NUEVO MÉTODO PARA LA REDUCCIÓN DE CONTAMINANTES EN GRASAS Y ACEITES A PARTIR DE ACEITES Y SUS DERIVADOS.

Nuevo método para la reducción de contaminantes en grasas y aceites y sus derivados.

La presente invención describe un proceso para reducir o eliminar al menos un contaminante en un material de partida seleccionado del grupo formado por aceite, grasa, sus derivados y sus mezclas, de origen animal, de kril, de alga, microbiano o biocombustible, total o parcialmente esterificado o transesterificado, o de origen vegetal en estado crudo, esterificado o transesterificado, al que opcionalmente se añade un fluido seleccionado del grupo formado por, un ester, un glicérido parcial, un monoglicérido, un diglicérido y sus mezclas, sometiendo dicho material de partida a al menos una etapa de cromatografía o extracción, o destilación. El proceso de la invención proporciona un producto apto para su uso en alimentación, farmacia, cosmética y como suplemento nutricional.

NUEVO MÉTODO PARA LA REDUCCIÓN DE CONTAMINANTES EN GRASAS Y

ACEITES A PARTIR DE ACEITES Y SUS DERIVADOS

Sector de la técnica La presente invención se refiere al campo de la purificación de aceites, grasas y sus derivados. En particular se refiere a un proceso para la reducción de la cantidad de contaminantes medioambientales, colesterol y residuos agrícolas presentes en aceites o grasas y sus derivados, de origen animal o vegetal, por cromatografía, extracción o destilación. Asimismo, la presente invención se refiere a los productos obtenidos aptos en cuanto a su nivel reducido de contaminantes medioambientales para su uso en alimentación, cosmética, farmacia y como suplemento nutricional.

Estado de la técnica

Los contaminantes orgánicos persistentes, conocidos internacionalmente por sus siglas en inglés, POPs (Persistent Organic Pollutants) , son sustancias químicas que perduran en el medio ambiente, se acumulan a través de la cadena trófica y plantean 15 el riesgo de causar efectos perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Es ostensible la evidencia del transporte de largo alcance de estas sustancias a regiones donde nunca han sido utilizadas o producidas y, sumando a lo anteriormente expuesto sus consecuencias dañinas para el medio ambiente, se han emprendido diversas acciones orientadas a la reducción y eliminación de las emisiones de estas sustancias.

La mayoría de los contaminantes orgánicos persistentes son altamente solubles en grasas y como tal se integran en los tejidos grasos de microorganismos u organismos de reducido tamaño, como las algas, el plancton y el krill, así como en la piel de los frutos y semillas, y en escalones sucesivos de la cadena alimentaria. De tal modo, los contaminantes orgánicos persistentes suponen un grave problema en aceites animales y vegetales, ya que se acumulan en las células grasas.

Los contaminantes orgánicos persistentes identificados son contaminantes industriales, como las dioxinas (PCDDs) , furanos (PCDFs) , policlorobifenilos (PCBs) , retardantes de llama bromados (PBDE, HBCD, PBB) y pesticidas (como DDT, toxafeno, clorpirifos, fenilfenol, bromopropilato, entre otros) .

Por su parte, los residuos agrícolas y, en particular los pesticidas organofosforados (Organophosphorus Pesticides) , son contaminantes que se añaden a los procesos de cultivo y postcosecha de las materias vegetales y dada su naturaleza lipofílica se acumulan en las partes grasas de los mismos, siendo altamente solubles en los aceites derivados de matrices vegetales que se obtengan por extracción. Asimismo, en los procesos de concentración posterior de los compuestos de interés en estos aceites (por ejemplo, compuestos aromáticos) o la reducción de fracciones volátiles altamente termolábiles y de componente olfativo indeseado, se produce la acumulación o concentración de estos residuos agrícolas.

Por otra parte, el colesterol, un esterol que se encuentra en el plasma sanguíneo y los tejidos corporales de los vertebrados, es abundante en las grasas de origen animal. Actualmente es extensamente reconocido el papel causal del colesterol presente en las lipoproteínas de baja densidad (Low Density Lipoproteins, LDL) en la patogenia de la arteriosclerosis. Tal y como demostró el estudio de Framingham iniciado en 1948, la existencia sostenida de niveles elevados de colesterol de tipo LDL en niveles superiores a los valores recomendados incrementa el riesgo de sufrir episodios cardiovasculares.

La concentración de colesterol en el plasma sanguíneo (colesterolemia) actualmente aceptada entre individuos sanos es inferior a 240 mg/dL de sangre para el total de colesterol, inferior a 190 mg/dL para el colesterol de tipo LDL e inferior a 60 mg/dL para el colesterol de tipo HDL (High Density Lipoproteins, Lipoproteinas de alta densidad) .

En las últimas décadas, la investigación científica se ha centrado en el impacto de una serie de contaminantes orgánicos persistentes y la gran mayoría de los organismos reguladores, entre los que se cuentan, entre otros, la Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN) , la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA, en sus siglas anglófonas) , el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) y la Administración Estadounidense de Alimentos y Fármacos (U.S. FDA) , han impuesto límites a la presencia de los mismos. En consecuencia, el interés por la purificación de los aceites animales y vegetales ha aumentado notablemente.

Las fracciones más valiosas de los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (conocidos por sus siglas en inglés, LC-PUFAs) del grupo Omega-3, son el ácido eicosapentaenoico (EPA) y el ácido docosahexaenoico (DHA) , que se encuentran abundantemente en aceites marinos. En los aceites vegetales también es posible encontrar ácidos grasos Omega 3, como el ácido alfalinolénico de cadena más corta. Un semejante grupo Omega 6 contiene ácidos grasos poliinsaturados de origen vegetal, como el ácido linoléico. La demanda de aceites animales de alta calidad y pureza, con altas concentraciones en ácidos grasos EPA y DHA, y de aceites vegetales concentrados en sus compuestos aromáticos, con un contenido mínimo o nulo de contaminantes está aumentando a un ritmo notable.

Los factores previamente expuestos apremian al sector de los aceites concentrados y extractos a emplear métodos y procesos de refino, purificación, separación de fracciones y concentración, como son la destilación molecular, la extracción, la extracción de fluidos y la extracción de fluidos supercríticos y la cromatografía, la cromatografía de fluidos y cromatografía de fluidos supercríticos que les permita obtener aceites vegetales y animales con una alta concentración de ácidos grasos EPA y DHA. Por otro lado, es preciso tener en cuenta que las técnicas de concentración y purificación anteriormente mencionadas también tienen la capacidad de concentrar, junto a los ácidos grasos perseguidos, los contaminantes medioambientales y colesterol que puedan estar presentes en los aceites y grasas empleados como materia prima.

De la literatura científica se infiere que la tecnología de extracción con CO2 supercrítico en concurrencia con un tratamiento de carbón activo puede ser empleada para la eliminación de dioxinas y PCBs en aceites de pescado (A. Kawashima, S. Watanabe,

R. Iwakiri y K. Honda, Removal of dioxins and dioxin-like PCBs from fish oil by countercurrent supercritical CO2 extraction and activated carbon treatment, Chemosphere, nº 75, págs. 788-794 (2009) . Este estudio se limita a la reducción de contaminantes presentes en aceite de pescado, mientras que la invención descrita en la presente patente es apta para purificar cualquier tipo de aceite o grasa, independientemente de su origen y ya se encuentren en forma esterificada total y parcialmente, y también en forma transesterificada.

En la patente US 7, 718, 698 B2 se describe un proceso para reducir contaminantes ambientales presentes en un aceite o grasa, añadiendo a la mezcla un fluido activo volátil (que puede ser un ester de ácido graso, una amida de ácido graso, un ácido graso libre o un hidrocarburo) y sometiendo la mezcla a un proceso de extracción, que separa los contaminantes ambientales presentes en la mezcla junto al fluido volátil del aceite o grasa. Las tecnologías que describe esta patente para llevar a cabo el proceso de extracción son la destilación de recorrido corto (short path distillation) , la evaporación de recorrido corto (short path evaporation) , la destilación de película-capa fina (thin film evaporation) , la evaporación de película-capa fina (thin film evaporation) y la destilación molecular (molecular distillation) . La limitación de estas tecnologías es la exigencia de trabajar a una gran capacidad, manejando considerables volúmenes de materia prima para que resulte rentable y que no son aptas para purificar aceites o grasas concentradas en ácidos grasos previamente esterificados, total o parcialmente precisamente porque su funcionamiento se apoya en que, dada la alta solubilidad de estos contaminantes en los etilesteres, la mayor parte son arrastrados junto a los etilesteres destilados, por lo que su separación se vería limitada. Una de las principales diferencias entre los procesos objeto de la presente patente y la patente US 7, 718, 698 B2 es que en esta última se purifica aceite crudo y en la primera un concentrado de ácidos grasos esenciales en forma de etil ester o un transesterificado de triglicéridos. Por tanto, para concentrar este tipo de aceites o grasas, es habitual una etapa previa de esterificación. Dada esta matriz, al someter el aceite esterificado a un proceso de concentración en sus ácidos poliinsaturados... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para eliminar o reducir un contaminante en un material de partida, donde el material de partida es un compuesto seleccionado del grupo formado por aceites, grasas, sus derivados y sus mezclas, bien de origen animal, de kril, de alga, microbiano o biocombustibles estando éste total o parcialmente esterificado química o enzimáticamente o transesterificado, o bien de origen vegetal procedente de matrices naturales y obtenido por técnicas de extracción en frío o en caliente, en estado crudo, total o parcialmente esterificado química o enzimáticamente o transesterificado, que comprende una etapa seleccionada de extracción, cromatografía, destilación y sus combinaciones, opcionalmente además una etapa de tratamiento con carbón activado

2. El proceso de acuerdo a la reivindicación 1, donde al material de partida se añade opcionalmente un fluido, donde el fluido añadido es seleccionado del grupo formado por glicéridos parciales, monoglicéridos y diglicéridos de ácidos grasos de cadenas con 10 a 24 átomos de carbono y sus mezclas, cuyo origen es animal, vegetal, de kril, de alga, microbiano o biocombustible.

3. El proceso de acuerdo a la reivindicación 2, donde el fluido es de origen animal, de kril o de alga y procede de especies marinas

4. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el tipo de destilación es seleccionada del grupo formado por destilación molecular, destilación en paso corto, destilación de película fina, evaporación en paso corto y evaporación de película fina.

5. El proceso de acuerdo a la reivindicación 4, donde la destilación es preferiblemente destilación en paso corto

6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la cromatografía es una cromatografía de fluidos

7. El proceso de acuerdo a la reivindicación 6, donde la cromatografía es una cromatografía de fluidos supercríticos

8. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, donde la fase móvil utilizada en la cromatografía es seleccionada del grupo formado por dióxido de carbono, hidrocarburos, alcoholes y sus mezclas

9. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, donde la fase móvil utilizada en la cromatografía se encuentra en estado supercrítico

10. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, donde a la fase móvil utilizada en la cromatografía se añade opcionalmente un modificador, que se selecciona del grupo formado por alcoholes , hidrocarburos y sus mezclas.

11. El proceso de acuerdo a la reivindicación 7, donde la relación de la fase móvil en el proceso de cromatografía respecto al material de partida varía entre 225 y 950, preferiblemente entre 300 y 700

12. El proceso de acuerdo a la reivindicación 7, donde la cromatografía se lleva a cabo a una temperatura que varía entre 32ºC y 70ºC, preferiblemente entre 40ºC y 65ºC

13. El proceso de acuerdo a la reivindicación 7, donde la cromatografía se lleva a cabo a una presión que varía entre 7, 5 MPa y 30 MPa, preferiblemente entre 8, 9 MPa y 12, 1 MPa

14. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la extracción es una extracción de fluidos

15. El proceso de acuerdo a la reivindicación 14, donde la extracción es una extracción de fluidos supercríticos

16. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 14 y 15, donde el disolvente de extracción se selecciona del grupo formado por dióxido de carbono, hidrocarburos, alcoholes y sus mezclas

17. El proceso de acuerdo a la reivindicación 15 o 16, donde el disolvente de extracción utilizado en la extracción se encuentra en estado supercrítico

18. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 16 y 17, donde al disolvente de extracción utilizado en la extracción se añade opcionalmente un modificador que se selecciona del grupo formado por alcoholes, hidrocarburos y sus mezclas.

19. El proceso de acuerdo a la reivindicación 15, donde la relación del disolvente de extracción respecto material de partida varía entre 10 y 75, preferiblemente entre 25 y 55

20. El proceso de acuerdo a la reivindicación 15, donde la extracción se lleva a cabo a una temperatura que varía entre 32ºC y 70ºC, preferiblemente entre 40ºC y 65ºC

21. El proceso de acuerdo a la reivindicación 15, donde la extracción se lleva a cabo a una presión que varía entre 7, 5 MPa y 30 MPa, preferiblemente entre 8, 9 MPa y 12, 1 MPa

22. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

donde el contenido de colesterol en el material de partida se reduce hasta un valor igual o inferior a 25 mg/g, preferiblemente igual o inferior a 6 mg/g

23. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el contenido de PCB’s medido como concentración del total de PCB’s se reduce hasta un valor igual o inferior a 150 μg/Kg,

preferiblemente igual o inferior a 25 μg/Kg

24. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el contenido de dioxinas se reduce hasta un valor igual o inferior a 150 μg/Kg

25. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

donde el contenido de dioxinas, medidas como concentración total de PCDD’s y PCDF’s se reduce hasta un valor igual o inferior a 23 pg/g (TE/WHO) , preferiblemente igual o inferior a 8 pg/g (TE/WHO)

26. El proceso de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones aneriores,

donde el contenido de residuos agrícolas AR’s, se reduce hasta un valor 20 igual o inferior a 100 ppm 29, preferiblemente igual o inferior a 20 ppm