SE514725C2

SE514725C2 - Fraktioneringsförfarande

Info

Publication number: SE514725C2
Application number: SE9801955A
Authority: SE
Inventors: Jari Alander; Ann-Charlotte Andersson; Haakan Malmros; Joergen Nilsson
Original assignee: Karlshamns Ab
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 2001-04-09
Also published as: EP1084215B1; ATE287436T1; SE9801955L; SE9801955D0; WO1999063031A1; AU4667399A; DE69923309D1; DE69923309T2; US6552208B1; EP1084215A1

Description

514 725 2 oförtvålbara lipiderna i sheafett kännetecknas av en hög halt av UV-absorberande triterpenestrar och naturliga fytosteroler som påstås utöva antiinflammatorisk verkan pá skadad hud.

De oförtvålbara lipiderna i rapsolja domineras av en unik hög halt av steroler, såsom ß-sitosterol, campesterol och brassicasterol, liksom tokoferoler som är kända för att ge ett gott naturligt skydd mot oxidation. En oförtvålbar fraktion av rapsolja har visat sig uppvisa en antiinflammatorisk effekt på irriterad hud (Lodén, M., et al., Effect of topically applied lipids on surfactant-irritated skin, British Journal of Dermatology 1996; 134: 215-220).

Vid tillverkning av råmaterial för livsmedelsindustrin påverkas många av de oförtvålbara komponenterna i det vegeta- biliska fettet eller oljan negativt av processbetingelserna och andra avlägsnas. Halten av oförtvålbara komponenter varierar med råmaterialets ursprung. Typiskt uppgår den del av en raffinerad olja som ej är glycerider till 0,5-1,0 viktprocent. _ För att erhålla de oförtvålbara, biologiskt aktiva komponenterna av intresse finns flera vägar att gå. Oljan kan exempelvis förtvålas och intressanta komponenter extraheras, men detta förfarande kommer att ge stora mängder fettsyror och glycerol. Vidare kommer några av komponenterna, till exempel estrar av steroler och triterpenalkoholer att förtvålas och förlora sin oljelöslighet. En annan metod är àngdestillation av oljan och upparbetning av destillatet. Vid denna metod blåses oljan under lågt tryck med ånga som avlägsnar flyktiga kompo- nenter, mer eller mindre, beroende på trycket och temperaturen.

Emellertid avlägsnas även triglycerider och fettsyror och destillatet måste underkastas ett förtvålnings- och extraktions- förfarande, alternativt en kortvägsdestillation för att rena komponenter av intresse. Härigenom kommer aktiviteten och kvaliteten av komponenterna att reduceras. Ytterligare en annan metod är att fraktionera oljan i ett lämpligt lösningsmedel vid låg temperatur. Detta utgör ett föredraget förfarande eftersom de aktiva komponenterna kan erhållas eller koncentreras utan att modifieras kemiskt.

KÅND TEKNIK S14. 725 3 Förfaranden för fraktionering av oljor och fetter har sedan länge använts för tillverkning av sötvarufetter eller hårda fetter och även för erhållande av fraktioner med vissa specifika egenskaper. De flytande produkter som erhålles som biprodukter har använts inom livsmedelsindustrin. Vid upparbetning av en vegetabilisk olja användes normalt ett eller flera av följande Steg: - pressning eller extraktion av råmaterialet; - rening av den pressade eller extraherade oljan, det vill säga avslemning med syra för att avlägsna polära lipider, avsyrning med alkali för att avlägsna fria fettsyror, och blekning för att reducera färg och oxidationsprodukter; - katalytisk hydrering; - lösningsmedelsfraktionering av den hydrerade oljan som gör att triglyceriderna faller ut; - deodorisering med hjälp av ånga för att avlägsna komponenter som ger upphov till icke önskad smak och lukt. ﬂz US 2,972,54l avser exempelvis hårda fetter och en metod för framställning av dessa hårda fetter genom lösningsmedels- fraktionering från oljor sammansatta av huvudsakligen triglyce- rider av fettsyror med 16 och 18 kolatomer. För att återvinna intressanta triglycerider hydreras utgångsoljan så att fettsyra- grupperna i oljan omvandlas från cis- till transfiguration och för att sänka den initiala omättnaden genom att eliminera det mesta av den polyeteniska omättnaden. Den hydrerade oljan kan därefter lösningsmedelsfraktioneras, en teknik som är väl känd inom glyceridoljetekniken, för framställning av en kristallin hård fettfraktion. Ingenting nämns dock om den oförtvålbara fraktionen eller halten av icke-triglycerider i oljan.

EP-Bl-0690904 avser ett förfarande för framställning av fraktioner av ett fett av vegetabiliskt ursprung som är anrikat på oförtvålbara material, vilket förfarande kännetecknas av att fettet behandlas med ett polärt lösningsmedel såsom aceton och upphettas varvid erhålles en första fraktion som är olöslig i varmt lösningsmedel som är rik på oförtvålbart material. Denna första fraktion kan kombineras med en andra fraktion som erhållits från den lösliga fraktionen efter kristallisation därav vid en temperatur under 0°C, lämpligen vid -15 till -30°C, A514 725 4 filtrering och indunstning av filtratet. Den erhållna fraktionen som är anrikad på oförtvålbart material uppges vara användbar för framställning av kosmetiska och farmaceutiska kompositioner, men ingenting sågs om användbarheten av de fasta fraktionerna.

Det fett som beskrives är sheafett.

WO 96/03137 avser kosmetiska och farmaceutiska preparat som innehåller sheafettkoncentrat med en ökad halt komponenter som ej kan förtvàlas. Dessa sheakoncentrat har erhållits från orenat eller renat sheafett genom destillation i en kortvâgsdestilla- tionsapparat vid en temperatur av 200-300°C och vid ett reducerat tryck. Det sägs också vara möjligt att producera lämpliga koncentrat genom extraktion av sheafett med organiska lösnings- medel såsom etanol. Vid detta förfarande kommer den ursprungliga sammansättningen av de oförtvålbara komponenterna dock att förstöras eftersom estrarna hydrolyseras, oxideras och/eller isomeriseras.

Det finns fortfarande ett behov av en process med hjälp av vilken det blir möjligt att förutom en eller flera hårda fraktioner som lämpar sig för sötvarufettapplikationer erhålla en användbar sidofraktion, såsom en flytande fraktion rik på kemiskt oförändrade, oförtvålbara, biologiskt aktiva komponenter från vegetabiliska oljor på ett kostnadseffektivt sätt.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för fraktionering av en vegetabilisk olja för erhållande av en eller flera brant avsmältande fasta fraktioner som är lämpliga för sötvaruapplikationer liksom en flytande fraktion rik på oförtvålbara, biologiskt aktiva komponenter.

För att framställa sötvarufetter, liksom en fraktion rik på oförtvålbara, biologiskt aktiva komponenter, från en vegetabi- lisk olja bör det oljeinnehållande råmaterialet behandlas med följande steg i varje lämplig ordningsföljd: - förbehandling, det vill säga pressning eller extraktion av oljan, - rening, det vill säga avslemning med syra, avsyrning och blekning; - eventuell katalytisk hydrering; 5141725 5 - fraktionering; och - efterbehandling.

Uppfinningen avser ett förfarande för fraktionering av en vegetabilisk olja som ger en eller flera fasta fraktioner som lämpar sig för sötvaruapplikationer liksom en flytande fraktion som är rik på oförtválbara, biologiskt aktiva komponenter, varvid en eventuellt förbehandlad olja med en smältpunkt av 32- 55°C blandas med ett lösningsmedel i ett förhållande av 1:3-7 (vikt/volym), upphettas till transparens, och därefter kyles med en hastighet av 0,1-1,5°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en första fraktioneringstemperatur av -5 till +lO°C, vid vilken temperatur en eller flera utfällda fasta fraktioner som är lämpliga att använda vid sötvarutillämpningar har avfiltrerats under bildande av ett filtrat Fl, som kännetecknas av att a) filtratet Fl eventuellt blandas med ytterligare lösningsmedel; b) filtratet Fl kyles med en hastighet av 0,1-l,O°C/min till en andra fraktioneringstemperatur av -30 till -l5°C, vid vilken temperatur den utfällda fasta fraktionen avfiltreras under bildande av ett filtrat F2; c) filtratet F2 destilleras för avlägsnande av lösningsmedlet under bildande av en flytande fraktion vari de oförtválbara, biologiskt aktiva komponenterna har anrikats med åtminstone en faktor 2.

Det har överraskande visat sig att en upprepad fraktion- ering vid en låg temperatur såsom beskrivits ovan medför en anrikning av de oförtvålbara komponenterna i en vegetabilisk olja i den slutliga flytande fasen i en utsträckning som vida överstiger vad som kunde förväntas. Detta måste tillskrivas det faktum att de önskade, oförtválbara komponenterna trots höga fsmältpunkter överraskande är lösliga i de flytande triglycerider som finns närvarande i de vegetabiliska oljorna också vid mycket låga temperaturer och därför kan anrikas till en högre koncentrationsgrad än förväntat.

Kakaosmöralternativ, CBA, indelas vanligen i tre katego- rier, det vill säga kakaosmörekvivalenter, CBE, kakaosmör- ersättare, CBR, och kakaosmörsubstitut, CBS, beroende på deras' i 51? 725 6 kompatibilitet och strukturella likhet med kakaosmör.

Kakaosmörekvivalenter kännetecknas av en triglyceridsamman- sättning som domineras av samma kombinationer av stearin-, olje- och palmitinsyrabaserade triglycerider som påträffas i kakaosmör (SOS, POS och POP, där S betecknar stearin, O olje och P palmitin och trebokstavskombinationen definierar en triglyce- rid). Kristallisationssâttet hos dessa fetter är också identiskt med detsamma för kakaosmör. CBE tillverkas från sådana fetter som sheafett, illipefett, mangokärnolja, salfett, madhucafett och andra liknande fetter, enbart eller i kombination med fraktionerade palmoljor.

Kakaosmörersättning, CBR, användes i kombination med 5-35% kakaosmör i sötvaruprodukter. Den kemiska sammansättningen av CBR domineras av kombinationer av olje-, elaidin-, stearin- och palmitinsyror i triglyceriderna (PEP, PEO och SEE, där E beteck- nar elaidinsyra) med en lägre grad av kompatibilitet till kakaosmörtriglyceriderna. CBR behöver inte den karaktäristiska tempereringsprocedur som krävs för att man skall erhålla den riktiga kristallformen i kakaosmör. CBR erhålles genom hydrering och eventuell fraktionering av fler- och enkelomättade oljor som sojabönolja, bomullsfröolja, rapsolja och jordnötsolja.

Kakaosmörsubstitut, CBS, har en triglyceridstruktur härledd från kortare fettsyror (laurin- och myristinsyra) och är således fullständigt inkompatibelt med kakaosmör. De erhålles huvud- sakligen från palmkärnolja och kokosnötolja genom kombinationer av fraktionering och hydrering.

De fasta fraktioner som erhålles vid förfarandet enligt uppfinningen kan användas för att formulera kakaosmörekvival- enter och kakaosmörersáttare enligt ovanstående beskrivning.

Exempelvis kan den fasta fraktion som erhållits från sheanötolja vid den andra fraktioneringstemperaturen användas för att formulera en CBE-komposition, speciellt om den kombineras med den fasta fraktion som erhållits vid den första fraktionerings- temperaturen. Dessa högsmáltande fraktioner kännetecknas också av en låg halt av oförtvålbart material, speciellt triterpen- alkoholestrar, vilket förbättrar tempereringsegenskaperna och kompatibiliteten med kakaosmör. Om en hydrerad rapsolja användes som utgångsmaterial för fraktioneringen kan en produkt av CBR- ås14ï72s 7 typ erhållas genom kombination av de fasta fraktionerna som filtrerats vid den första och den andra fraktionerings- temperaturen. vegetabiliska oljor som är användbara som råmaterial år sådana oljor som innehåller de aktiva komponenterna i en mängd som kan koncentreras. Exempel på råmaterial som innehåller lipider som kan anrikas genom förfarandet enligt uppfinningen är följande: rapsolja (Brassica napus, rapa, campestris etc), crambeolja (Crambe abyssinica, hispanica), senapsfröolja (Brassica alba, hirta, nigra, juncea, carinata), sojabönolja (Glycine max), solrosolja (Helianthus annuus), bomullsfröolja (Gossypium hirsutum, barbadense, herbaceum), jordnötsolja (Arachis hypogaea), linfröolja (Linus usitatissimnm), jâttenattljusolja (Oenothera biennis, larmarkiana), boragoolja (Borago officinalis), druvkârnolja (Vitis vinifera), safflorolja (Carthamus tinctorius), sesamolja (Sesamum indicum, orientale), tefröolja (Thea sasanqua, Camellia sasanqua), majsolja, majsfiberolja, majskliolja (Zea mays), veteolja, vetekliolja eller vetegroddolja (Triticum aestivum), havreolja, havrekliolja (Avena sativa), risskalsolja, risolja (Oryza sativa), olivolja (Olea europea), palmolja, palmkärnolja (Elaeis guineensis, oleifera), kokosnötsolja (Cocos nucifera), babassuolja (Orbignya martiana, oleifera), illipefett, borneotalg (Shorea stenoptera), sheafett eller sheaolja (Butyrospermnm parkii), madhuca, mowrahfett (Madhuca, latifolia, indica, longifolia), salfett (Shorea robusta), mangokärnolja (Mangifera indica), avokadoolja, avokadokärnolja (Persea americana), kakaosmör (Theobroma cacao), hasselnötsolja (Corylus avellana), mandelolja (Prunus amygdala), macadamianötolja (Macadamia tetraphylla), valnötsolja (Juglans nigra) och kastanjeolja (Castanea mollisima).

Föredragna exempel på sådana oljor år sheafett eller sheaolja, rapsolja, canolaolja, olivolja, avokadoolja, jordnötsolja, majsolja, sojabönolja, solrosolja, hybridsolrosolja, vetegroddsolja, illipefett, mangokârnolja, shoreafett, salfett, sesamolja, risskalsolja, safflorolja, linfröolja, palmolja, palmkärnolja, kokosnötsolja, kakaosmör, bomullsfröolja, havreolja, havrekliolja, liksom blandningar därav. De oljor som har en naturligt hög halt av de aktiva 2314 725 komponenterna föredrages.

Oförtvålbara, biologiskt aktiva komponenter som kan anrikas genom förfarandet enligt uppfinningen omfattar följande föreningar av intresse: retinol och acylretinoler; luteol och luteolestrar; ß-karoten och andra karotenoider; tokoferoler och tokotrienoler; fytosteroler, såsom 4,4-dimetylsteroler (triterpenalkoholer), 4-monometylsteroler, 4-demetylsteroler och estrar därav med fettsyror, kanelsyra, substituerade kanelsyror, bensoesyra, substituerade bensoesyror; avenantramid; oljelösliga flavonoider; oljelösliga vitaminer och vitaminprekursorer (vitamin D och A); ubikinon, fyllokinoner, menakinoner och oljelösliga derivat därav. Steroler av intresse är till exempel ß-sitosterol, stigmasterol, avenasterol, campesterol, brassica- sterol, dihydrobrassicasterol, ringmàttade motsvarigheter därtill (stanoler) och estrar med lángkedjiga mättade eller omâttade fettsyror, kortkedjiga karboxylsyror och aromatiska syror. Triterpenalkoholer omfattar till exempel d- och ß-amyrin, lupeol, parkeol, germanikol, taraxasterol, taraxerol, W-taraxa- sterol, butyrospermol, lanosterol, cykloartenol, cyklobranol, ringmàttade motsvarigheter därtill och estrar med långkedjiga omâttade och mättade fettsyror, kortkedjiga karboxylsyror och aromatiska syror, det vill säga kanelsyra, ferulasyra, kaffein- syra, sinapinsyra, bensoesyra och liknande syror.

Beroende på lipiden av intresse och den avsedda funktion- aliteten av koncentratet kan olika råmaterial och kombinationer av råmaterial användas. Följande exempel ges för att åskådlig- göra möjligheterna: tokoferoler påträffas exempelvis i de flesta fleromättade oljor såsom rapsolja, sojabönolja, majsolja, jordnötsolja och solrosolja. Tokotrienoler påträffas exempelvis i oljor härledda från oljepalmen (Elaeis sp). Triterpenalkoholer (4,4-dimetylsteroler) påträffas till exempel i sheafett, oliv- olja, risskalsolja. 4-monometylsteroler och 4-demetylsteroler är vanliga i alla vegetabiliska oljor och fetter, antingen som fria steroler eller förestrade till fettsyror eller fenoliska syror.

Den olja som erhålles från pressningen eller extraktionen renas noggrant så att de aktiva komponenterna bevaras intakta.

Detta sker bäst genom konventionell kemisk rening, det vill säga alkalisk rening. Råoljan avslemmas med hjälp av fosforsyra eller is14:72s 9 citronsyra, avsyras med en vattenlösning av natrium-, kalium- eller kalciumhydroxid och blekes slutligen med bentonit eller silikagel. Dessa processer äger rum vid en temperatur av 50-90°C.

Då fetter eller oljor med en hög halt av omättade kompo- nenter användes som råmaterial är det för att erhålla den karakteristiska, effektiva separeringen av de aktiva komponent- erna lämpligt att reducera lösligheten av triglyceriderna genom katalytisk hydrering. Hydrering av vegetabiliska oljor som är lämpliga för fraktionering sker med hjälp av kommersiella Ni- haltiga katalysatorer såsom Pricat 9900, Pricat 9910, Pricat 9908 och Pricat 9918 från Unichema, Nysosel 325, Nysosel 545, Nysosel 645, Nysosel 222, Nysel SP 7 och Nysel SP10 från Engelhard eller Glll, G95-D och KE/KTR från Süd-Chemie. Det är också möjligt att använda Pd eller Pt på en kolbârare (Pd/C eller Pt/C). Hydreringen utföres normalt under användning av 0,005-0,15% Ni i olja vid 180-l20°C och ett partiellt vàtetryck av_l,0-4,0 bar.

Hydreringen tillåtes fortgå till en smältpunkt av 32-55°C, vilket innebär att huvuddelen av de omättade triglyceriderna har blivit tillräckligt mättade för att vara fasta, vilket gör det möjligt att avlägsna dessa i den fasta fasen vid efterföljande fraktioneringssteg.

Enligt en annan aspekt avser uppfinningen ett förfarande för fraktionering av en vegetabilisk olja eller en fraktion därav som omfattar det ytterligare steget att katalytiskt hydrera oljan eller en flytande fraktion därav för att öka smältpunkten till ett värde inom området 32-55°C.

Om oljans smältpunkt överstiger 55°C kommer den mängd vätska som skall solubilisera de önskade komponenterna att bli alltför liten och dessa komer att utfällas tillsammans med de fasta triglyceriderna. Återvinningen av den lilla mängden flytande fraktion blir också svårare än om en lägre smältpunkt användes. Om smältpunkten av utgángsmaterialet är alltför låg, det vill säga under 32°C, kommer emellertid koncentrationen av de önskade lipiderna i den flytande fraktionen att bli alltför låg och de önskade anrikningarna kan ej uppnås.

Dä råmaterialoljan eller -fettet innehåller en stor mängd mättade fetter, såsom sheafett, kakaosmör eller illipefett är 514 725 10 detta hydreringssteg en eventualåtgärd, men en högre smâltpunkt av oljan kommer att ge en högre anrikning av produkten.

Om den vegetabiliska oljan som användes som utgångsolja har en smältpunkt av 38-55°C kan den andra fraktioneringstemperaturen vara så hög som -5°C, men om å andra sidan oljans smältpunkt är så låg som 32-40°C måste den andra fraktioneringstemperaturen vara lägre, det vill säga från -30 till -l5°C.

Fraktioneringen utföres genom blandning av oljan med ett semipolârt lösningsmedel, såsom en keton, till exempel aceton eller metyletylketon, metylisobutylketon, dietylketon, 2-nitro- propan, tetrahydrofuran eller etylacetat, ett opolärt lösnings- medel, såsom hexan eller petroleumeter, eller ett polärt lösningsmedel, såsom en alkohol, såsom isopropanol, etanol eller metanol, till en uppslamning som kyles på ett kontrollerat sätt till en första fraktioneringstemperatur, i allmänhet över 0°C, lämpligen vid omkring -5°C till +10°C, vid vilken temperatur en del av fettet, speciellt de hydrerade eller mättade triglycerid- erna utfàlles som en eller flera fasta fraktioner. Dessa fraktioner filtreras och filtratet som innehåller en flytande fraktion anrikad på biologiskt aktiva komponenter sparas.

I ett andra steg fraktioneras detta filtrat en gång till vid en andra, fortfarande lägre fraktioneringstemperatur, omkring -15 till -30°C, vid vilken temperatur en annan fast fas utfälles under bildande av ett filtrat som innehåller en flytande fraktion med en ändå högre koncentration av aktiva komponenter. Därefter avlägsnas lösningsmedlet från filtratet genom destillation. För att öka koncentrationen av oförtvàlbara komponenter kan den flytande fraktionen hydreras en gång till före en andra fraktionering.

Efterbehandlingen omfattar en deodorisering av oljan genom upphettning under lågt tryck, exempelvis vid 150-230°C och 100- 500 Pa, under tillsats av ånga. Den låga temperaturen är nödvän- dig för att bevara de aktiva komponenterna i oljan. Genom denna behandling avlägsnas obehagliga lukter och smakämnen, liksom eventuella återstoder av lösningsmedel eller pesticider etc.

Enligt en annan aspekt avser uppfinningen även ett förfarande för fraktionering av en vegetabilisk olja som ger en eller flera fasta fraktioner som är lämpade för sötvaru- 51.4 725m ll applikationer liksom en flytande fraktion rik på oförtválbara biologiskt aktiva komponenter, varvid en eventuellt förbehandlad olja med en smältpunkt av 32-55°C blandas med lösningsmedel i ett förhållande av 1:3-7 (vikt/volym), upphettas till transparens och därefter kyles med en hastighet av 0,1-1,5°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en första fraktionerings- temperatur av -5 till +10°C, vid vilken temperatur en eller flera utfällda fasta fraktioner lämpliga för användning i sötvaru- applikationer har avfiltrerats under bildande av ett filtrat Fl, som kännetecknas av att a) filtratet Fl indunstas och den flytande fraktionen hydreras till en smältpunkt av 32-55°C; b) den hydrerade flytande fraktionen blandas med lösnings- medel i ett förhållande av 1:3-7 (vikt/volym), upphettas till transparens och därefter kyles med en hastighet av 0,5-l,0°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en fraktionerings- temperatur av -5 till +l0°C, vid vilken temperatur en fast fraktion avfiltreras under bildande av ett filtrat HF1; c) filtratet HF1 kyles med en hastighet av 0,1-1,0°C/min, eventuellt efter blandning med ytterligare lösningsmedel till en andra fraktioneringstemperatur av -30 till -15°C, vid vilken temperatur en fast fraktion avfiltreras som ger ett filtrat F2; d) filtratet F2 destilleras för avlägsnande av lösnings- medlet under bildande av en flytande fraktion vari de oförtvàl- bara, biologiskt aktiva komponenterna anrikats med åtminstone en faktor 4.

Enligt ett föredraget förfarande fraktioneras sheafett under bildande av en eller flera fasta fraktioner som är lämpliga för sötvaruapplikationer liksom en flytande fraktion rik på oförtvålbara biologiskt aktiva komponenter, varvid eventuellt förbehandlat sheafett med en smältpunkt av 32-38°C blandas med aceton i ett förhållande av 1:4-6 (vikt/volym), upphettas till transparens, och därefter kyles med en hastighet av 0,1-0,5°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en första fraktioneringstemperatur av +1 till +8°C, vid vilken temperatur en eller flera fasta fraktioner som lämpar sig för användning vid sötvaruapplikationer har avfiltrerats under bildande av ett filtrat Fl, vilket förfarande kännetecknas av 514 925 12 att a) filtratet Fl eventuellt blandas med ytterligare aceton; b) filtratet F1 kyles med en hastighet av 0,1-l,O°C/min till en andra fraktioneringstemperatur av -25 till -15°C vid vilken temperatur den utfällda fasta fraktionen avfiltreras under bildande av ett filtrat F2; c) filtratet F2 destilleras för avlägsnande av lösnings- medlet under bildande av en flytande fraktion vari de oförtvâl- bara, biologiskt aktiva komponenterna har anrikats med åtminstone en faktor 3.

Enligt ett annat föredraget förfarande fraktioneras rapsolja under bildande av en eller flera fasta fraktioner som lämpar sig för sötvaruapplikationer liksom en flytande fraktion rik på oförtvâlbara biologiskt aktiva komponenter, varvid en eventuellt förbehandlad rapsolja som hydrerats till en smält- punkt av 38-48°C blandas med aceton i ett förhållande av 1:4-6 (vikt/volym), upphettas till transparens och därefter kyles med en hastighet av 0,1-0,5°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en första fraktioneringstemperatur av -5 till +l0°C, vid vilken temperatur en eller flera fasta fraktioner lämpliga för användning vid sötvaruapplikationer har avfiltrerats under bildande av ett filtrat Fl, vilket förfarande kännetecknas av att a) filtratet Fl eventuellt blandas med ytterligare aceton; b) filtratet Fl kyles med en hastighet av 0,1-l,0°C/min till en andra fraktioneringstemperatur av -25 till -l5°C vid vilken temperatur den utfällda fasta fraktionen avfiltreras under bildande av ett filtrat F2; c) filtratet F2 destilleras för avlägsnande av lösnings- medlet under bildande av en flytande fraktion vari de oförtvâl- bara, biologiskt aktiva komponenterna anrikats med åtminstone en faktor 3.

Uppfinningen avser även en flytande vegetabilisk olje- fraktion rik pä biologiskt aktiva komponenter som kan erhållas genom fraktioneringsförfarandet enligt uppfinningen. Den flytande fraktionen av vegetabilisk olja har anrikats åtminstone med en faktor 2,0 med avseende på biologiskt aktiva komponenter omfattande: 5.1 1725 13 - tokoferoler och tokotrienoler och dimerer och isomerer därav; - steroler, metylsteroler, dimetylsteroler, triterpen- alkoholer och estrar därav med mättade, enkelomättade eller fleromättade fettsyror med en kolvätekedjelängd av 6-24 kolatomer och 0 till 6 dubbelbindningar, och estrar därav med kanelsyra eller hydroxi- och/eller metoxisubstituerade kanelsyror; - karotenoider och isomerer därav.

En föredragen aspekt enligt uppfinningen är en sheafett- fraktion som kan erhållas genom förfarandet enligt uppfinningen, som omfattar 64-85 viktprocent di- och triglycerider och 15-33 viktprocent oförtválbara lipidkomponenter. I denna sheafett- fraktion omfattar de biologiskt aktiva komponenterna - kanelsyraestrar av triterpenalkoholer, 10-25% - fettsyraestrar av triterpenalkoholer, 5-10% - skvalen och andra kolväten, mindre än 1,0% baserat på den totala vikten av koncentratet.

En annan föredragen aspekt enligt uppfinningen är en flytande rapsoljefraktion som är rik på biologiskt aktiva komponenter som kan erhållas genom förfarandet enligt uppfinningen och som innehåller 1,5 till 5% oförtválbara komponenter och en återstod av tri- och diglycerider.

I rapsoljefraktionen enligt uppfinningen omfattar de oförtválbara komponenterna: - minst 2000 ppm blandade tokoferolisomerer i naturligt förekommande proportioner och - inte mindre än 1,3% steroler och sterolestrar, varvid sterolsammansâttningen domineras av ß-sitosterol, campesterol och brassicasterol i naturligt förekommande proportioner.

Sheafettfraktionen enligt uppfinningen kan användas som beståndsdel i ett kosmetiskt eller farmaceutiskt preparat, speciellt för tillhandahållande av UV-skyddande och hudfuktande egenskaper. Den anrikade halten av UV-B absorberande kanelsyraestrar erbjuder en additiv effekt vid kombination med kommersiella solskyddsprodukter såsom oktyl-metoxicinnamat. Ett förbättrat ljusskydd genom kombinationen av den naturliga substansen och ett kemiskt solskyddsmedel eller ett fysiskt 514 725 14 filter i en hudvårdsformulering kan erhållas. Triterpen- alkoholerna och fytosteroler, som anrikats i fraktionen, har en antiinflammatorisk effekt. Dessa substanser har också en stabiliserande effekt på cellmembranen, som förbättrar den vattenbindande förmågan hos epidermis och ger en önskad fuktgivande effekt. Triglyceridolja som finns närvarande i fraktionen ger uppmjukning och smörjning.

Rapsoljefraktionen enligt uppfinningen kan också användas som en beståndsdel i ett kosmetiskt eller farmaceutiskt preparat. Den höga halten av anrikade naturliga tokoferoler ger oljefraktionen en utmärkt oxidationsstabilitet, oljestabilitets- index (OSI)>l00 timmar vid llO°C. Tokoferolerna ger också, som radikalfångare, ett skydd för andra beståndsdelar i en formuler~ ing liksom ett biokemiskt skydd av celler i epidermis mot skador av ljus. Speciellt har UV-A skyddande egenskaper demonstrerats av rapsoljefraktionen. Tokoferoler i kombination med fyto- steroler vet man vidare uppvisar membranstabiliserande egen- skaper som ger epidermis en förbättrad vattenbindande förmåga.

Pàvisade antiinflammatoriska egenskaper på surfaktantskadad hud avser likaså epidermis. En antiirriterande och antiinflammator- isk effekt på skadad hud kan också tillskrivas kombinationen av fytosteroler och tokoferoler.

EXEMPEL I följande fraktioneringsexempel upphettas en renad vegetabilisk olja eller en fraktion därav till 70°C före blandning med aceton och kyles därefter med en hastighet av 0,5- 1,0°C/min under konstant omröring. När temperaturen har uppnått Övermättnadsgränsen bildas kristaller och avfiltreras som en fast fraktion. Fortsatt kylning med sama hastighet ger efter filtrering ytterligare en fast fraktion. Filtratet innehåller en tredje fraktion som är en lågsmältande flytande fraktion.

Lösningsmedlet återvinnes genom destillation och den flytande oljefraktionen deodoriseras med hjälp av ånga varvid den önskade slutprodukten erhålles.

I exemplen bestâmmes småltpunkten enligt AOCS Cc 3-25 (stigsmältpunkt) och jodtalet är enligt Hanus (IUPAC 2.205 (m)).

Anrikningsfaktorn E, som definieras som förhållandet mellan '514 725) 15 den observerade mängden aktiv lipid i fraktionen delat med mängden aktiv lipid i utgángsoljan är: Ctoc (F) cwJs) vari Cwc(F) är mängden av den aktiva lipiden i fraktionen och Cum(S) är mängden av den som utgångsmaterial använda oljan.

Anrikningsfaktorn kan beräknas för alla aktiva lipider, såsom tokoferoler (som ovan), steroler, triterpencinnamat etc.

E I 1 . _ J.

Renad och blekt rapsolja med låg erukasyrahalt (canolaolja, Brassica sp) som hydrerats till en smâltpunkt av 40°C upphettas till ca 70°C och blandas med aceton i förhållandet 100 g olja till 400 ml aceton. Den erhållna blandningen har en temperatur av 35°C. Denna blandning överföres till ett omrört kärl placerat i ett kylbad som hàlles vid 30°C. När blandningen uppnått temperaturen 31°C påbörjas kylningen med en hastighet av 0,5°C/min under konstant omrörning. Kristaller börjar bildas när temperaturen uppnått övermättnadsgränsen och en första fast fraktion avfiltreras vid 10°C i ett utbyte av ca 50%. Ytterligare kylning med samma hastighet till -l5°C ger en andra fast fraktion efter filtrering. Filtratet innehåller en flytande fraktion, som är en lågsmältande vätska anrikad på biologiskt aktiva komponenter. Utbytet av den andra fasta fraktionen är 35% och av den flytande fraktionen 15%.

Anrikningsfaktorn för tokoferoler i den flytande fraktionen visade sig vara 5,5 och för steroler 2,8 och i den andra fasta fraktionen 0,3 (tokoferoler) och 0,8 (steroler). Detta visar klart den föredragna anrikningen av de biologiskt aktiva lipiderna i den flytande fraktionen.

Den flytande fraktionen, en rapsoljefraktion enligt uppfin- ningen, analyserades med avseende på innehållet av biologiskt aktiva lipider under användning av kromatografi för tokoferoler och gaskromatografi efter förtvålning för sterolerna.

Halten av olika tokoferoler visade sig vara 1671 (317) ppm d-tokoferol, 2780 (490) ppm Y-tokoferol och 74 (13) ppm Ö- tokoferol. Värden för utgängsmaterialet anges inom parentes. 151.4 725 16 De huvudsakliga steroler som påträffades i den flytande fraktionen var brassicasterol (13% av totala steroler), campesterol (33%) och ß-sitosterol (47%) med en total sterolhalt av 2302 ppm. Motsvarande siffror för utgångsmaterialet var 14% (brassicasterol), 34% (campesterol) och 48% (ß-sitosterol) och en total sterolhalt av 822 ppm.

Detta exempel visar att anrikningsförfarandet inte förändrar det relativa förhållandet av tokoferolerna eller sterolerna på något signifikant sätt.

J i . 1.] J.

Den hydrerade rapsolja som användes i Exempel 1 erhölls från 1200 g av en renad och blekt rapsolja med låg halt eruka- syra som upphettats med 1,2 g Nysosel 325 under vakuum till 160°C i en Parr hydreringsreaktor på 2 liter. Reaktorn spolades med väte och omröringshastigheten inställdes på 650 varv/min.

Hydreringen startades i enlighet med “the dead-end principle” under användning av ett partiellt vätetryck av 2 bar och en temperatur av l80°C. Hydreringen stoppades när jodtalet var 63 och katalysatorn avfiltrerades. Smâltpunkten var 40°C.

En renad och blekt rapsolja med låg halt erukasyra hydrerades såsom angivits ovan under användning av Nysosel 545 som katalysator. Reaktionen stoppades vid ett jodtal av 60 vilket motsvarar en smältpunkt av 50-51°C.

Renad och blekt majsolja hydrerades såsom angivits ovan till ett jodtal av 70, vilket motsvarar en smältpunkt av 36-37°C. 1 1. . J.

En hydrerad rapsolja med låg halt erukasyra med en smältpunkt av 42°C fraktionerades enligt förfarandet som beskrivits i Exempel 1 men under användning av 700 ml aceton till 100 g olja. Den använda kylningshastigheten var 0,5°C/min och den slutliga kristallisationstemperaturen var -20°C. Utbytet av den första fasta fraktionen var 52%, av den andra fasta fraktionen 38% och av den flytande fraktionen 10%. Anriknings~ faktorn visade sig vara 10,0 för tokoferoler och 3,3 för steroler i den flytande fraktionen under det att motsvarande siffror för den andra fasta fraktionen var 0,1 och 0,6. Detta 0514 725 17 visar ånyo den föredragna anrikningen av de önskade lipiderna i den flytande fraktionen, en rapsoljefraktion enligt uppfinningen.

E J I E 1 . . J.

Rapsolja med låg erukasyrahalt som hydrerats till en smältpunkt av 34°C enligt metoden i Exempel 3 blandades med aceton i förhållandet 100 g till 400 ml lösningsmedel. Den erhållna blandningen kyldes från 30°C till 18°C med en hastighet av 0,5°C/min varvid erhölls 6% av en första fast fraktion som avfiltrerades. Filtratet kyldes vidare till -1°C med en hastighet av 0,5°C/min varvid erhölls en andra fast fraktion (38%) och ett filtrat som innehåller en första flytande fraktion (56%). Efter avdunstning av lösningsmedlet fraktionerades denna första flytande fraktion vidare under användning av aceton som lösningsmedel i förhållandet 400 ml lösningsmedel till 100 g olja. Fraktioneringen utfördes med en kylningshastighet av 0,8°C/min till en sluttemperatur av -20°C. Utbytet av den andra flytande fraktionen var 16% och anrikningsfaktorn för tokofe- roler var 5,0 och för steroler 2,2. Motsvarande vården för den tredje fasta fraktionen var 0,4 och 0,9, vilket visar på den prioriterade lösligheten av de önskade lipiderna i den flytande fraktionen.

Halten tokoferol och sterol och sammansättningen av de flytande fraktionerna i Exempel 3 och 4 anges i följande Tabell 1. 514.726 18 Tabell 1. Halt av steroler och tokoferoler i olika fraktioner av rapsolja Exempel 3 Exempel 4 Utgångs- Flytande Utgängs- Flytande material fraktion material fraktion a-tokoferol (ppm) 237 2260 443 2106 V-tokoferol 390 3990 773 3933 6-tokoferol 15 144 26 134 :zzïäïïïteml <* av w ß 11 15 Campesterol 35 32 36 34 ß-sitosterol i 47 46 48 47 ïïtïí :É:âÉk::::°ler 0,823 2,689 0,894 1,946 Fördelningen och halten av sterolestrar och fria steroler i rapsoljefraktionen bestämdes under användning av HPLC med kolesteryloleat som standard. Den totala sterolhalten bestämdes genom GC efter förtvàlning (E. Homberg, Fat Science Technology, 89(6), 1987, 215-). Fria steroler beräknades från värden pà totala steroler och sterolestrar under användning av en massbalansberàkning efter korrigering för skillnader i molekyl- vikt. Resultaten anges i följande Tabell 2: Tabell 2 Total mängd Sterol- Sterol- Fria steroler, estrar, estrar, steroler, analyserat (%) analyserat(%) beräkn.(%) beråkn.(%) Rapsolja 0,8 0,8 0,5 0,3 Hydrerëd 0,8 1,0 0,6 0,2 rapsolja Fraktionerad rapsolja, 0,9 0,95 0,6 0,3 steg 1 Fraktionerad rapsolja, 2,1 1,6 1,0 1,1 steg 2 .514 725 19 Detta visar att fraktioneringen i ett andra steg till en andra, lägre fraktioneringstemperatur ökar mängden fria och förestrade steroler i produkten.

E J E E 1 . . I E Ett blekt sheafett (Butyruspermum parkii) med en smältpunkt av 34°C fraktionerades först vid +4°C under användning av en temperaturgradient av O,5°C/minut och ett förhållande aceton/olja av 5/1 (volym/vikt) varvid erhölls en fast fraktion och ett filtrat som innehåller en första flytande fraktion i ungefär lika utbyten. Efter indunstning av lösningsmedlet fraktionerades den första flytande fraktionen vidare under användning av 400 ml aceton/100 g olja. Kylningen börjar vid l0°C och en kylhastighet av O,5°C/min användes tills temperaturen uppnår -12°C. Därifrån till den slutliga kristallisationstemperaturen -20°C användes en kylningshastighet av 0,l°C/minut. Utbytet av den andra flytande fraktionen är 18% och anrikningsfaktorn för tokoferoler visade sig vara 3,5 och 5,1 för triterpenestrarna av kanelsyra som är karakteristiska för sheafettet. 1 1 . . 1 E En annan portion av sheafettet enligt Exempel 5 fraktionerades under användning av det förfarande som beskrivits i detta exempel. Denna gång var den slutliga kristallisations- temperaturen -l5°C med en kylningshastighet av O,5°C/minut följt av O,1°C/minut från -12°C. Utbytet av den slutliga flytande fraktionen var 26% och anrikningsfaktorn för tokoferoler var 2,8 och för triterpenestrar 4,7. 3 .II . 1 E 'II l I Sammansättningen och halten av biologiskt aktiva lipider i de slutliga vätskefraktionerna av sheafettet enligt Exemplen 5 och 6 analyserades med kromatografiska metoder och resultaten anges i Tabell 3 nedan.

Tokoferoler och tokotrienoler bestämdes genom HPLC enligt en modifierad IUPAC 2.432 metod.

En lipidklassanalys varvid användes HPLC användes för att separera och kvantifiera de övriga beståndsdelarna i proverna. 514 725 20 Försöksbetingelser: Steg l: Nucleosil silikakolonn, 4,6 mm ID, längd 250 mm som hálles vid 30°C, rörlig fas hexan/ättiksyra 100/0,8, flöde 0,9 ml/min, ljusspridningsdetektor. Kvantifiering av kolväten, sterol- och triterpenestrar av fettsyror.

Steg 2: samma kolonn som i steg 1 men man använder en UV- detektor vid 273 nm, kvantifiering av cinnamater.

Steg 3: silikakolonn enligt ovan, rörlig fas hexan/dietylester/ättiksyra 70/30/0,8. Kvantifiering av diglycerider, fria steroler och triterpenalkoholer.

Triglycerider utgör återstoden.

Triterpenalkoholcinnamater bestämdes under användning av HPLC. Försöksbetingelser: semipreparativ Nucleosil silikakolonn 250 x 10 mm. Rörlig fas isooktan/dietyleter/ättiksyra 100/2/0,8.

Brytningsindexdetektor. Den fraktion som innehåller triterpen- alkoholestrar uppsamlades och lösningsmedlet avdunstades. Åter- stoden löstes i den mobila fasen och injicerades på en analytisk Nucleosil silikakolonn 4,6 x 250 mm. Rörlig fas isooktan/àttiksyra 100/0,8. Kvantifiering med hjälp av en UV- detektor vid 273 nm. Lupeolcinnamat användes som en referens för kvantifiering. Lupeolcinnamatet syntetiserades av lupeol och cinnamoylklorid i pyridin/kloroform vid 80-l00°C under 4 timmar följt av en upprening på en silikagelkolonn.

Triterpenfraktionen från den preparativa HPLC”n under- kastades också en gaskromatografisk analys (försöksbetingelser: DB-17 HT kolonn, 30 m, 0,25 mm ID, 0,15 pm filmtjocklek, FID detektor, heliumgas som bärare, temperaturprogram 80°C under 1 min följt av en gradient 80-300°C, 20°C/min och 300-340¿C, 5°C/min och slutligen isotermiskt 340°C under 40 min.

Detektortemperatur 340°C, injektor programmerad 80°C under 1 min följt av en gradient 80-325°C, 50°C/min.

Triterpencinnamaten identifierades under användning av autentiska prover av lupeolcinnamat, alfa-amyrincinnamat och ß- amyrincinnamat. Parkeol, butyrospermol och W-taraxasterol identifierades genom gaskromatografi-masspektroskopi.

Fettsyrasammansättning efter omvandling till metylestrar bestämdes enligt Aocs ce 1-62 (m/IUPAC 2.302. ša4 7259 21 Tabell 3. Innehálla av tokoferoler och steroler i sheafettfraktioner Filtrat Fl Filtrat F2 Filtrat F2 Exempel 5 Exempel 6 TOKOFEROLha1t (Dum i fraktion) a-tokoferol 125 85 93 V-tokoferol 42 141 110 ö-tokoferol 10 33 16 u-tokotrienol <5 22 20 y-tokotrienol <5 20 9 6-tokotrienol ><5 14 <5 LIPIDKLASS-samansättnihg (% av fraktion) Triterpencinnamater 5,8 16,7 15,4 ïﬁaﬁ 0» oﬂ ms Triglycerider 85,7 63,0 66,4 Diglycerider 4,7 12,6 10,0 TRITERPENCINNAMATsamansâttning (% av triterpencinnamater) Q-amyrincinnamat 40 37 ej analyserat ß-amyrincinnamat 6 6 Lupeolcinnamat 9 8 ïﬁïm* M M Parkeolcinnamat 5 5 Wïtaraxasteryl- 4 5 clnnamat övrigt 22 23 s 14 7:25 22 FETTSYRAsamansättning av GLYCERIDfraktion (% av glycerider) Palmitinsyra 5 5 6 Stearinsyra 27 9 10 Oljesyra 57 68 67 Linolensyra 9 14 14 EXﬁmpﬁl_1i_EIakLiQneIing av sheafett under användning av 1.] 1 _ J Fraktionering av sheafett utfördes i aceton under använd- ning av ett lösningsmedel till olja förhållande av 4:1.

Standardförfarandet omfattar en första fraktionering vid 4°C för separering av en första fast fraktion. Det återstående filtratet fraktioneras vidare i ett andra steg under användning av ett förhållande lösningsmedel till olja av 4:1 och en kylnings- hastighet av 0,8°C/min från 30°C till -20°C. Detta ger en andra fast fraktion och en slutlig flytande fraktion vid ett utbyte av 18%, motsvarande ett totalt utbyte av 9% beräknat på utgångs- materialet.

Tre alternativa fraktioneringstekniker användes. I detta fall utfördes fraktioneringen i ett steg utan separering av en första fast fraktion vid temperaturer över 0°C.

Den första profilen A omfattar kylning från 30°C till 4,5°C under användning av en kylningshastighet av 0,7°C/min följt av kylning från 4,5 till -l7°C med en kylningshastighet av O,3°C/min. Vid -l7°C hölls uppslamningen isoterm under 10 minuter och kyldes slutligen till -20°C under användning av en gradient av 0,3°C/min. W-f Den andra profilen B omfattar kylning från 30°C till 5°C under användning av en gradient av 1°C/min följt av en långsam gradient (0,1°C/min) från 5°C till 0°C. Från 0°C till -20°C användes en snabbare kylningshastighet (O,7°C/min).

Den tredje alternativa profilen C börjar med en snabb kylning med 1°C/min från 30 till lO°C följt av en långsam kylning mellan 10 och 7°C (0,l°C/min). Från 7°C till -l5°C användes en snabb kylning följt av en långsam kylning (0,1°C/min) från -l5°C till -20°C. s ï 1t4 725 23 Tabell 4. Effekt av kylningsprofil på anrikningsfaktorn Profil Profil Profil Standard A B C Utbyte (Ps) 9 12 11 11 Tokoferoler (ppm) 315 340 406 468 ïíiterpenalkoholer 24,0 21,6 19,3 24,0 Anrikningsfaktor' I 41 4] I tokoferoler 3 8 0 7 5 4 Anrikningsfaktor _ , 4,9 4,4 , triterpenalkoholer 5 Ä 5 5 Dessa exempel visar att höga utbyten av de önskade lipiderna kan uppnås genom användning av en mängd kylnings- betingelser i ett eller två steg. Speciellt gynnsamma resultat uppnås då man använder kombinationer av snabba kylningscykler (för att få ner den totala processtiden) och isoterma eller kvasiisoterma sådana (långsamma kylningshastigheter) användes.

Isoterm eller långsam kylningshastighet krävs för att man skall uppnå en bättre separering mellan fraktionerna.

Exempel_&l_EraktiQnering_ax_h¥drerat_sheafett En annan portion av det sheafett som användes i Exempel 5 fraktionerades först vid +4°C under användning av en temperatur- gradient på 0,5°C/min och ett förhållande aceton/olja av 5/1 (volym/vikt) för erhållande av en fast fraktion som är lämplig att använda som en sötvarufettbeståndsdel och ett filtrat.

Filtratet indunstades och den återstående flytande fraktionen hydrerades med hjälp av det förfarande som beskrivits i Exempel 2 till en smâltpunkt av 34°C. Den erhållna hydrerade oljan blandades med aceton i ett förhållande 4/1 (volym/vikt) och kyldes från +30 till -20°C med en kylningshastighet av 0,5°C/min.

Vid -20°C avfiltrerades en fast fraktion och filtratet återvanns.

Efter avdunstning av lösningsmedlet erhölls en slutlig flytande fraktion anrikad på tokoferoler och triterpenalkoholestrar i ett utbyte 8%. Den fasta fraktionen hade egenskaper lämpliga för användning som en beståndsdel i en CBR typ av sötvarufett. Den 514 'Z 2 5 24 flytande fraktionen innehöll 803 ppm tokoferoler motsvarande en anrikningsfaktor av 9,3 och 31,7% triterpenalkoholestrar, motsvarande en anrikningsfaktor av 7,2. i J 1. . 1.] J.

Effekten av oljans smâltpunkt, fraktioneringstemperaturen och sammansättningen av det som utgàngsmaterial använda ràmaterialet på anrikningen av oförtvàlbara komponenter, speciellt tokoferoler och steroler, vârderades genom jämförelse av utbyten som erhållits under olika betingelser.

De olika oljorna och betingelserna anges följande Tabell 5.

Tabell 5. Anrikning av tokoferoler och steroler. Effekt av rámaterialolja, smàltpunkt och fraktioneringstemperatur Hydrerad Hydrerad Hydrerad Hydrerad Hydrerad Hydrerad raps- raps- raps- raps- risskal- majs- olja olja olja olja olja olja Stigsmält- o 34 40 34 45 42 3G punkt ( C) Fraktioner- ingstemper- -20 -20 -5 -s -zo -20 atur (°C) Lösnings- 4 5 4 4 4 4 medel/Olja Temperatur- gradient ,8 ,8 ,8 ,S ,S ,S (°C) Utbyte (%) 12 12 39 16 8 16 Tokoferoler 4565 6520 1632 3469 2100 6561 (ppm) Steroler (95) 1,82 2,73 0,99 1,93 1,28 2,39 Anrikning av 6,6 8,5 2,4 5,1 9,7 5,6 tokoferoler Anrikning av Ej 2,5 3,5 1,4 2,9 _ 3,0 steroler bestamd Erhållna värden visar att smàltpunkten är viktig för ett riktigt utbyte och anrikning av lipiderna av intresse. Ju högre s14 725 25 smàltpunkt desto högre anrikning och utbyte av både steroler och tokoferoler. Tabell 5 visar också att högre fraktionerings- temperaturer kan användas med råmaterial med högre smâltpunkt med sama utbyte och anrikning av önskade lipider.

EXEMPEL PÅ FORMULERINGAR I . 3 J .

En vitaminhaltig kroppsvårdslotion som innehåller den fraktionerade canolaoljan enligt Exempel 1 eller 3 framställdes genom blandning av faserna A och B vid 60-70°C. Efter homogen- isering, pH-inställning och kylning erhölls en slät, fuktgivande lotion med anti-irritativa och avsvalkande egenskaper.

Fas Beståndsdel A LIPEX 109 LIPEX Canola-U i LIPEX 403 Arlamol HD Eucano1® G Cetylalkohol Destillerad monoglycerid Eumulgin® Bl Eumulgin® B2 Stearinsyra B Glycerol, 99,5% Kaliumhydroxid (1% i vatten) Vatten C Konserverings- medel Aromämnen LIPEX är ett handelsnamn för Karlshamns AB, 'INCI-namn Bomullsfröolja (Gossypium hirsutum) Hydrerad canolaolja Hydrerad palmkârnolja Isohexadekan Oktyldodekanol Cetylalkohol Glycerolstearat Ceteareth-12 Ceteareth-20 Stearinsyra Glycerol Aqua Konc., % vikt/vikt 4 68,8 q.s. q.s.

Sverige. 5á4 72s 26 Arlamol är ett varumärke för ICI Surfactants, Eumulgin® och Eutanol® är varumärken för Henkel. LIPEX Canola-U är en hydrerad canolaoljefraktion som framställts enligt Exempel 1 eller 3.

E J _ .E Ett mjukt stift med ljusskyddande, mjukgörande och fuktgivande egenskaper tillverkades med nedanstående sammansättning. Bestàndsdelarna i fas A smältes vid 85°C och hälldes i fas B som hölls vid 30-40°C, Efter noggrann blandning hälldes produkten i formar och kyldes till rumstemperatur.

Fas Beståndsdel INCI-namn Konc., % vikt/vikt A LIPEX 408 Hydrerad vegetabilisk olja 35 LIPEX 403 Hydrerad palmkärnolja 15 Candelillavax Candelillavax 6 Bivax, vitt Bivax 4 AKOICE E Hydrerad vegetabilisk olja 7 B AKOMED R Kaprylsyra/Kaprinsyra triglycerider 23 AKOREX L Hydrerad canolaolja 4 LIPEX Shea-U Sheafett 4 Tioveil OP Titandioxid (och) oktyl- 2 palmitat LIPEX, AKOICE, AKOMED och AKOREX är handelsnamn för Karlshamns AB, Sverige. Tioveil är ett varumärke för Tioxide Chemicals Inc., USA. LIPEX Shea-U är en sheafettfraktion som framställts enligt Exempel 5 eller 6.

BIOLOGISKA TEST I I E .. E] .I Syftet med denna undersökning var att värdera skydds- effekten av testprodukter på stimulerade normala humana epider- mala keratinocyter (NHEK) genom mätning av produktionen av 5114' 725 2 7 cytokiner efter behandling med irriterande stress. Metoden var baserad på värdering av intracellulär produktion av IL-a och utsöndrat IL-8 i humana keratinocytkulturer som svar på ett icke-sensibiliserande kontaktirriterande medel (krotonolja).

Normala humana epidermala keratinocyter från förhud från nyfödda (NHEK) odlades i odlingsflaskor på 25 cm? i komplett tillväxtmedium (KGM, Bioproducts). Kulturerna inkuberades vid 37°C i en fuktad atmosfär av 95% luft/5% C02. Före sammanflyt- ningen avlägsnades NHEK från odlingsflaskorna genom trypsin- isering och överfördes till 24-brunnars mikroplattor i en koncentration av 7,0 x 103 celler per brunn. Cellerna inkuberades vid 37°C. När cellerna flutit samman till 50% utbyttes mediet mot KGM utan hydrokortison och innehållande testprodukterna i olika icke-cytotoxiska koncentrationer (förbehandling). Keratino- cyterna fick växa under ytterligare en period på 48 h (tills de nådde en sammanflytning av 70-80%) i en 5% CO,~luftatmosfär vid 37°C. Efter 48 timars behandling tillsattes därefter färskt medium utan hydrokortison (Co kontrollkulturer) eller färskt medium utan hydrokortison och med ett innehåll av testprodukter och keratinocyterna exponerades för krotonolja (20 pg/ml) under 24 timmar. Keratinocytmorfologi och växt under en behandling under 24 h várderades för varje kultur som ett initialt mått på cytotoxicitet. IL-8 koncentrationer kvantifierades från super- natanterna av kulturerna enligt Elisa enligt tillverkarens instruktioner (Immunotech). Kultursupernatanter uppsamlades och användes därefter direkt vid Elisa.

För att kvantifiera intracellulärt IL-la avlägsnades supernatanterna och Triton X-100 lösning (0,1 i PBS, Ca- och Mg- fri) sattes till varje brunn och inkuberades i 30 min i rums- temperatur. Lysaten förvarades vid -20°C och behandlades därefter såsom angivits ovan för supernatanten och analyserades med avseende på IL-la. Portioner av cellysat testades med avseende på proteininnehåll (BioRad Proteinanalys) som ett mätt på cytotoxisk effekt.

Följande produkter testades i 4 koncentrationer, Canolaoljefraktion, framställd i Exempel 1: Cl = 0,5, C2 = 1, C3 = 2,5 och C, = 5 mg/ml Sheafettfraktion, framställd i Exempel 5: Cl = 0,5, C, = 1, C, = 514 725 28 2,5 och C, = 5 mg/ml Hydrokortison-21-hemisuccinat-natrium: Cl = 0,1, C2 = 0,25, C3 = 0,5 och C, = 1 mg/ml IL-8 produktion IL-8 koncentrationerna (pg/ml) i supernatanterna korriger- ades med avseende på proteinhalter och den antiinflammatoriska aktiviteten (%) beräknades. Under basala betingelser (obehand- lade kontrollkulturer) inducerade krotonolja en ökning i IL-8 produktionen av ca 50 gånger. En konsekvent reduktion pàvisades i mängderna av detta cytokin när supernatanterna från de med canolaoljefraktion behandlade kulturerna och från med hydrokort- ison behandlade kulturer analyserades med avseende på förekomst av IL-8, vilket tyder pà att dessa två produkter hämmar det inflammatoriska svar som induceras av krotonolja.

Canolaoljefraktionen reducerade IL-8 med ca 24% vid Cl, C2 och C3.

Hydrokortison reducerade IL-8 med ca 50% i den lägsta testade koncentrationen.

I motsats hàrtill pávisades ett synergistiskt svar med kombinationen av krotonolja och sheafettfraktionen; frisätt- ningen av IL-8 ökade signifikant när NHEK behandlades med Sheafettfraktionen vid C3 och Cr IL-lafproduktion De intracellulàra IL-la koncentrationerna (pg/ml) i lysat korrigerades med proteininnehåll och den antiinflammatoriska aktiviteten (%) beräknades. Under grundbetingelserna (obehand- lade kontrollkulturer) stimulerade krotonolja produktion och intracellulàr ackumulering av IL-la. Den intracellulára ackumu- leringen av IL-la ökade med krotonolja ca 3 gånger. En konsekvent reduktion pávisades i mángderna av detta cytokin när cellysat från med canolaoljefraktion behandlade kulturer och från med hydrokortison behandlade kulturer analyserades med avseende på förekomst av IL-la. Om proteinhalten i de olika grupperna kunde anses vara identisk skulle effektiviteten av de 4 testade koncentrationerna av canolaoljefraktionen kunna anses vara ekvivalent och den antiinflammatoriska effekten var omkring 30%. Såsom registrerats för IL-8 var den antiinflammatoriska effekten av hydrokortison högre än den som observerades med canolaoljefraktionen. Hydrokortison reducerade IL-la med ca 60% xs44 725 29 i den lägsta testade koncentrationen.

I motsats till dess effekt på IL-8 produktion reducerade sheaoljefraktionen det inflammatoriska svar som inducerats av krotonolja. Om proteinhalten i de olika fraktionerna kunde anses vara identisk skulle effektiviteten av de 4 testade koncentra- tionerna av sheaoljefraktionen kunna betraktas som ekvivalent och den antiinflammatoriska effekten var omkring 25%.

I¿2Im_.]. EJ. i J...

Den fraktionerade rapsoljan med låg erukasyrehalt enligt Exempel 1, Canolaoljafraktionen, testades in vitro med avseende på förmåga att minska skadan på celler som exponerats för fria radikaler som alstrats genom exponering för UV-strålning.

Normala humana dermala fibroblaster exponerades för testsub- stansen i olika koncentrationer 48 timmar före UV-bestrálning.

DL-a-tokoferylacetat användes som en positiv kontroll i under- sökningen. Den UV-dos som inducerar celldöd hos 50% bestämdes efter behandlingen genom exponering av cellkulturerna för UV-A och UV-B strålning vid olika intensiteter. Det visade sig att varken den fraktionerade rapsoljan enligt Exempel 1 eller DL-a- tokoferylacetatet gav något skydd mot UV-B strålning. En höggradigt skyddande effekt mot UV-A strålning kunde emellertid iakttas för den fraktionerade canolaoljan enligt Exempel 1.

Skyddseffekten av den fraktionerade rapsoljan var jämförbar med densamma av referensen, DL-d-tokoferylacetat, upp till UV-A doser av 17,3 J/cnﬁ.

Man drog härav slutsatsen att den fraktionerade rapsoljan med låg erukasyrahalt enligt Exempel 1 hade en signifikant skyddande effekt mot UV-A inducerade fria radikaler in vitro.

Claims

-s14 725 30 PATENTKRÄV

1. l. Ett förfarande för fraktionering av en vegetabilisk olja som ger en eller flera fasta fraktioner lämpliga för söt- varuapplikationer liksom en flytande fraktion rik på oför- tvålbara, biologiskt aktiva komponenter, varvid en eventuellt förbehandlad olja med en smältpunkt av 32-55°C blandas med ett lösningsmedel i ett förhållande av 1:3-7 (vikt/volym), upphettas till transparens, och därefter kyles med en hastighet av 0,1- 1,5°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en första fraktioneringstemperatur.av -5 till +l0°C, vid vilken temperatur en eller flera utfällda fasta fraktioner som är lämpade för användning vid sötvaruapplikationer har avfiltrerats under bildande av ett filtrat Fl, kânnetecknat av att a) filtratet Fl eventuellt blandas med ytterligare lösningsmedel; b) filtratet Fl kyles med en hastighet av 0,1-l,0°C/min till en andra fraktioneringstemperatur av -30 till -5°C, vid vilken temperatur den utfâllda fasta fraktionen avfiltreras under bildande av ett filtrat F2; c) filtratet F2 destilleras för att avlägsna lösnings- medlet under bildande av en flytande fraktion vari de oför- tválbara, biologiskt aktiva komponenterna har anrikats med åtminstone en faktor 2.

2. Ett förfarande för fraktionering enligt krav 1, kännetecknat av att den vegetabiliska oljan är sheafett, rapsolja, canolaolja, olivolja, avokadoolja, jordnötsolja, majsolja, sojabönolja, solrosolja, hybridsolrosolja, vetegroddsolja, illipefett, mangokärnolja, shoreafett, salfett, sesamolja, risskalsolja, safflorolja, linfröolja, palmolja, palmkärnolja, kokosnötsolja, kakaosmör, bomullsfröolja, havreolja, havrekliolja, liksom blandningar av dessa oljor.

3. Ett förfarande för fraktionering enligt krav 1 eller 2, kânnetecknat av det ytterligare steget att oljan eller en flytande fraktion därav hydreras katalytiskt för att öka smàltpunkten till ett värde inom området 32-55°C. ls14l725i 31

4. Ett förfarande för fraktionering av en vegetabilisk olja med en smâltpunkt av 32-40°C enligt något av kraven 1-3, kânnetecknat av att den andra fraktioneringstemperaturen ligger inom området -30 till -15°C.

5. Ett förfarande för fraktionering enligt något av kraven 1-4, kânnetecknat av att lösningsmedlet är ett semipolärt lösningsmedel, företrädesvis aceton.

6. Ett förfarande för fraktionering enligt något av kraven 1-5, kânnetecknat av att a) filtratet Fl indunstas och den flytande fraktionen hydreras till en smâltpunkt av 32-55°C; b) den hydrerade flytande fraktionen blandas med lösningsmedel i ett förhållande av 1:3-7 (vikt/volym), upphettas till transparens och därefter kyles med en hastighet av 0,5- 1,0°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en fraktioneringstemperatur av -5 till +l0°C, vid vilken temperatur en fast fraktion avfiltreras under bildande av ett filtrat HFI; c) filtratet HF1 kyles med en hastighet av 0,1- l,0°C/min, eventuellt efter blandning med ytterligare lösnings- medel till en andra fraktioneringstemperatur av -30 till -15°C, vid vilken temperatur en fast fraktion avfiltreras under bildande av ett filtrat F2; d) filtratet P2 destilleras för avlägsnande av lösningsmedlet under bildande av en flytande fraktion vari de oförtvålbara, biologiskt aktiva komponenterna anrikats med åtminstone en faktor 4.

7. Ett förfarande för fraktionering av ett sheafett enligt något av kraven 1-5 under bildande av en eller flera fasta fraktioner lämpade för sötvaruapplikationer liksom en flytande fraktion rik på oförtvålbara biologiskt aktiva komponenter, varvid eventuellt förbehandlat sheafett med en smâltpunkt av 32-38°C blandas med aceton i ett förhållande av 1:4-6 (vikt/volym), upphettas till transparens, och därefter kyles med en hastighet av 0,1#O,5°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en första fraktioneringstemperatur av +1 till gsm 725 32 +8°C, vid vilken temperatur en eller flera fasta fraktioner lämpliga för användning vid sötvaruapplikationer har avfiltrerats under bildande av ett filtrat Fl, kânnetecknat av att a) filtratet Fl eventuellt blandas med ytterligare aceton; b) filtratet Fl kyles med en hastighet av 0,1- l,O°C/min till en andra fraktioneringstemperatur av -25 till - l5°C vid vilken temperatur den utfällda fasta fraktionen avfiltreras under bildande av ett filtrat F2; c) filtratet F2 destilleras för att avlägsna lösningsmedlet under bildande av en flytande fraktion vari de oförtvålbara, biologiskt aktiva komponenterna har anrikats med åtminstone en faktor 3.

8. Ett förfarande för fraktionering av rapsolja enligt något av kraven l-4 under bildande av en eller flera fasta fraktioner lämpliga för sötvaruapplikationer liksom en flytande fraktion rik på oförtvàlbara biologiskt aktiva komponenter, varvid en eventuellt förbehandlad rapsolja som hydrerats till en smàltpunkt av 38-48°C blandas med aceton i ett förhållande av 1:4-6 (vikt/volym), upphettas till transparens, och därefter kyles med en hastighet av 0,1-0,5°C/min och filtreras i ett eller flera steg till en första fraktioneringstemperatur av -5 till +l0°C, vid vilken temperatur en eller flera fasta fraktioner lämpade för användning vid sötvaruapplikationer har avfiltrerats under bildande av ett filtrat Fl, kânnetecknat av att a) filtratet Fl eventuellt blandas med ytterligare aceton; b) filtratet Fl kyles med en hastighet av 0,1- l,O°C/min till en andra fraktioneringstemperatur av -25 till -5°C vid vilken temperatur den utfällda fasta fraktionen avfiltreras under bildande av ett filtrat F2; c) filtratet F2 destilleras för att avlägsna lösningsmedlet under bildande av en flytande fraktion vari de oförtvålbara, biologiskt aktiva komponenterna har anrikats med åtminstone en faktor 3. att 15,14 7 2 5 33

9. En flytande vegetabilisk oljefraktion rik på biologiskt aktiva komponenter som kan erhållas enligt något av kraven 1-8, kånnetecknad av att den anrikats med en faktor av åtminstone 2,0 på biologiskt aktiva komponenter omfattande: - tokoferoler och tokotrienoler och dimerer och isomerer därav; - steroler, metylsteroler, dimetylsteroler, triterpenalkoholer och estrar därav med mättade, enkelomättade eller fleromättade fettsyror med en kolvâtekedjelângd av 6-24 kolatomer och med O till 6 dubbelbindningar, och estrar därav med kanelsyra eller hydroxi- och/eller metoxisubstituerade kanelsyror; - karotenoider och isomerer därav.

10. En flytande sheafettfraktion rik på biologiskt aktiva komponenter som kan erhållas genom förfarandet enligt något av kraven 1-7, kännetecknad av att den innehåller 64-85 viktprocent di- och triglycerider och 15-36 viktprocent oförtvålbara lipidkomponenter.

11. En sheafettfraktion enligt krav 10, kânnetecknad av att de biologiskt aktiva komponenterna omfattar - kanelsyraestrar av triterpenalkoholer, 10-25% - fettsyraestrar av triterpenalkoholer, 5-10% - skvalen och andra kolväten, mindre än l,0% baserat på den totala vikten av koncentratet.

12. En flytande rapsoljefraktion rik på biologiskt aktiva komponenter som kan erhållas enligt förfarandet enligt något av kraven 1-6 och 8, kânnetecknad av att den innehåller 1,5-5% oförtvàlbara komponenter samt en återstod av tri- och diglycerider.

13. En rapsoljefraktion enligt krav 12, kânnetecknad av att de oförtvålbara komponenterna omfattar - minst 2000 ppm av blandade tokoferolisomerer i naturligt förekommande proportioner och - inte mindre än 1,3% steroler och sterolestrar, varvid 514 725 34 sterolsamansáttningen domineras av ß-sitosterol, campesterol och brassicasterol i naturligt förekommande proportioner.

14. Användning av en sheafettfraktion eller ll som en beståndsdel i ett kosmetiskt preparat, speciellt för tillhandahållande av hudfuktande egenskaper.

15. Användning av en rapsoljefraktion eller 13 som en beståndsdel i ett kosmetiskt preparat, speciellt för tillhandahållande av skyddande och antiinflammatoriska egenskaper. enligt krav 10 eller farmaceutiskt UV~skyddande och enligt krav 12 eller farmaceutiskt hudfuktande, UV-