部得到的通常称为提取物的级分富含相当多的中性脂质，如甘油三酯和甾醇，而极性组分的含量低，所述极性组分基本上都在塔的底部收集于通常称为提余液的级分中，该级分是在水或者水-共溶剂混合物中的分散体的形式；-在逆流操作和提取物回流的塔上分级分离所述提余液，其中使用超临界压力下的二氧化碳与极性共溶剂的混合物作为溶剂，其压力和温度的条件应使在分离溶剂后于塔的顶部得到的级分富含相当多的极性最低的组分，如鞘脂(包括神经酰胺)和单半乳糖苷二甘油(MGDG)，而极性最大的组分(如糖鞘脂和二半乳糖苷二甘油(DGDG))的含量低，该极性最大的组分都收集在塔的底部，是在所用极性共溶剂的含水溶液中的分散体的形式；-在逆流操作和提取物回流的塔上分级分离前一个步骤中得到的提余液，其中使用超临界压力下的二氧化碳作为溶剂，在该二氧化碳中可有利地添加与前一个步骤相同的共溶剂，其压力和温度的条件应使在分离溶剂后于塔的顶部得到的级分富含相当多的中等极性的组分，如二半乳糖苷二甘油(DGDG)，而极性最大的组分(如磷脂)的含量低，该极性最大的组分都收集在塔的底部，是在所用极性共溶剂的含水溶液中的分散体的形式；-在相同类型的设备上对在前一个步骤中得到的提余液重复几次进行分级分离，但通过改变溶剂流体的压力、温度和共溶剂含量而增加该溶剂流体的极性，以顺序地分离各类磷脂及其衍生物，其包括磷脂酰-胆碱、磷脂酰-乙醇胺、酸性磷脂。
因此，本发明还涉及由天然或者合成物质起始纯制极性脂质的方法，所述天然或者合成物质主要由脂质混合物组成，该方法的特征在于，所述物质是用如上所述的方法进行分级分离的。
在参考附图阅读了以下实施例后，本发明的其他优点和特征将变得显而易见，在附图中
图1显示了实施本发明的分级分离方法的接触器，图2显示了实施本发明的分级分离方法的塔。
实施例1材料(1)油脂所用的脂质混合物是用常规方法由小麦谷蛋白中提取的油脂，其通过液相色谱法得到的重量组成如下油脂1甘油三酯 38％甾醇 4％鞘脂 8.5％单半乳糖苷二甘油(MGDG)10.2％二半乳糖苷二甘油(DGDG)25.5％磷脂 13.8％包括磷脂酰-乙醇胺 5.1％磷脂酰-胆碱 5.4％油脂2中性脂质 49％鞘脂 9％MGDG 12％DGDG 30％在机械搅拌下将该油脂放入水和乙醇的混合物中形成乳液，重量组成为84％水、10％油脂、和6％乙醇。(2)设备使用两种设备按照非连续方式运行的接触器以及按照连续方式运行的塔。图1中所示的设备主要由体积为0.5升的圆塔接触器形成，其中填充有标称尺寸为10mm的Intalox型填料2，超临界压力下的溶剂可在20-80℃的温度范围、最高30MPa的压力下由该填料中流过。溶剂在阀3中降压，然后在如法国专利2 584 618中所述的分离器4、5、6中分离提取物。
如图2所述的设备主要由不锈钢分级分离塔1形成，该塔的直径为58mm，高度为4m，填有10mm的Intalox型填料。该塔设有双壳体，其分为四个允许不同温度下的冷却剂循环的叠加部，以得到如现有技术中已知的诱导内部提取物回流的温度梯度。溶剂流体由二氧化碳组成，通过膜容积计量泵2压缩成液态，该容积计量泵可在10-60kg/h之间调节流速，并向其中添加液体共溶剂，例如市售的丁烷，该共溶剂可由类似类型的另一个泵3添加，该泵3具有2-10kg/h之间可调节的流速。由此压缩至所希望压力的溶剂在热交换器4中被加热，该热交换器是由双管形成的，其中外管包含合适温度下的热水流。待处理的加料预先达到足以能够泵送的温度，然后通过容积计量膜泵5注射至塔的两个级之间，其中所述容积计量膜泵5具有2-10kg/h之间的可调节流速。还可将液态共溶剂直接注射至塔中，优选在第一和第二级之间。提余液经由塔的底部流出，并通过气门系统降压至大气压力，所述气门系统由两个连续的容器6、7组成，在该容器中进行降压，至低于塔1中的主要压力的压力，以使液体脱气，并使由容器6中蒸发的溶剂部分循环。包含溶剂的提取物经由塔的顶部离开，并通过泄压阀8降压，压力的下降使得进入一组分离器9、10、11中的混合物分开，所述分离器根据如上所述的法国专利2 584 618中描述的系统，是由旋风分离室形成的，该旋风分离室通过经由分离器壁分布的热确保液相和气相的完全分离，所述分离器的双壳体包含提供确保溶剂蒸发所需要的焓的热水流；液相通过气门系统12、13、14降低至大气压力，所述气门系统根据如法国专利2 584 618中所述的系统运行。由此除去提取物以及部分共溶剂，溶剂在双管冷凝器15中液化，所述冷凝器的外管包含冷却至0℃左右的水-乙二醇混合物流，并在约5℃下以液体储存在储蓄器16中，该储蓄器的水平通过由外部的罐额外供给二氧化碳而保持平衡。(3)极性脂质的HPLC分析-固定相，非接枝硅石Nucleosil 100-5，2个125×2mm塔体连接在一起，前身是用填有相同介质的前置塔(8×3mm)(Macherey-Nagel，Hoechst，Dueren，Germany)-塔温，30℃的温度-P10000XR四元梯度泵，具有分压下的膜脱气器(Thermo SeparationProducts，San Jose，California，USA)-Kontron 360自动加料器，装有5μl注射环(Kontron Instruments，Milan，Italy)-具有光漫射的Cunow DDL II蒸发检测器(Eurosep，Cergy，France)，蒸发管的温度为35℃，氮压力为1bar。
蒸发溶剂并在1∶1(v/v)的氯仿/甲醇混合物中稀释后，以0.4ml/min的流速，按照以下表1中所示的梯度分析提取物。
表1
实施例2在非连续方式的接触器上处理油脂(1)从油脂1中提取中性脂质油脂1以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例为84∶10∶6。
将50g的该乳液添加在接触器中。
用溶剂进行提取，所述溶剂由添加有10％庚烷的二氧化碳组成，压力为250bar，温度为60℃。
分离器保持在50bar的压力、50℃的温度下。
溶剂流速为2kg/h。提取2小时后，收集在庚烷中的提取物。蒸发溶剂后，回收2g的中性脂质。
然后，接触器包含极性脂质的分散体系，其中含2.9g的极性脂质，其具有以下的脂质组成-鞘脂14.5％，包含2％的神经酰胺和12.5％的糖鞘脂，-MGDG18.5％-DGDG45％
-磷脂22％。
该稳定的分散体可完整地以该状态由接触器中抽出。不用重新加料，可在该极性脂质乳液上直接进行连续的提取。(2)从油脂2中提取中性油脂油脂2以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例为84∶10∶6。
将50g的该乳液添加在接触器中。
用溶剂进行提取，所述溶剂由添加有10％庚烷的二氧化碳组成，压力为250bar，温度为60℃。
分离器保持在50bar的压力、50℃的温度下。
溶剂流速为2kg/h。提取2小时后，收集在庚烷中的提取物。蒸发溶剂后，回收2.3g的中性脂质。
然后，接触器包含极性脂质的分散体系，其中含2.5g的极性脂质，其具有以下的脂质组成-鞘脂17.5％，包含2.5％的神经酰胺和15％的糖鞘脂，-MGDG23.5％-DGDG59％。
该稳定的分散体可完整地以该状态由接触器中抽出。不用重新加料，可在该极性脂质乳液上直接进行连续的提取。(3)得到富含鞘脂和MGDG的级分在上述(1)的操作后，用添加有5％乙醇的二氧化碳对脱油分散体进行提取，压力为250bar，温度为60℃。
分离器保持在50bar的压力、50℃的温度下。
溶剂流速为2kg/h。提取3小时后，收集乙醇中的提取物。蒸发溶剂后，回收0.6g极性脂质，其具有以下组成-鞘脂(神经酰胺)12％-单半乳糖苷二甘油88％然后，接触器包含在水/乙醇混合物中的稳定分散体，其包含2.2g具有以下组成的极性脂质-鞘脂(糖鞘脂)16％-DGDG57％-磷脂27％(4)得到富含糖脂的级分用添加有12％乙醇的二氧化碳对在上述(3)中得到的提余液分散体进行提取，压力为250bar，温度为60℃。
分离器保持在50bar的压力、50℃的温度下。
溶剂流速为2kg/h。提取3小时后，收集乙醇中的提取物。蒸发溶剂后，回收1.6g极性脂质，其具有以下组成-鞘脂(糖鞘脂)22％-DGDG78％然后，接触器包含极性脂质在水/乙醇混合物中的稳定分散体，其包含0.6g的极性脂质，其中磷脂的含量超过98％。(5)得到富含DGDG的级分在上述(2)的操作后，用添加有8％乙醇的二氧化碳对经过脱油的提余液分散体进行提取，压力为250bar，温度为60℃。
分离器保持在50bar的压力、50℃的温度下。
溶剂流速为2kg/h。提取3小时后，收集乙醇中的提取物。蒸发溶剂后，回收1g极性脂质，其具有以下组成
-鞘脂43％-单半乳糖苷二甘油51％然后，接触器包含极性脂质在水/乙醇混合物中的稳定分散体，其包含1.5g的极性脂质，其中DGDG的含量超过95％。实施例3在单个塔上以连续的方式在连续的步骤中进行油脂处理预先放置在如上所述的乳液中的油脂在多个步骤中进行处理，其条件是超临界压力下的溶剂流体的极性如上所述连续增加。(1)提取中性脂质油脂1以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例为84∶10∶6。
在第三级和上一级之间将该乳液注射入所述塔中，流速为1.2kg/h。在塔的顶部进行喷水，其中水的流速为1.5kg/h。
用溶剂进行提取，所述溶剂由添加有9.7％乙醇的二氧化碳组成，压力为200bar，温度为60℃。溶剂在塔的底部注入，流速为28.4kg/h。
观察2小时的平衡期。
在塔的顶部，收集脂质提取物，其中中性脂质的含量为99％以上。
在塔的底部收集提余液，其是极性脂质在水/乙醇混合物中的分散体的形式，具有以下脂质组成-无中性脂质(甘油三酯和甾醇)-鞘脂14.5％，包括2％的神经酰胺和12.5％的糖鞘脂-MGDG18.5％-DGDG 45％-磷脂 22％(2)提取中性脂质油脂1以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例为84∶10∶6。
以2kg/h的流速将该乳液注射入所述塔的顶部。
用由二氧化碳和乙醇组成的溶剂进行提取，压力为200bar，温度为60℃，其中二氧化碳在塔的底部注入，流速为23kg/h，而乙醇在塔的第一和第二级之间注入，流速为2.4kg/h。
观察2小时的平衡期。
在塔的顶部收集脂质提取物，在蒸发溶剂后，其中中性脂质的含量为99％以上。
在塔的底部收集分散体系形式的提余液，其具有以下脂质组成-无中性脂质(甘油三酯和甾醇)-鞘脂 14.5％，包括2％的神经酰胺和12.5％的糖鞘脂-MGDG 1.5％-DGDG 45％-磷脂 22％(3)提取中性脂质油脂2以乳液的形式分散在水/乙醇混合物中，使水∶油脂∶乙醇的比例为84∶10∶6。
以2kg/h的流速将该乳液注射入所述塔的顶部。
用由二氧化碳和乙醇组成的溶剂进行提取，压力为200bar，温度为60℃，其中二氧化碳在塔的底部注入，流速为25kg/h，而乙醇在塔的第一和第二级之间注入，流速为2.1kg/h。
观察2小时的平衡期。
在塔的顶部收集脂质提取物，其中中性脂质的含量为99％以上。
在塔的底部收集提余液，其是极性脂质在水/乙醇混合物中的分散体的形式，具有以下脂质组成-无中性脂质(甘油三酯和甾醇)-鞘脂17.5％，包括2.5％的神经酰胺和15％的糖鞘脂-MGDG 23.5％-DGDG 59％(4)得到富含鞘脂和MGDG的级分在塔的顶部以1kg/h的流速注入上述(2)中得到的提余液。
用由二氧化碳和乙醇组成的溶剂进行提取，压力为250bar，温度为60℃，其中二氧化碳在塔的底部注入，流速为20kg/h，而乙醇在塔的第一和第二级之间注入，流速为3kg/h。
2小时的平衡期后，在塔的顶部收集的提取物富含鞘脂和MGDG中的至少一种极性脂质，其具有以下脂质组成-鞘脂(神经酰胺)8％-MGDG 82％-糖鞘脂6％-DGDG 4％在塔的底部收集提余液，其是极性脂质在水/乙醇混合物中的稳定分散体的形式，该极性脂质富含相当多的极性最大的属于DGDG和磷脂类别的脂质，具有以下脂质组成-糖鞘脂13％-DGDG 59％-磷脂28％(5)得到富含糖脂(DGDG)的级分在塔的顶部以1kg/h的流速注入上述(3)中得到的提余液分散体。
用由二氧化碳和乙醇组成的溶剂进行提取，压力为250bar，温度为60℃，其中二氧化碳在塔的底部注入，流速为20kg/h，而乙醇在塔的第一和第二级之间注入，流速为3kg/h。
2小时的平衡期后，在塔的顶部收集的提取物富含极性最低的属于鞘脂和MGDG类别的脂质，其具有以下组成-鞘脂40％-MGDG54％-DGDG 6％在塔的底部收集极性脂质在水/乙醇混合物中的分散体，该极性脂质具有以下脂质组成-糖鞘脂4％-DGDG 96％
权利要求
1.用于分级分离由多个组分组成并包含至少一个两亲型组分的天然或者合成原料的方法，其特征在于，所述分级分离是在所述原料于液体内的分散体中使用超临界下的溶剂而进行的，所述液体与超临界压力下的溶剂不混溶或者几乎不混溶。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于(a)在液体中制备所述原料的分散体，所述液体与超临界压力下的溶剂不混溶或者几乎不混溶，(b)使用超临界压力下的溶剂对所述分散体进行提取，(c)在进行所述提取后，收集两个级分，其中一个级分富含至少一个原料组分，(d)任选地，对上述提取过程中收集到的级分中的至少一个重复进行提取足够的次数，以在一个级分中得到基本纯形式的一种原料组分。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在每次提取后，收集提余液和提取物，并对提余液进行进一步的提取。
4.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述由多个组分组成并包含至少一个两亲型组分的天然或者合成原料主要是由脂质混合物组成的，例如由谷物如小麦、小麦谷蛋白、大麦、燕麦、谷子、稻米等中提取的油脂。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，分级分离是根据组分的极性变化而进行的。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在一次或者多次提取后，回收富含极性脂质的提余液，所述极性脂质属于以下不同的类别鞘脂，如神经酰胺和脑苷脂类；糖脂，如单半乳糖苷二甘油和二半乳糖苷二甘油；磷脂，如磷脂酰-胆碱、磷脂酰-乙醇胺、酸性磷脂；以及它们的衍生物。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，分散体是在水或者水溶性有机溶剂的水溶液中形成的，所述水溶性有机溶剂例如是醇、优选乙醇，酮、优选丙酮，酯、优选乙酸乙酯。
8.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为在至少一个提取过程中使用的超临界压力下的溶剂，使用纯的二氧化碳或者与不同共溶剂的混合物形式的二氧化碳，所述共溶剂选自于具有2-8个碳原子的轻质烃，醇、优选乙醇，酮、优选丙酮，酯、优选乙酸乙酯，卤代烃、优选含氟烃。
9.如权利要求2-8之一所述的方法，其特征在于，对于至少一个提取过程，使用纯的二氧化碳或者与一种或者多种共溶剂的混合物形式的二氧化碳作为临界压力下的溶剂，压力为7.4-50MPa、优选10-40MPa，温度为0-80℃。
10.如权利要求2-9之一所述的方法，其特征在于，对于至少一个提取过程，作为超临界压力下的溶剂，使用具有2-5个碳原子的烃，优选是具有3或4个碳原子的烃。
11.如权利要求2-10之一所述的方法，其特征在于，对于至少一个提取过程，作为超临界压力下的溶剂，使用具有2-5个碳原子的烃，优选是具有3或4个碳原子的烃，压力为4.2-20MPa、优选5-15MPa，温度为0-80℃。
12.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，可通过顺序的加料使用非连续的分级分离系统来进行，或者在塔上通过连续的系统进行，而且在后一种情况下，是在逆流操作的塔上进行。
13.如权利要求4-12之一所述的方法，其特征在于，在逆流操作和提取物回流的塔上以连续的方式进行连续的多次提取，使得在分离溶剂后于塔的顶部得到的级分富含相当多的相对于起始原料极性最低的脂质，而在塔的底部收集的级分是在液体中的分散体的形式，并富含相当多的极性最大的脂质。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在逆流操作以及提取物回流的塔上进行连续的多次提取，其中使用超临界压力下的溶剂，该溶剂是由二氧化碳与1-5重量％的乙醇混合而成的，其压力为7.4-50MPa、优选15-30MPa，温度为32-80℃，使得对不再包含中性脂质的加料进行分级分离时在塔的顶部在分离溶剂后得到相对于加料高度富含鞘脂如神经酰胺和脑苷脂类的级分。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在逆流和提取物回流并且连续运行的塔上进行连续的多次提取，其中使用超临界压力下的溶剂，该溶剂是由二氧化碳与3-8重量％的乙醇混合而成的，其压力为7.4-50MPa、优选12-30MPa，温度为32-80℃，使得在分离溶剂后，在塔的顶部分级分离得到相对于加料高度富含二半乳糖苷二甘油的级分。
16.如权利要求4-12之一所述的方法，其特征在于，按照非连续的方式在接触器中进行连续的多次提取，所述接触器是由压力下的容器形成的，任选设有填料，用于提高初始放入分散体中的待分级分离的混合物的两个相之间的接触质量，其中使用超临界压力下的溶剂，该溶剂的效力在多个连续的步骤中被改进，以连续地提取极性逐级增加的不同类别的脂质。
17.如权利要求4-12之一所述的方法，其特征在于包括以下步骤-在水中制备包含待分级分离的脂质混合物的乳液，-在逆流操作和提取物回流的塔上处理所述乳液，其中使用超临界压力下的纯二氧化碳或者二氧化碳与共溶剂的混合物，其压力和温度条件应使在分离溶剂后于塔的顶部得到的通常称为提取物的级分富含相当多的中性脂质，如甘油三酯和甾醇，而极性组分的含量低，所述极性组分基本上都在塔的底部收集于通常称为提余液的级分中，该级分是在水中的分散体的形式；-在逆流操作和提取物回流的塔上分级分离所述提余液，其中使用超临界压力下的二氧化碳与极性共溶剂的混合物作为溶剂，其压力和温度的条件应使在分离溶剂后于塔的顶部得到的级分富含相当多的极性最低的组分，如包括神经酰胺的鞘脂和单半乳糖苷二甘油(MGDG)，而极性最大的组分如糖鞘脂、二半乳糖苷二甘油(DGDG)、以及磷脂的含量低，该极性最大的组分都收集在塔的底部，是在所用极性共溶剂的含水溶液中的分散体的形式；-在逆流操作和提取物回流的塔上分级分离前一个步骤中得到的提余液，其中使用超临界压力下的二氧化碳作为溶剂，在该二氧化碳中可添加与前一个步骤相同的共溶剂，其压力和温度的条件应使在分离溶剂后于塔的顶部得到的级分富含相当多的中等极性的组分，如二半乳糖苷二甘油(DGDG)，而极性最大的组分如磷脂的含量低，该极性最大的组分都收集在塔的底部，是在所用极性共溶剂的含水溶液中的分散体的形式；-在相同类型的设备上对在前一个步骤中得到的提余液重复几次进行分级分离，但通过改变溶剂流体的压力、温度和共溶剂含量而增加该溶剂流体的极性，以顺序地分离各类磷脂及其衍生物，其包括磷脂酰-胆碱、磷脂酰-乙醇胺、酸性磷脂。
18.由天然或者合成物质起始纯制极性脂质的方法，所述天然或者合成物质主要由脂质混合物组成，该方法的特征在于，所述物质是用如权利要求4-17之一所述的方法进行分级分离的。
全文摘要
本发明涉及用于分级分离由多个组分组成并包含至少一个两亲型组分的天然或者合成原料的方法。本发明方法的特征在于,所述分级分离是在所述原料于液体内的分散体中使用超临界下的溶剂进行的,所述液体与超临界压力下的溶剂不混溶或者几乎不混溶。本发明的方法对于脂质混合物是特别有利的,例如由谷类中提取的油脂。
文档编号C11B1/10GK1390150SQ0081422
公开日2003年1月8日 申请日期2000年10月20日 优先权日1999年10月21日
发明者弗朗茨·德尚, 维斯洛·马耶夫斯基, 米歇尔·佩吕, 弗兰索瓦·拉伊梅 申请人:拉维药物实验室有限公司