Proceso de separación cromatográfico de lecho móvil simulado para la purificación de ácidos grasos poliinsaturados.

Un proceso de separación cromatográfica para la recuperación de un producto de ácido graso poliinsaturado (AGPI),

a partir de una mezcla de alimentación, proceso que comprende la introducción de la mezcla de alimentación a un aparato de cromatografía de lecho móvil simulado o real que tiene una pluralidad de columnas cromatográficas unidas que contienen, como eluyente, un alcohol acuoso, en el que el aparato tiene una pluralidad de zonas que comprenden al menos una primera zona y una segunda zona, cada zona que tiene una corriente de extracto y una corriente de refinado de las cuales se puede recoger el líquido procedente de dicha pluralidad de columnas cromatográficas unidas, y en el que (a) una corriente de refinado que contiene el producto de AGPI junto con los componentes más polares se recoge de una columna en la primera zona y se introduce en una columna no adyacente en la segunda zona, y/o (b) una corriente de extracto que contiene el producto de AGPI junto con los componentes menos polares se recoge de una columna en la segunda zona y se introduce en una columna no adyacente en la primera zona, dicho producto de AGPI que se separa de los diferentes componentes de la mezcla de alimentación en cada zona.

Proceso de separación cromatográfico de lecho móvil simulado para la purificación de ácidos grasos poliinsaturados La presente invención se refiere a un proceso de fraccionamiento cromatográfico para la purificación de ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) y sus derivados. En particular, la presente invención se refiere a un proceso de separación cromatográfico mejorado de lecho móvil simulado o real para la purificación de AGPI y sus derivados.

Los ácidos grasos, en particular los AGPI, y sus derivados son precursores de moléculas biológicamente importantes, que desempeñan un papel importante en la regulación de funciones biológicas tales como la agregación plaquetaria, la inflamación y las respuestas inmunológicas. Así, los AGPI y sus derivados pueden ser terapéuticamente útiles en el tratamiento de un amplio espectro de dolencias patológicas que incluyen dolencias del SNC; neuropatías, incluyendo neuropatía diabética; enfermedades cardiovasculares; dolencias generales del sistema inmunitario e inflamatorias, incluyendo enfermedades inflamatorias cutáneas.

Los AGPI se encuentran en materias primas naturales, tales como aceites vegetales y aceites marinos. Dichos AGPI, no obstante, con frecuencia están presentes en dichos aceites en mezcla con ácidos grasos saturados y muchas otras impurezas. Por tanto, de forma deseable, los AGPI se deberían purificar antes de sus usos nutricionales o farmacéuticos.

Desafortunadamente, los AGPI son extremadamente frágiles. Así, cuando se calientan en presencia de oxígeno, son propensos a la isomerización, peroxidación y oligomerización. Por tanto, el fraccionamiento y purificación de los productos de AGPI para preparar ácidos grasos puros es difícil. La destilación, incluso al vacío, puede dar lugar a la degradación en productos no aceptables.

La cromatografía de lecho móvil simulado o real son técnicas conocidas, familiares para los expertos en la materia. El principio de funcionamiento supone el movimiento a contracorriente de una fase eluyente líquida y una fase adsorbente sólida. Esta operación permite un uso mínimo de disolvente haciendo que el proceso sea económicamente viable. Dicha tecnología de separación ha encontrado diversas aplicaciones en distintas áreas, incluyendo hidrocarburos, compuestos químicos industriales, aceites, azúcares y API. Dicha tecnología de separación también se ha aplicado para purificar AGPI y sus derivados.

Como es bien sabido, en un sistema cromatográfico de lecho estacionario convencional, una mezcla cuyos componentes se deben separar se percola a través de un contenedor. El contenedor por lo general es cilíndrico, y

normalmente se denomina columna. La columna contiene un empaquetamiento de un material poroso (por lo general denominada fase estacionaria) que presenta una alta permeabilidad a los fluidos. La velocidad de percolación de cada componente de la mezcla depende de las propiedades físicas de ese componente de manera que los componentes salen de la columna de forma sucesiva y selectiva. Así, algunos de los componentes tienden a fijarse fuertemente a la fase estacionaria y por tanto percolarán lentamente, mientras que otros tienden a fijarse débilmente y salen de la columna más rápidamente. Se han propuesto muchos sistemas cromatográficos de lecho estacionario diferentes y se usan tanto para fines analíticos como de producción industrial.

En contraste, un sistema de lecho móvil simulado consiste en una serie de columnas individuales que contienen adsorbente que están conectadas juntas en serie. El eluyente se pasa a través de las columnas en una primera 45 dirección. Los puntos de inyección de la fuente de alimentación y el eluyente, y los puntos de recolección de los componentes separados en el sistema, se desplazan periódicamente por medio de una serie de válvulas. El efecto global es simular la operación de una sola columna que contiene un lecho móvil de adsorbente sólido. Así, un sistema de lecho móvil simulado consiste en columnas que, como en un sistema de lecho estacionario convencional, contienen lechos estacionarios de adsorbente sólido a través de los cuales se pasa el eluyente, pero en un sistema de lecho móvil simulado la operación es tal que simula un lecho móvil continuo a contracorriente.

Los procesos y equipos para la cromatografía de lecho móvil simulado se describen en diversas patentes, incluyendo US 2.985.589, US 3.696.107, US 3.706.812, US 3.761.533, FR-A-2103302, FR-A-2651148 y FR-A2651149. El tema también se aborda en profundidad en "Preparative and Production Scale Chromatography",

editado por Ganetsos and Barker, Marcel Dekker Inc, Nueva York, 1993.

Un sistema de lecho móvil real es similar en funcionamiento a un sistema de lecho móvil simulado. No obstante, en lugar de desplazar los puntos de inyección de la mezcla de alimentación y el eluyente, y de los puntos de recolección del componente separado por medio de un sistema de válvulas, se mueven físicamente una serie de unidades de adsorción (es decir columnas) con respecto a la alimentación de los puntos de extracción. De nuevo, la operación es tal que simula un lecho móvil continuo a contracorriente.

Los procesos y equipos para cromatografía de lecho móvil real se describen en diversas patentes, incluyendo US 6.979.402, US 5.069.883 y US 4.764.276.

La tecnología de lecho móvil simulado y real por lo general sólo es adecuada para separar mezclas binarias. Así, un componente más polar se moverá con el eluyente, y se recogerá como corriente refinada, y un componente menos polar se moverá con el adsorbente, y se recogerá como corriente de extracto. Por tanto es difícil usar tecnología de lecho móvil simulado o real para separar un producto deseado de una mezcla en bruto que contiene tanto impurezas polares como no polares. Esto limita la aplicabilidad de dichas técnicas en la purificación de productos AGPI a partir

de aceites de pescado, por ejemplo.

Por consiguiente, cuando en el pasado se ha utilizado la tecnología de lecho móvil simulado o real para separar AGPI a partir de aceites naturales, por lo general en primer lugar es necesario someter el aceite natural a una etapa de separación preliminar (por ejemplo, cromatografía en columna fija) antes de purificar el producto intermedio obtenido usando la tecnología de lecho móvil simulado o real (véase, por ejemplo, la patente EP-A-0697034) . Por lo general, la etapa de purificación inicial elimina los componentes polares o no polares, creando así una mezcla esencialmente binaria que a continuación se somete a cromatografía de lecho móvil.

Este proceso de separación de una mezcla binaria se ilustra con referencia a la Figura 1. El concepto de un proceso de separación cromatográfico continuo a contracorriente simulado o real se explica considerando una columna cromatográfica vertical que contiene una fase estacionaria S dividida en secciones, más en concreto en cuatro subzonas superpuestas I, II, III y IV que van de abajo arriba de la columna. El eluyente se introduce en la parte inferior en IE por medio de una bomba P. La mezcla de los componentes A y B que se deben separar se introduce en IA + B entre la subzona II y la subzona III. Se recoge un extracto que contiene principalmente B en SB entre la subzona I y la subzona II, y se recoge un refinado que contiene principalmente A en SA entre la subzona III y la subzona IV.

En el caso de un sistema de lecho móvil simulado, se provoca un movimiento descendente simulado de la fase estacionaria S mediante el movimiento de los puntos de introducción y recolección con respecto a la fase sólida. En 25 el caso de un sistema de lecho móvil real, se provoca un movimiento descendente de la fase estacionaria S mediante el movimiento de las diversas columnas cromatográficas con respecto a los puntos de introducción y recolección. En la Figura 1, el eluyente fluye ascendentemente y la mezcla A + B se inyecta entre la subzona II y la subzona III. Los componentes se moverán según sus interacciones cromatográficas con la fase estacionaria, por ejemplo la adsorción sobre un medio poroso. El componente B que presenta la mayor afinidad por la fase estacionaria (el componente que avanza más despacio) será arrastrado más lentamente por el eluyente y saldrá tras él con retraso. El componente A que presenta la menor afinidad por la fase estacionaria (el componente que avanza más rápido) será arrastrado fácilmente por el eluyente. Si se estiman y controlan correctamente una serie de parámetros adecuados, especialmente el caudal en cada zona, el componente A que presenta la menor afinidad por la fase estacionaria se recogerá entre la subzona III y la subzona IV en forma de refinado y el componente... [Seguir leyendo]

1. Un proceso de separación cromatográfica para la recuperación de un producto de ácido graso poliinsaturado (AGPI) , a partir de una mezcla de alimentación, proceso que comprende la introducción de la mezcla de alimentación a un aparato de cromatografía de lecho móvil simulado o real que tiene una pluralidad de columnas cromatográficas unidas que contienen, como eluyente, un alcohol acuoso, en el que el aparato tiene una pluralidad de zonas que comprenden al menos una primera zona y una segunda zona, cada zona que tiene una corriente de extracto y una corriente de refinado de las cuales se puede recoger el líquido procedente de dicha pluralidad de columnas cromatográficas unidas, y en el que (a) una corriente de refinado que contiene el producto de AGPI junto con los componentes más polares se recoge de una columna en la primera zona y se introduce en una columna no adyacente en la segunda zona, y/o (b) una corriente de extracto que contiene el producto de AGPI junto con los componentes menos polares se recoge de una columna en la segunda zona y se introduce en una columna no adyacente en la primera zona, dicho producto de AGPI que se separa de los diferentes componentes de la mezcla de alimentación en cada zona.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que parte de una o más de la corriente de extracto procedente de la primera zona, la corriente de refinado procedente de la primera zona, la corriente de extracto procedente de la segunda zona, y la corriente de refinado procedente de la segunda zona se vuelve a recircular hacia la misma zona, por lo general en una columna adyacente en la misma zona.

3. Un proceso de separación cromatográfico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que (a) el eluyente alcohol acuoso presente en cada zona tiene una relación de agua:alcohol diferente; y/o

(b) el caudal al que el líquido recogido mediante las corrientes de extracto y de refinado en cada zona que se vuelve a recircular hacia la misma zona se ajusta de modo que el producto de AGPI se puede separar de los diferentes componentes de la mezcla de alimentación en cada zona.

4. Un proceso de separación cromatográfica de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el caudal al que el líquido recogido mediante la corriente de extracto fuera de la primera zona se vuelve a recircular hacia la primera zona difiere del caudal al que el líquido recogido mediante la corriente de extracto fuera de la segunda zona se vuelve a recircular hacia la segunda zona, y/o el caudal al que el líquido recogido mediante la corriente de refinado de la primera zona se vuelve a recircular hacia la primera zona difiere del caudal al que el líquido recogido mediante la corriente de refinado de la segunda zona se vuelve a recircular hacia la segunda zona.

5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato tiene una primera zona y una segunda zona, dicho producto de AGPI que se separa de los componentes menos polares de la mezcla de alimentación en la primera zona, y dicho producto de AGPI que se separa de los componentes más polares de la mezcla de alimentación en la segunda zona.

6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el producto de AGPI comprende al menos un AGPI ω-3, y en el que el producto de AGPI preferentemente comprende ácido eicosapentaenoico (EPA) y/o ácido docosahexaenoico (DHA) .

7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que además de dicho

producto de AGPI, se recupera un producto de AGPI secundario adicional en el proceso de separación cromatográfica, y en el que el producto de AGPI es preferentemente EPA y el producto de AGPI secundario adicional es preferentemente DHA.

8. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las columnas de cromatografía contienen, como adsorbente, perlas sustancialmente esféricas, en el que las perlas está formadas preferentemente de gel de sílice unido a C18; y/o en el que las perlas sustancialmente esféricas preferentemente tienen un diámetro de 250 a 500 μm.

9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el eluyente es una mezcla 55 de agua y un alcohol C1-C6, en el que el alcohol C1-C6 es preferentemente metanol o etanol.

10. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el eluyente en la primera zona contiene más alcohol que el eluyente en la segunda zona, y en el que la segunda zona está aguas abajo de la primera zona, con respecto al flujo de eluyente en el sistema; y/o en el que la relación agua:alcohol del eluyente en la primera zona es de 0, 5:99, 5 a 1, 5:98, 5 partes en volumen, y la relación agua:alcohol del eluyente en la segunda zona es de 4, 5:95, 5 a 5, 5:94, 5 partes en volumen; y/o en el que la relación agua:alcohol del eluyente en las primera y segunda zonas se controla mediante la introducción de agua y/o alcohol en una o más columnas en las primera y segunda zonas.

11. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10 en el que el caudal al que el líquido recogido mediante la corriente de extracto procedente de la primera zona se vuelve a recircular hacia la primera zona es más rápido que el caudal al que el líquido recogido mediante la corriente de extracto procedente de la segunda zona se vuelve a recircular hacia la segunda zona.

12. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, que comprende: 5

(i) la introducción de la mezcla de alimentación en la primera zona, y la eliminación de una primera corriente de refinado enriquecida con el producto de AGPI y una primera corriente de extracto empobrecida del producto de AGPI, y

(ii) la introducción de la primera corriente de refinado en la segunda zona, la eliminación de una segunda

corriente de refinado empobrecida del producto de AGPI, y la recolección de una segunda corriente de extracto para obtener el producto de AGPI.

13. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, que comprende:

(i) la introducción de la mezcla de alimentación en la segunda zona, y la eliminación de una primera corriente de refinado empobrecida del producto de AGPI y una primera corriente de extracto enriquecida en el producto de AGPI, y

(ii) la introducción de la primera corriente de extracto en la primera zona, la eliminación de una segunda corriente de extracto empobrecida del producto de AGPI y la recolección de una segunda corriente de refinado 20 para obtener el producto de AGPI.

14. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el aparato tiene una primera zona, una segunda zona y una tercera zona y en el que (a) el eluyente en la primera zona contiene más alcohol que el eluyente en la segunda y tercera zona y la primera zona está aguas arriba de la segunda y tercera zona con respecto al flujo de eluyente en el

sistema y (b) el eluyente en la segunda zona contiene más alcohol que el eluyente en la tercera zona y la segunda zona está aguas arriba de la tercera zona con respecto al flujo de eluyente en el sistema, dicho producto de AGPI que se separa en la primera zona de los componentes de la mezcla de alimentación que son menos polares que el producto de AGPI, dicho producto de AGPI que se separa en la segunda zona de los componentes de la mezcla de alimentación que son menos polares que el producto de AGPI pero más polares que los componentes separados en la primera zona, y dicho producto de AGPI que se separa en la tercera zona de los componentes de la mezcla de alimentación que son más polares que el producto de AGPI.

15. Un programa de ordenador para controlar un aparato de cromatografía como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, programa de ordenador que contiene medios de codificación que, cuando se ejecutan, dan 35 instrucciones al aparato para llevar a cabo un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.