Un procedimiento para fraccionar una mezcla que contiene aceite,

lípidos polares y proteína obtenida de microbios, que comprende las etapas:

a) añadir un disolvente orgánico soluble en agua a dicha mezcla y separar proteína de dicha mezcla para formar una fracción rica en proteínas y una fracción rica en lípidos polares/aceite;

b) reducir la concentración de disolvente orgánico soluble en agua en dicha fracción rica en lípidos polares/aceite y

c) someter la fracción agua/ disolvente orgánico soluble en agua y fracción rica en lípidos polares/aceite a separación por densidades para formar una fracción rica en lípidos polares y una fracción rica en aceite,

d) dicha fracción rica en lípidos polares/aceite formada en la etapa (a) que comprende de 5% a 40% en peso de lípido polar y de 60% a 95% en peso de aceite y

e) dicha fracción rica en proteínas formada en la etapa (a) que comprende de 80% a 95% en peso de proteína sobre una base seca y

f) estando presente dicho disolvente orgánico soluble en agua en la etapa (a) en una mezcla de disolvente orgánico soluble en agua/agua en que dicha mezcla de disolvente orgánico soluble en agua/agua comprende al menos el 68% en peso de disolvente orgánico soluble en agua;

g) en el que dicho disolvente orgánico soluble en agua en la etapa (c) está presente en una mezcla de disolvente orgánico soluble en agua/agua en que dicha mezcla de disolvente orgánico soluble en agua/agua comprende de 25% a 30% en peso de disolvente orgánico soluble en agua

Método para el fraccionamiento de materias primas nativas que contienen aceite y lípidos polares utilizando alcohol y centrifugación.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para el fraccionamiento de una mezcla que contiene aceite, lípidos polares y proteínas, obtenida de microbios.

Fundamento de la invención

Los ejemplos de lípidos polares incluyen fosfolípidos (por ej., fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilinositol, fosfatidilserina, fosfatidilglicerol, difosfatidilgliceroles), cefalinas, esfingolípidos (esfingomielinas y glucoesfingolípidos) y glucoglicerolípidos. Los fosfolípidos constan de las siguientes unidades estructurales principales: ácidos grasos, glicerol, ácido fosfórico, aminoalcoholes y carbohidratos. Generalmente, se considera que son lípidos estructurales, desempeñando papeles importantes en la estructura de las membranas de las plantas, los microbios y los animales. Debido a su estructura química, los lípidos polares presentan una naturaleza bipolar, presentando solubilidad o solubilidad parcial en disolventes tanto polares como no polares. La terminología lípido polar dentro de la presente descripción no está limitada a los lípidos polares naturales sino que también incluye lípidos polares modificados mediante enlaces químicos. Aunque la terminología aceite presenta diversos significados, como se usa en la presente memoria, se referirá a la fracción de triacilglicerol.

Una de las características importantes de los lípidos polares y especialmente los fosfolípidos es que normalmente contienen ácidos grasos poliinsaturados (los PUFA: ácidos grasos con 2 o más enlaces insaturados). En muchos sistemas de plantas, microbios y animales, están especialmente enriquecidos en ácidos grasos altamente insaturados (los HUFA: ácidos grasos con 4 o más enlaces insaturados) de la serie omega-3 y omega-6. Aunque estos ácidos grasos altamente insaturados se consideran inestables en forma de triacilglicerol, presentan una estabilidad mayor cuando se incorporan en fosfolípidos.

Las fuentes principales de fosfolípidos ricos en PUFA comerciales, son las semillas de soja y canola. Estos biomateriales no contienen cantidades apreciables de HUFA a menos que se hayan modificado genéticamente. Los fosfolípidos (comúnmente denominados lecitinas) se recuperan de manera rutinaria de estas oleaginosas como un subproducto del proceso de extracción de aceites vegetales. Por ejemplo, en la producción de aceite de soja o canola, primero se tratan por calor las judías (semillas) y después se trituran, se muelen y/o se hacen copos, seguido por la extracción con un disolvente no polar tal como el hexano. El hexano elimina la fracción rica en triacilglicerol de las semillas junto con una cantidad variable de lípidos polares (lecitinas). Después se desgoma el aceite extraído (eliminación de la lecitina) bien físicamente o químicamente como parte del proceso normal de refinado del aceite y se recuperan las lecitinas precipitadas. Una desventaja de este procedimiento es el uso de los disolventes no polares tales como el hexano, que presenta problemas de toxicidad e inflamabilidad que deben tratarse.

La lecitina bruta extraída en el proceso de desgomado puede contener hasta aproximadamente 33% de aceite (triacilgliceroles). Un método preferido para separar este aceite de la lecitina bruta es por extracción con acetona. El aceite (triacilgliceroles) es soluble en acetona y la lecitina no. Se separa la disolución de acetona del precipitado (lecitina) por centrifugación y se seca el precipitado primero en un secador de lecho fluidizado y después en una estufa de secado a vacío para recuperar la acetona residual a medida que se seca el producto. Se usan comúnmente temperaturas de secado de 50-70ºC. Las lecitinas secas resultantes contienen aproximadamente 2-4% en peso de aceite (triacilgliceroles). Las temperaturas del procedimiento por encima de 70ºC pueden conducir a la descomposición térmica de los fosfolípidos. Sin embargo, incluso a temperaturas por debajo de 70ºC la presencia de acetona conduce a la formación de productos que pueden afectar a la calidad organoléptica de los fosfolípidos. Estos subproductos pueden impartir olores a moho al producto y también un regusto amargo.

Para evitar el uso de disolventes no polares tales como el hexano y evitar los efectos secundarios negativos de un proceso a base de acetona, se han propuesto también numerosos procedimientos implicando el uso de fluidos supercríticos especialmente CO₂ supercrítico. Por ejemplo, la patente de EE.UU. Nº 4.367.178 describe el uso de CO₂ supercrítico para purificar parcialmente la preparación de lecitina de soja bruta por eliminación del aceite de la preparación. Las patentes alemanas N^os DE-A 30 11 185 y DE-A 32 29 041, describen métodos para desaceitar la lecitina bruta con CO₂ supercrítico y etano, respectivamente. Se han propuesto otros procedimientos supercríticos que incluyen la adición de pequeñas cantidades de hidrocarburos tales como el propano al CO₂ supercrítico para actuar como agentes de arrastre. Sin embargo, los sistemas de extracción de fluidos supercríticos requieren mucho capital y no pueden hacerse funcionar de manera continua. Además, los tiempos de extracción son largos y los biomateriales deben secarse antes de la extracción y esto aumenta las dificultades de estabilización del producto seco resultante con antioxidantes. Todos estos factores hacen que el proceso supercrítico sea una de las opciones más caras para la extracción y recuperación de material lipídico polar o mezclas de estos materiales. Como resultado, se han descrito procesos alternativos que usan la extracción con hidrocarburos líquidos a presiones inferiores. Por ejemplo, la patente de EE.UU. Nº 2.548.434 describe un método para desaceitar materiales oleaginosos y recuperar lecitina bruta usando un hidrocarburo líquido a presiones inferiores (3,5x10³-4,5x10³ kPa (35-45 bar)) pero temperaturas elevadas (79º a 93ºC). En la patente de EE.UU. Nº 5.597.602 se describe un procedimiento similar que funciona a presiones y temperaturas incluso inferiores. Sin embargo, incluso con estas mejoras la extracción con fluido supercrítico sigue siendo muy cara y no se usa en la actualidad para producir fosfolípidos para uso alimentario a una gran escala comercial.

La principal fuente comercial de lípidos polares ricos en HUFA es la yema de huevo. Se usan dos métodos principales para la recuperación de fosfolípidos del huevo a una escala industrial. Ambos requieren el secado de la yema de huevo antes de la extracción. En el primer procedimiento, se extrae primero con acetona el polvo seco de yema de huevo para eliminar los triacilgliceroles. Esto va seguido después por una extracción con alcohol puro para recuperar los fosfolípidos. En el segundo procedimiento, se usa alcohol puro para extraer una fracción de aceite/lecitina de la yema de huevo seca. Después se extrae con acetona la fase aceite/lecitina para eliminar los triacilgliceroles, dejando atrás una fracción de lecitina. Estos dos métodos requieren el uso de acetona, que presenta las desventajas discutidas anteriormente.

En la patente canadiense Nº 1.335.054 se describe un procedimiento para extraer yema de huevo líquida, fresca, en fracciones de proteína, aceite y lecitina por el uso de etanol, temperaturas elevadas, filtración y cristalización a baja temperatura con filtración adicional. No se describe la pureza del producto de lecitina. Sin embargo, un experto en la materia esperaría que la fracción de lecitina producida por este procedimiento no fuese muy pura. Aún quedarían cantidades muy significativas de aceite asociadas con la lecitina debido a que el proceso de enfriamiento eliminaría principalmente los triglicéridos que contienen ácidos grasos saturados. Los que contienen ácidos grasos algo insaturados se mantendrían más solubles a temperaturas bajas. Adicionalmente, los procesos de filtración y los de enfriamiento/filtración empleados en este método serían muy laboriosos y difíciles de convertir en un proceso continuo. Por el estado actual de la técnica, sigue habiendo la necesidad de una tecnología de extracción mejorada para productos lipídicos polares de grado alimentario, que sea menos cara de emplear y que proteja la calidad total de los HUFA en los productos lipídicos polares.

En la patente de EE.UU. A 5 883 273 se describe un procedimiento para separar fosfolípidos y triglicéridos de yema de huevo, que comprende las etapas de: añadir el alcohol inferior metanol a la yema de...

1. Un procedimiento para fraccionar una mezcla que contiene aceite, lípidos polares y proteína obtenida de microbios, que comprende las etapas:

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la separación de proteína de la etapa (a) comprende las etapas:

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se recupera el disolvente orgánico soluble en agua de la fracción rica en proteína y la fracción rica en lípidos polares/aceite después de la separación por densidades.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha mezcla que contiene aceite, lípidos polares y proteínas comprende además colesterol y una cantidad sustancial de dicho colesterol presenta dicha fracción rica en aceites de conformidad con la separación de la etapa (c).

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho disolvente orgánico soluble en agua en la etapa (a) está presente en una mezcla de disolvente orgánico soluble en agua/agua en que dicha mezcla de disolvente orgánico soluble en agua/agua comprende de 80% a 95% en peso de disolvente orgánico soluble en agua.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se recupera dicho disolvente orgánico soluble en agua por lavado a contracorriente, evaporación o secado.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se seca dicha fracción rica en lípidos polares para recuperar disolvente orgánico soluble en agua, se lava con una mezcla de disolvente orgánico soluble en agua/agua que comprende más del 80% en peso de disolvente orgánico soluble en agua para precipitar proteína residual y se seca más para recuperar el disolvente orgánico soluble en agua.

8. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que la adición de dicho disolvente orgánico soluble en agua, da como resultado la precipitación de al menos algo de dicha proteína, que se recupera por separación por densidades.

9. El procedimiento según las reivindicaciones 1-8, en el que dicho disolvente orgánico soluble en agua, comprende un disolvente polar.

10. El procedimiento según las reivindicaciones 1-9, en el que dicho disolvente orgánico soluble en agua, comprende un alcohol.

11. El procedimiento según las reivindicaciones 1-10, en el que dicho disolvente orgánico soluble en agua, comprende un alcohol C₁-C₈.

12. El procedimiento según las reivindicaciones 1-11, en el que dicho disolvente orgánico soluble en agua comprende isopropanol, etanol o mezclas de los mismos.

13. El procedimiento según las reivindicaciones 1-12, en el que el pH durante el proceso es de pH 4 a pH 10.

14. El procedimiento según las reivindicaciones 1-13, en el que al menos el 60% de los lípidos polares originalmente presentes en la mezcla se recupera en una fracción rica en lípidos polares.

15. El procedimiento según las reivindicaciones 1-14, en el que al menos el 80% de los lípidos polares originalmente presentes en la mezcla se recupera en una fracción rica en lípidos polares.

16. Se emplea un procedimiento para recuperar lípido polar de una mezcla que contiene lípidos polares obtenida de microbios, que emplea el uso de un disolvente orgánico soluble en agua, en el que la solubilidad relativamente alta del lípido polar en una disolución acuosa del disolvente orgánico soluble en agua, en que la disolución acuosa comprende de 80 a 95 por ciento en peso de disolvente orgánico soluble en agua, seguido por que emplea el uso de un disolvente orgánico soluble en agua, en el que la solubilidad relativamente alta del lípido polar en una disolución acuosa del disolvente orgánico soluble en agua, en que la disolución acuosa comprende de 25 a 30 por ciento en peso de disolvente orgánico soluble en agua, para favorecer dicha recuperación.

17. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en el que dicho lípido polar comprende un fosfolípido.

18. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-17, en el que al menos una porción de dicho procedimiento se realiza en una atmósfera reducida en oxígeno.

19. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dichas etapas de adición y exposición se repiten al menos una vez.