从鱼油废渣中提取胆固醇的改进方法技术

本发明专利技术公开了一种从鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法。所获得的药物级胆固醇可用作制备维生素D3的前体。

An improved method of extracting cholesterol from fish oil residue

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从鱼油废渣中提取胆固醇的改进方法
本专利技术涉及从鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法。如此获得的药物级胆固醇可用作制备维生素D3的前体。
技术介绍
胆固醇，IUPAC名称为(3β)-胆甾-5-乙二胺-3-醇，其系统名称为2,15-二甲基-14-(1,5-二甲基己基)四环[8.7.0.02'7.011'15]廿七烷-7-乙二胺-5-醇，是一种在某些食物中发现并在体内制造的蜡状物质，它可作为类固醇激素、胆汁和维生素D生物合成的前体。胆固醇存在于蛋黄，器官肉，虾，鱿鱼，牛肉，猪肉，家禽，鱼，羊毛脂，全脂乳制品，黄油，硬质人造黄油，猪油，椰子油，酥油(澄清黄油)，蔬菜酥油、棕榈油中。这些来源通常含有游离形式的胆固醇以及酯化形式的胆固醇。最重要的胆固醇来源是羊毛脂，它是从绵羊的羊毛中提取的。然而，因为游离酸和醇可形成各种酯，羊毛脂中脂肪酸的组成具有复杂的性质，因此胆固醇的提取是麻烦且昂贵的。粗鱼油主要含有甘油三酯，其占组合物的约90％。其它平衡组分包括偏甘油酯(即甘油单酯或甘油二酯)、游离脂肪酸、磷脂和作为不可皂化部分的化学品组，其包括胆固醇-甾醇、甘油醚、脂肪醇、维生素和氧化色素。不可皂化部分的含量随季节和饲养条件而变化，并且在2-8％的范围内变化。来自鱼精炼工业的鱼油废渣含有有用的产品，例如胆固醇，蛋白质和酶以及其他脂肪酸。由于胆固醇作为维生素D3生产中的前体的重要性，鱼油和鱼油废渣(去除多不饱和脂肪酸后)构成鱼油工业的废物流，现在被认为是胆固醇的替代来源。EP0255824公开了一种生产精制鱼油浓缩物的工艺，该精制鱼油浓缩物按重量计含有至少20％二十碳五烯酸(EPA)和至少35％二十二碳六烯酸(DHA)、胆固醇和有用副产品。EP'824中公开的工艺具体涉及获得精制鱼油浓缩物，并且将胆固醇作为副产品分离。在EP'824中使用尿素以形成沉淀出来的脂肪酸烷基酯的加合物，使用溶剂从滤液中结晶出不与尿素形成加合物的胆固醇。WO2016096989公开了一种从鱼油中提取胆固醇的方法，该方法在NaOH/KOH存在下皂化鱼油然后在30℃以上用至少一种非水混溶性溶剂(例如脂肪族或芳香族烃)萃取。这个过程包括反复的溶剂萃取、结晶和反洗以提取胆固醇。WO'989中描述的方法是多步骤繁琐的溶剂萃取方法，需要大量的溶剂。总产率(w/w与鱼油相比)和纯度低。鉴于上述情况，本专利技术开发了一种改进的方法，用于从富含胆固醇(游离形式和酯化形式)的鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇。
技术实现思路
综上所述，本专利技术提供了一种从鱼油废物中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法，该方法包括：ⅰ.以4-二甲基氨基吡啶作为催化剂，将鱼油废渣皂化，然后用酸性水溶液中和，得到无酯胆固醇；ⅱ.将皂化物在2-丁酮中加热，相分离后，加入溴化钙在高温下得到胆固醇加合物；ⅲ.从加合物中分离胆固醇，然后从甲醇中再结晶，得到纯胆固醇。在一个方面，含甾醇的物料与溴化钙的比率在1:1到1:10的范围内，优选为1:1到1:5，更优选为1:1。在一个方面，通过本专利技术方法获得的胆固醇是高纯度的，其高效液相色谱纯度在95-97％范围内，可以用作制造维生素D3的前体。具体实施方式生物材料来源：鱼油废弃物是从各种含有多不饱和脂肪酸(PUFA's)和胆固醇的鱼类中提取的鱼油中得到的。鱼油主要含有有营养价值的多不饱和脂肪酸(PUFA's)，以及偏甘油酯(即单甘油或甘油二酯)、磷脂和大约1-3％的胆固醇。多不饱和脂肪酸通过已知的方法(如提取、蒸馏等)从鱼油中提取出来。去除多不饱和脂肪酸后的残渣是含有5-50％的胆固醇的鱼油残渣，胆固醇的含量取决于鱼油废渣中游离的或酯和高沸点的鱼油的量。鱼油废渣通常被丢弃或焚烧。因此，本专利技术者认为，富含胆固醇的鱼油废渣可作为提取胆固醇的潜在原料，胆固醇是生物转化反应的重要前体。为了满足制药级胆固醇生产的工业要求，扩大原料基础，本专利技术提供了一种从经过鱼油分子蒸馏后得到的富含胆固醇(游离胆固醇和酯化胆固醇)的鱼油废料中以高产量和纯度提取胆固醇的改进方法。在一个实施方案中，从鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法的特征在于包括以下步骤：ⅰ.以4-二甲基氨基吡啶作为催化剂，将鱼油废渣皂化，然后用酸性水溶液中和，得到无酯胆固醇；ⅱ.将皂化物在2-丁酮中加热，相分离后，加入溴化钙，在高温下得到胆固醇加合物；ⅲ.从加合物中分离胆固醇，然后从甲醇中再结晶，得到纯胆固醇。因此，以0.5-50克的4-二甲胺基吡啶作为催化剂，在碱性基(如氢氧化钠)中对每克含0.4-0.6克胆固醇(游离的和酯化的)的鱼油废渣进行皂化。皂化在低级醇如甲醇中进行。将混合物回流约0.5-6小时。大约一小时后，通过将温度升高到70-80℃将溶剂蒸馏出来。在相同温度下使用20-25％的硫酸中和混合物。加入水，然后加入2-丁酮，将反应物料在50-80℃下搅拌10-90分钟。分离有机层和水层。在水层中洗去ω酸和所有其它残留的酸/杂质，并用饱和盐溶液进一步洗涤母液以除去任何痕量的水。在90-95℃的温度下加热蒸发有机溶剂。在相同温度下进一步加入2-丁酮，将含有甾醇的反应物质冷却至65-70℃。在本专利技术方法的一个实施方案中，从碱金属或碱土金属卤化物、硝酸盐、硫酸盐，优选卤化物(如溴化钙)中选择量为50-500克的无机盐加入上述冷却的反应物料中，并加热，得到无酯甾醇加合物。加热温度保持在25-80℃，优选40-80℃，更优选60-75℃，保持7-16小时。加热约8小时后，将反应物质冷却至约30℃，过滤，用2-丁酮洗涤。将含有甾醇的固体残余物进一步悬浮在甲醇中并回流3-4小时，冷却至35℃，在相同温度下再保持3-4小时，过滤并用甲醇洗涤除去无机盐。将无盐固体残余物进一步悬浮于脂肪烃或芳香烃，例如己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、乙基甲苯等中；优选地，将甲苯和混合物加热到40-50℃以去除任何其他杂质。将悬浮液过滤并用甲苯洗涤。去除残余固体，并在60-70℃真空下蒸发整个滤液，即含有胆固醇的有机层，并进一步用甲醇处理以去除残余甲苯。通过添加甲醇并在60-70℃下加热反应混合物1-5小时进一步纯化粗胆固醇。将反应物质冷却至30-35℃并保持2-6小时，过滤固体，洗涤，真空干燥以获得纯胆固醇。在一个实施例中，甾醇与溴化钙的比率在1:1到1:10的范围内，优选1:1到1:5之间，更优选为1:1。在本专利技术的皂化反应中使用4-二甲基氨基吡啶作为催化剂，可增强胆固醇中酯化基团的水解，从而产生游离甾醇。反应可以在更短的时间内在不高于所用溶剂沸点的温度下进行。诸如溴化钙的无机盐选择性地与胆固醇形成加合物，其可以容易地从溶剂中分离出来。反应在升高的温度下进行，这缩短了反应的持续时间。本专利技术方法中的加合物形成减少了现有技术方法中用来提取胆固醇的溶剂的过量使用。因此，本方法具有成本效益并且在工业上可行。在一个实施例中，通过本专利技术的方法从鱼油废本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从富含胆固醇的鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法，其特征在于，所述方法包括：/nⅰ.以4-二甲基氨基吡啶为催化剂皂化鱼油废渣，再用酸性水溶液中和，得到无酯胆固醇；/nⅱ.将皂化物在2-丁酮中加热，相分离后，加入溴化钙，在高温下得到胆固醇加合物；/nⅲ.从加合物中分离胆固醇，然后从甲醇中再结晶，得到纯胆固醇。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170914 IN 2017210326321.一种从富含胆固醇的鱼油废渣中以高产率和纯度提取胆固醇的改进方法，其特征在于，所述方法包括：
ⅰ.以4-二甲基氨基吡啶为催化剂皂化鱼油废渣，再用酸性水溶液中和，得到无酯胆固醇；
ⅱ.将皂化物在2-丁酮中加热，相分离后，加入溴化钙，在高温下得到胆固醇加合物；
ⅲ.从加合物中分离胆固醇，然后从甲醇中再结晶，得到纯胆固醇。


2.根据权利要求1所述的改进方法，其中胆固醇与溴化钙的比例在1:1到1:10之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：阿努帕马·达察，普拉桑特·纳格瑞，贾格迪什·塔莫尔，斯里纳特·特瑞维克拉姆，加亚南·德冈加，
申请(专利权)人：发酵生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN