DE10037515C1 - Verfahren zur Abtrennung von Sterinen und/oder deren Derivaten aus einer Lipidmatrix mit Hilfe komprimierter Kohlenwasserstoffe - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Trennung von Sterinen und/oder deren Derivaten aus einer Lipidmatrix mit Hilfe komprimierter Kohlenwasserstoffe, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ausgangsmaterial mit einem überwiegend einen C¶3¶- und/oder C¶4¶-Kohlenwasserstoff enthaltenden Extraktionsmittel in einer Trennanlage einer Extraktion in der Weise unterworfen wird, dass das Extraktionsmittel(-gemisch) mit dem Ausgangsmaterial ein zweiphasiges System bildet, sich das zweiphasige System in eine leichte und überwiegend Sterine enthaltende sowie in eine schwere und überwiegend Lipide enthaltende Fluidphase auftrennt sowie nach der Phasentrennung und nach dem Entfernen des Extraktionsmittel(-gemischs) aus der leichten Phase das sterinangereicherte Produkt und aus der schweren Phase eine im wesentlichen sterinfreie Lipidmatrix erhalten wird. Als bevorzugte Ausgangsmaterialien werden natürliche Fette und/oder Öle eingesetzt, besonders geeignete Extraktionsmittel stellen Propan und Butan sowie deren Mischungen mit Ethan, Dimethylether oder CO¶2¶ dar. Mit diesem Extraktionsverfahren, das vorzugsweise kontinuierlich im Gegenstrom durchgeführt wird, werden bei Drücken zwischen 20 und 200 bar sowie bei Temperaturen zwischen 50 und 200 DEG C sterinangereicherte Produkte erhalten, die überwiegend Cholesterin, Sitosterin oder Stigmasterin enthalten und die insbesondere aufgrund ihrer biologischen Aktivität vorzugsweise für den Einsatz in der Pharmazie oder für eine Pflanzenbehandlung ...

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Abtrennung von Sterinen und/oder deren Derivaten aus einer Lipidmatrix mit Hilfe komprimierter Kohlenwasserstoffe.

Bei Sterinen handelt es sich um eine Gruppe von natürlich vorkommenden Steroiden, die eine 3β-Hydroxylgruppe und eine 17β-ständige aliphatische Seitenkette aufweisen und die sich von den Stammkohlenwasserstoffen Cholestan, Ergostan und Stigmastan ableiten. Sterine treten in der Regel frei oder glykosidisch oder esterartig gebunden verbreitet als primäre Zellbestandteile im Tier- und Pflanzenreich auf. Je nach Vorkommen unterscheidet man die Zoosterine des Tierreichs (z. B. Cholesterin), die Phytosterine des Pflanzenreichs (z. B. Stigmasterin und Sitosterin), die Mycosterine in Pilzen und die maxinen Sterine in Meeresfauna und -flora.

Cholesterin ist als bekanntestes Sterin einerseits lebenswichtig für den Aufbau der Zellen, andererseits kann es sich aber auch an den Gefäßinnenwänden ablagern und so zur Verengung der Gefäße mit den bekannten Auswirkungen führen. Bei der Vorbeugung solcher Gefäßerkrankungen und ihrer Folgen, wie z. B. Bluthochdruck, spielt Cholesterin, das mit der Nahrung zugeführt wird, deshalb eine wichtige Rolle. Über die Ernährung nimmt der Körper täglich 200-800 mg Cholesterin auf. Außerdem produziert der Körper selbst ca. 1000-1500 mg Cholesterin pro Tag. Bei einer erhöhten Zufuhr von außen wird Cholesterin im Körper abgelagert und stellt so einen Risikofaktor für Arteriosklerose dar und damit auch für Bluthochdruck sowie für Herzerkrankungen wie Herzinfarkt oder Herzschwäche. Internationale Gesundheitsorganisationen empfehlen deshalb der Bevölkerung hochentwickelter Länder, die Aufnahme zu hoher Fett- und Cholesterinmengen einzuschränken. Aufgrund dieser Empfehlungen ist die moderne Lebensmitteltechnologie gefordert, den Verbrauchern verbesserte und den Ernährungsgewohnheiten entsprechende Lebensmittel mit einem reduzierten Cholesteringehalt anzubieten.

Cholesterin ist aber auch ein wertvoller Rohstoff. Es wird als Emulgator in kosmetischen und pharmazeutischen Präparaten, Textilwaren und Lederpflegemitteln verwendet. Cholesterin ist auch ein Bestandteil von Haarwuchsmitteln und Ausgangsmaterial für die Synthese von Vitamin-D und anderer Steroide sowie für die als flüssige Kristalle wichtigen Cholesterylester. Diese Anwendungen erfordern aber Cholesterin mit einer hohen Reinheit.

Hinsichtlich der Abtrennung von Sterinen aus Fetten und insbesondere der Reduzierung von Cholesterin sind bereits eine Reihe von Verfahren bekannt geworden.

So wird in EP-A 0545292 ein Verfahren zur Abtrennung von Sterinen, insbesondere von Cholesterin, aus bzw. die Anreicherung von Sterinen in vegetabilischen und tierischen Fetten beschrieben, bei dem das sterinhaltige Fett mit einer Kohlenwasserstoff/Alkohol/Wasser-Mischung gemischt wird und anschließend die beiden sich bildenden Phasen getrennt werden. Dabei enthält die kohlenwasserstoffreiche Phase im wesentlichen das von Sterinen befreite Fett, während in der alkoholreichen Phase die Sterine gelöst sind.

In mehreren Publikationen wurde die Extraktion bzw. Entfernung von Cholesterin aus Butterfetten mit überkritischem Kohlendioxid und Ethan beschrieben. Wegen der schlechten Löslichkeiten von Cholesterin in diesen überkritischen Gasen und der ungenügenden Selektivität musste die Extraktion mit einem Adsorptionsschritt mit Aluminium kombiniert werden (siehe beispielsweise Int. 1 Food Sci. Technol. (1998), 33(5), 445-454; J. Supercriti. Fluids (2000), 16(3), 225-233).

Bekannt ist, dass Fette in Kohlenwasserstoffen leicht löslich sind. Bei Raumtemperatur sind flüssige Kohlenwasserstoffe mit Fetten praktisch vollständig mischbar. Für Propan gilt dies aber nur in einem bestimmten Temperatur- und Druckbereich, da sich die Löseeigenschaften dieser beiden Stoffklassen bei nahekritischem Zustand wesentlich ändern. Während bei Raumtemperatur und einem Druck über dem Siedepunkt das Propan und die Fette vollständig miteinander mischbar sind, ist die Löslichkeit von Triglyceriden in Propan bei einer erhöhten Temperatur (z. B. 100°C) und einem erhöhten Druck (z. B. 50 bar) deutlich reduziert. In Abhängigkeit der Kettlänge der veresterten Fettsäuren kann die Löslichkeit weniger als 2 Gew.-% betragen. Bei noch höherer Temperatur ist die Löslichkeit noch geringer.

Die Löslichkeit von Cholesterin in Kohlenwasserstoffen ist im allgemeinen nicht besonders gut und bei Raumtemperatur ist die Löslichkeit von Cholesterin in verflüssigtem Propan sogar nur marginal.

Aus den geschilderten Nachteilen des Standes der Technik hat sich für die vorliegende Erfindung deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Abtrennung von Sterinen und/oder deren Derivaten aus einer Lipidmatrix mit Hilfe komprimierter Kohlenwasserstoffe zu entwickeln, mit dem es möglich ist, die Sterine aus der Lipidmatrix schonend und dennoch fast quantitativ in Qualitäten zu entfernen, die den Anforderungen der Vorschriften für Lebensmittel gerecht werden.

Gelöst wurde diese Aufgabe mit einem Verfahren, bei dem das Ausgangsmaterial mit einem überwiegend einen C₃- und/oder C₄-Kohlenwasserstoff enthaltenden Extraktionsmittel in einer Trennanlage einer Extraktion in der Weise unterworfen wird, dass das Extraktionsmittel(-gemisch) mit dem Ausgangsmaterial ein zweiphasiges System bildet, sich das zweiphasige System in eine leichte und überwiegend Sterine enthaltende sowie in eine schwere und überwiegend Lipide enthaltende Fluidphase auftrennt, sowie nach der Phasentrennung und nach dem Entfernen des Extraktionsmittel(-gemischs) aus der leichten Phase das sterinangereicherte Produkt und aus der schweren Phase eine im wesentlichen sterinfreie Lipidmatrix erhalten wird.

Überraschenderweise wurde mit diesem Verfahren gefunden, dass die Löslichkeit von Sterinen im nahekritischen Bereich mit der Temperatur und dem Druck zunimmt. So ist es bei nahekritischen Bedingungen möglich, z. B. im System Propan/Fette/Cholesterin zwei Phasen zu bilden, wobei die leichte Phase einen angereicherten Cholesteringehalt und einen verringerten Fettgehalt aufweist. Die schwere Fluidphase besteht hauptsächlich aus Fetten, einem nur geringen Teil an gelöstem Propan und deutlich verarmten Cholesterinanteilen.

Das vorliegende Verfahren hat sich insbesondere für Ausgangsmaterialien wie natürliche Fette und/oder Öle als geeignet erwiesen, wobei vorzugsweise Fette und/oder Öle eingesetzt werden, die pflanzliche, tierische, mikrobielle, mykotische und/oder marine Sterine enthalten.

Als Extraktionsmittel zeigt sich reines Propan wegen seiner Löseeigenschaften für Sterine und Lipide sowie seines Entmischungsbereichs bezüglich der Temperatur und des Drucks als besonders günstig.

Wegen des geringeren Regelaufwands ist ein reines Lösemittel gegenüber Lösemittelgemischen immer zu bevorzugen. Als reines Lösemittel sind für das Verfahren gemäß Erfindung Propan, n-Butan und i-Butan besonders geeignet, da sie gemäß der Direktive der EG-Komission 88/344/CEE (Journal officiel des communautes européennes No. L 157/28 vom 24.06.1988) als Extraktionslösemittel der Gruppe 1 uneingeschränkt zur Anwendung in der Lebensmitteltechnologie geeignet sind.

Während Propan wegen seiner günstigen physikalischen Eigenschaften auch gegenüber n-Butan und i-Butan als reines Extraktionsmittel zu bevorzugen ist, kann die Extraktion aber auch mit einem Gemisch aus Propan bzw. Butan mit anderen Gaskomponenten durchgeführt werden. Das ist insbesondere von Bedeutung, da z. B. ein Restgehalt an Butan in Propan die Extraktion nicht beeinträchtigt. Der Verzicht auf die absolute Reinheit des Extraktionsmittels macht das Verfahren wirtschaftlich noch attraktiver.

Aus diesem Grund sieht die vorliegende Erfindung auch Verfahrensvarianten mit den unterschiedlichsten Extraktionsmitteln vor:
So können als Extraktionsmittel Propan oder Mischungen aus Propan mit bis zu 50 Gew.-% an Ethan, n- oder i-Butan, Dimethylether oder CO₂ ebenso verwendet werden wie n- oder i-Butan oder dessen Mischungen mit bis zu 50 Gew.-% an Ethan, Propan, Dimethylether oder CO₂. Aus dieser Reihe an bevorzugten Extraktionsmitteln werden insbesondere Mischungen aus Propan mit 10 bis 30 Gew.-% Dimethylether sowie Mischungen aus Propan und 5 bis 20 Gew.-% Ethan oder Butan herangezogen, wobei die letztgenannten Mischungen auch zusätzlich 10 bis 30 Gew.-% Dimethylether enthalten können. In speziellen Fällen kann ein Extraktionsmittelgemisch bestehend aus Propan und 5 bis 30 Gew.-% CO₂ ebenfalls verwendet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Temperatur und Druck so gewählt, dass das System aus der sterinhaltigen Lipidmatrix und dem Extraktionsmittel in der Trennanlage zweiphasig ist. Das ist in einem Temperaturbereich zwischen 50 und 200°C und in einem Druckbereich zwischen 20 und 200 bar des jeweils ausgewählten Extraktionsmittels möglich. Dabei sind Temperaturbereiche zwischen 70 und 120°C sowie Druckbereiche zwischen 40 und 100 bar zu bevorzugen. Bei einem höheren Druck und/oder einer niedrigeren Temperatur wird das System einphasig, so dass eine Trennung von Sterinen und Lipiden unmöglich ist. Bei einem niedrigeren Druck und/oder einer höheren Temperatur ist die Beladung des Extraktionsmittels zu gering, so dass das Trennverfahren nicht mehr wirtschaftlich ist.

Aufgrund wirtschaftlicher Vorteile wird das erfindungsgemäße Extraktionsverfahren bevorzugt im Gegenstrom und in diesem Fall insbesondere kontinuierlich durchgeführt. Dafür geeignete Anlagen bestehen im wesentlichen aus einer Extraktionskolonne (Trennkolonne) und einer Regenerierkolonne.

Wegen der thermodynamischen Eigenschaften des Systems Extraktionsmittel/Sterine/Lipide und insbesondere aufgrund der Löslichkeit von Sterinen und Lipiden im Extraktionsmittel ist es im Zusammenhang mit der Temperatur und dem Druck zweckmäßig, sowohl im kontinuierlichen als auch im mehrstufigen Extraktionsprozess ein Temperaturprofil vorzusehen, um während der Extraktion die erfindungswesentliche Zweiphasigkeit zu gewährleisten. Empfehlenswert ist es deshalb, in der Trennanlage einen Temperaturgradienten in der Art einzustellen, dass die Temperatur im Sumpfbereich der Extraktionsvorrichtung 10 bis 80°C und vorzugsweise 20 bis 70°C unter der Kopftemperatur der Extraktionsvorrichtung liegt.

Das Ausgangsmaterial, d. h. die sterinhaltige Lipidmatrix, wird in die Trennkolonne in der jeweils geeigneten Höhe zugepumpt, was vorzugsweise etwa in der Mitte der Kolonne erfolgt. Das Extraktionsmittel(-gemisch) wird zweckmäßig am Fußteil der Kolonne zugesetzt und durchströmt die Extraktionskolonne in besonders geeigneter Weise von unten nach oben. Druck und Temperatur werden dabei so eingestellt, dass die Mischung in die benötigten zwei Phasen, nämlich eine Flüssigphase und eine nahe kritische Fluidphase zerfällt. Der Sterinanteil und wenige Lipidanteile lösen sich im Extraktionsmittel. Eine Mischung aus Extraktionsmittel(-gemisch), Sterinen und Lipiden verlässt die Extraktionskolonne am Kopfende und wird vorzugsweise einer Regenerierkolonne zugeführt, in der insbesondere das sterinangereicherte Produkt durch Erhöhung der Temperatur und/oder Verminderung des Drucks unter Bedingungen abgetrennt wird, unter denen das Extraktionsmittel(-gemisch) als Gas mit niedriger Dichte vorliegt. Infolgedessen fallen die gelösten Stoffe quantitativ aus.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante verlässt das Extraktionsmittel die Regenerierkolonne am Kopfteil. Es wird in der Regel in einem Wärmetauscher kondensiert und rekomprimiert in die Trennanlage zurückgepumpt. Ein Teil des in der Regenerierkolonne ausgefallenen Produkts wird zweckmäßig als Rücklauf an den Kopfteil der Trennanlage zurückgeführt. Der übrige Teil der abgetrennten Sterine wird im Sumpfbereich der Regenerierkolonne abgezogen. Durch weitere Druckerniedrigung und/oder Temperaturerhöhung wird das Extraktionsmittel vom Sterin/Lipidgemisch vollständig abgetrennt.

Unter bestimmten Extraktionsbedingungen können die Sterinanteile im Extrakt stark angereichert sein und der Lipidgehalt auf ein sehr niedriges Niveau reduziert werden. In diesem Fall ist zu beachten, dass kristalline Sterine gebildet werden können, was einen kontinuierlichen Austrag dieses Produktes aus der Regenerierkolonne verhindert. Um dieses Problem zu vermeiden, kann die Temperatur in der Regenerierkolonne über der Schmelztemperatur der Sterine gehalten werden. Alternativ dazu können aber auch die Extraktionsbedingungen so eingestellt werden, dass der Extrakt immer ausreichende Lipidmengen enthält, wodurch ein gut fließfähiges Produkt in der Regenerierkolonne entsteht.

Infolge ihrer höheren Dichte fließen die Lipide (meist Fette) in der Extraktionskolonne nach unten und werden dabei von ihren Sterinanteilen befreit. Die so erzeugten Lipide werden im Sumpfbereich der Extraktionskolonne abgezogen. Durch Druckerniedrigung und/oder Temperaturerhöhung wird gemäß vorliegender Erfindung das im wesentlichen sterinfreie Sumpfprodukt vom Extraktionsmittel(-gemisch) abgetrennt. Das entweichende Lösemittel kann durch Komprimieren und/oder Kondensieren zurückgewonnen werden. Bestimmte lipide Ausgangsmaterialien, wie z. B. Eiöl, enthalten kleine Mengen natürlicher Farbstoffe, insbesondere Carotinoide. Diese fallen bei dieser Vorgehensweise zusammen mit dem Eiöl im Sumpf der Extraktionskolonne an.

In jedem Fall ist das vorliegende Verfahren insbesondere dazu geeignet, als im wesentlichen sterinfreies Sumpfprodukt Fette und/oder Öle zu erhalten, die insbesondere für den Einsatz in Lebensmitteln, wie z. B. in diätetischen Erzeugnissen, Functional Foods und Babynahrung geeignet sind.

Alternativ zum externen Rücklauf kann auch ein interner Rücklauf erzeugt werden, in dem die Extraktionskolonne zweckmäßig mit Einrichtungen zur Erzeugung eines Temperaturprofils ausgerüstet ist. Wie bereits erwähnt, wird vorzugsweise die Temperatur im Kopfbereich der Extraktionskolonne 10 bis 80°C höher als die Temperatur am Kolonnensumpf eingestellt, wofür beispielsweise Inline-Wärmetauscher dienen können.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Gewinnung von Produkten geeignet, die überwiegend Cholesterin, Sitosterin oder Stigmasterin enthalten.

Die vorliegende Erfindung eignet sich somit auch für die Abtrennung von Phytosterinen aus Fettmischungen. Phytosterine (wie z. B. Sitosterin oder Stigmasterin) sind aufgrund ihrer chemischen Struktur cholesterinähnliche Substanzen, jedoch mit einem cholesterinsenkenden Effekt. Der Mechanismus dieser Wirkung ist noch nicht ganz aufgeklärt und es gibt bislang zwei Hypothesen: Die Hemmung der Cholesterinabsorption durch Auskristallisation im Darm und Hemmung der Cholesterinabsorption durch Verdrängung des Cholesterins aus den Mizellen. Diese beiden Theorien setzen voraus, dass Phytosterine zusammen mit Cholesterin verzehrt werden. Phytosterine sind zur Behandlung erhöhter Cholesterinwerte zu empfehlen. Sie werden bereits zur Therapie der Hypercholesterinämie eingesetzt. Als "Functional Food" werden sie z. T. der Margarine zugesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist von großer Bedeutung für die Gewinnung von Phytosterinen aus Materialen, die z. B. in der Pflanzenölindustrie beim Raffinationsprozess (Desodorierung) anfallende Abfälle sind, insbesondere sogenannte "Brückenabscheiderfette".

Des Weiteren eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung von Phytosterinen, wie β-Sitosterinen, aus Tallöl sowie dessen Folgeprodukten, die in der papierherstellenden Industrie in großen Mengen als Nebenprodukte anfallen.

Das Verfahren kann aber auch zur Reinigung von Sterinderivaten aus natürlichen lipiden Rohstoffen eingesetzt werden, die eine biologische Aktivität besitzen, wie beispielsweise Phytohormone. Als ein Stellvertreter dieser Klasse sollen die Brassinosteroide genannt werden, die als Wachstumsregulatoren bei Pflanzen eingesetzt werden.

Aus diesem Grund ist das beanspruchte Verfahren insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass mit ihm biologisch aktive Sterinderivate erhalten werden, die vorzugsweise für den Einsatz in der Pharmazie oder für eine Pflanzenbehandlung geeignet sind.

Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen diese Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenso wie die in Abb. 1 dargestellte typische Trennanlage bestehend aus Extraktionskolonne und Regenerierkolonne.

Beispiele

Die nachfolgenden Beispiele wurden in einer in Abb. 1 dargestellten Trennkolonne, bestehend aus Extraktionskolonne (1) und Regenerierkolonne (2), durchgeführt. Die Zuführung des jeweiligen Ausgangsmaterials (3) erfolgte in der Mitte der Extraktionskolonne (1); die Zuführung (4) des jeweiligen Extraktionsmittel(-gemisch)s (5) erfolgte an deren Fußteil, wobei es sich beim Extraktionsmittel(-gemisch) um Frischgas (6) oder um Kreisgas (7) aus dem Kopfteil der Regenerierkolonne (2) handelte. Erhalten wurden jeweils ein im wesentlichen sterinangereichertes Kopfprodukt (8) aus der Regenerierkolonne (2) und ein im wesentlichen sterinfreies Sumpfprodukt (9).

Beispiel 1

Ein Eiöl, das durch Extraktion von getrocknetem Eigelbpulver mit überkritischem CO₂ erhalten wurde, enthielt 5,1 Gew.-% Cholesterin. Das Eiöl wurde etwa in der Mitte der Extraktionskolonne (Trennkolonne) zugepumpt. Die Kolonne war mit einer Drahtgewebepackung des Typs Sulzer CY und mit Inline-Heizelementen zur Regelung der Temperatur in den verschiedenen Kolonnenabschnitten versehen. Der Verstärkerteil besaß 6, der Abtriebsteil 10 theoretische Trennstufen. Als Extraktionsmittel diente Propan bei einem Druck von 50 bar. Die Kolonne wurde vom Extraktionsmittel von unten nach oben durchströmt. Am Zulauf betrug die Temperatur 90°C, im Sumpfbereich 80°C und am Kopfteil 100°C.

Das die Extraktionskolonne am Kopf verlassende beladene Extraktionsmittel wurde einer Regenerierkolonne etwa in der Mitte zugeführt. Die Regenerierkolonne arbeitete bei 120°C und 30 bar. Bei diesen Bedingungen fallen die im Propan gelösten Stoffe vollständig aus. Der Extrakt wurde am Sumpf der Regenerierkolonne abgezogen und auf Umgebungsdruck entspannt, wobei das Propan entlöst wurde. Nach Abzug noch gelösten Propans bestand der Extrakt zu 30 Gew.-% aus Cholesterin und zu 70 Gew.-% aus Eiöl.

Das vom Cholesterin befreite Raffinat wurde im Sumpfbereich der Extraktionskolonne abgezogen. Während der Entspannung auf Umgebungsdruck entwich das gelöste Propan. Das so erhaltene Eiöl enthielt 0,15 Gew.-% Cholesterin. Die im Ausgangsmaterial enthaltenen natürlichen Carotinoide blieben im Sumpfprodukt.

Beispiel 2

Ein Eiöl, das durch Extraktion von getrocknetem Eigelbpulver mit überkritischem CO₂ erhalten wurde, enthielt 4,8 Gew.-% Cholesterin. Das Eiöl wurde etwa in der Mitte der Extraktionskolonne (Trennkolonne) zugepumpt. Die Kolonne war mit einer Drahtgewebepackung des Typs Sulzer CY und mit Inline-Heizelementen zur Regelung der Temperatur in den verschiedenen Kolonnenabschnitten versehen. Der Verstärkerteil besaß 6, der Abtriebsteil 10 theoretische Trennstufen. Als Extraktionsmittel diente eine Mischung aus 95 Gew.-% Propan und 5 Gew.-% Dimethylether bei einem Druck von 52 bar. Die Kolonne wurde vom Extraktionsmittel von unten nach oben durchströmt. Am Zulauf betrug die Temperatur 95°C, im Sumpfbereich 80°C und am Kopfteil 110°C.

Das die Extraktionskolonne am Kopfteil verlassende beladene Extraktionsmittel wurde einer Regenerierkolonne etwa in der Mitte zugeführt. Die Regenerierkolonne arbeitete bei 120°C und 30 bar. Bei diesen Bedingungen fallen die im Extraktionsmittel gelösten Stoffe vollständig aus. Der Extrakt wurde am Sumpf der Regenerierkolonne abgezogen und auf Umgebungsdruck entspannt, wobei das Extraktionsmittel entlöst wurde. Nach Abzug noch gelösten Extraktionsmittels bestand der Extrakt zu 35 Gew.-% aus Cholesterin und zu 65 Gew.-% aus Eiöl.

Das vom Cholesterin befreite Raffinat wurde im Sumpfbereich der Extraktionskolonne abgezogen. Während der Entspannung auf Umgebungsdruck entwich das gelöste Extraktionsmittel. Das so erhaltene Eiöl enthielt 0,10 Gew.-% Cholesterin. Die im Ausgangsmaterial enthaltenen natürliche Carotinoide blieben im Sumpfprodukt.

Beispiel 3

Ein Eiöl, das durch Extraktion von getrocknetem Eigelbpulver mit überkritischem CO₂ erhalten wurde, enthielt 4,8 Gew.-% Cholesterin. Das Eiöl wurde etwa in der Mitte der Extraktionskolonne (Trennkolonne) zugepumpt. Die Kolonne war mit einer Drahtgewebepackung des Typs Sulzer CY und mit Inline-Heizelementen zur Regelung der Temperatur in den verschiedenen Kolonnenabschnitten versehen. Der Verstärkerteil besaß 6, der Abtriebsteil 10 theoretische Trennstufen. Als Extraktionsmittel diente eine Mischung aus 85 Gew.-% Propan und 15 Gew.-% i-Butan bei einem Druck von 55 bar. Die Kolonne wurde vom Extraktionsmittel von unten nach oben durchströmt. Am Zulauf betrug die Temperatur 100°C, im Sumpfbereich 90°C und am Kopfteil 110°C.

Das die Extraktionskolonne am Kopf verlassende beladene Extraktionsmittel wurde einer Regenerierkolonne etwa in der Mitte zugeführt. Die Regenerierkolonne arbeitete bei 120°C und 30 bar. Bei diesen Bedingungen fallen die im Extraktionsmittel gelösten Stoffe vollständig aus. Der Extrakt wurde am Sumpf der Regenerierkolonne abgezogen und auf Umgebungsdruck entspannt, wobei das Extraktionsmittel entlöst wurde. Nach Abzug noch gelösten Extraktionsmittels bestand der Extrakt zu 25 Gew.-% aus Cholesterin und zu 75 Gew.-% aus Eiöl.

Das vom Cholesterin befreite Raffinat wurde im Sumpfbereich der Extraktionskolonne abgezogen. Während der Entspannung auf Umgebungsdruck entwich das gelöste Extraktionsmittel. Das so erhaltene Eiöl enthielt 0,15 Gew.-% Cholesterin. Die im Ausgangsmaterial enthaltenen natürliche Carotinoide blieben im Sumpfprodukt.

Beispiel 4

Ein Butteröl enthielt 0,25 Gew.-% Cholesterin. Das Butteröl wurde etwa in der Mitte der Extraktionskolonne (Trennkolonne) zugepumpt. Die Kolonne war mit einer Drahtgewebepackung des Typs Sulzer CY und mit Inline- Heizelementen zur Regelung der Temperatur in den verschiedenen Kolonnenabschnitten versehen. Der Verstärkerteil besaß 6, der Abtriebsteil 10 theoretische Trennstufen. Als Extraktionsmittel diente Propan bei einem Druck von 56 bar. Die Kolonne wurde vom Extraktionsmittel von unten nach oben durchströmt. Am Zulauf betrug die Temperatur 95°C, im Sumpfbereich 80°C und am Kopfteil 105°C.

Das die Extraktionskolonne am Kopf verlassende beladene Extraktionsmittel wurde einer Regenerierkolonne etwa in der Mitte zugeführt. Die Regenerierkolonne arbeitete bei 120°C und 30 bar. Bei diesen Bedingungen fallen die im Propan gelösten Stoffe vollständig aus. Der Extrakt wurde am Sumpf der Regenerierkolonne abgezogen und auf Umgebungsdruck entspannt, wobei das Propan entlöst wurde. Nach Abzug noch gelösten Propans bestand der Extrakt zu 15 Gew.-% aus Cholesterin und zu 85 Gew.-% aus Butteröl.

Das vom Cholesterin befreite Raffinat wurde im Sumpfbereich der Extraktionskolonne abgezogen. Bei der Entspannung auf Umgebungsdruck entwich das gelöste Propan. Das so erhaltene Butteröl enthielt 0,015 Gew.-% Cholesterin.

Claims (19)

1. Verfahren zur Abtrennung von Sterinen und/oder deren Derivaten aus einer Lipidmatrix mit Hilfe komprimierter Kohlenwasserstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial mit einem überwiegend einen C₃- und/oder C₄-Kohlenwasserstoff enthaltenden Extraktionsmittel in einer Trennanlage einer Extraktion in der Weise unterworfen wird, dass das Extraktionsmittel(-gemisch) mit dem Ausgangsmaterial ein zweiphasiges System bildet, sich das zweiphasige System in eine leichte und überwiegend Sterine enthaltende sowie in eine schwere und überwiegend Lipide enthaltende Fluidphase auftrennt, sowie nach der Phasentrennung und nach dem Entfernen des Extraktionsmittel(- gemischs) aus der leichten Phase das sterinangereicherte Produkt und aus der schweren Phase eine im wesentlichen sterinfreie Lipidmatrix erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial natürliche Fette und/oder Öle, insbesondere pflanzliche, tierische, mikrobielle, mykotische und/oder marine Sterine und/oder Sterinderivate enthaltende Fette und/oder Öle eingesetzt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Extraktionsmittel Propan oder Mischungen aus Propan mit bis zu 50 Gew.-% an Ethan, n- oder i-Butan, Dimethylether oder CO₂ verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Extraktionsmittelgemisch aus Propan mit 10 bis 30 Gew.-% Dimethylether eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Extraktionsmittelgemisch aus Propan und 5 bis 20 Gew.-% Ethan oder Butan eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittelgemisch zusätzlich 10 bis 30 Gew.-% Dimethylether enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Extraktionsmittelgemisch aus Propan und 5 bis 30 Gew.-% CO₂ verwendet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Extraktionsmittel n- oder i-Butan oder Mischungen aus n- oder i-Butan mit bis zu 50 Gew.-% an Ethan, Propan, Dimethylether oder CO₂ eingesetzt werden.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion bei Drücken zwischen 20 und 200 bar, vorzugsweise zwischen 40 und 100 bar, sowie bei Temperaturen zwischen 50 und 200°C, vorzugsweise zwischen 70 und 120°C durchgeführt wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion - vorzugsweise kontinuierlich - im Gegenstrom durchgeführt wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trennkolonne ein Temperaturgradient in der Art eingestellt wird, dass die Sumpftemperatur 10 bis 80°C und vorzugsweise 20 bis 70°C unter der Kopftemperatur liegt.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial etwa in der Mitte der Trennkolonne und das Extraktionsmittel(-gemisch) am Kolonnenfuß zugeführt wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel(-gemisch) in der Trennkolonne von unten nach oben geführt wird.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das im wesentlichen sterinfreie Sumpfprodukt durch Temperaturerhöhung und/oder Druckerniedrigung vom Extraktionsmittel(-gemisch) abgetrennt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als im wesentlichen sterinfreies Sumpfprodukt Fette und/oder Öle erhalten werden.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das sterinangereicherte Produkt - vorzugsweise in einer Regenerierkolonne - durch Temperaturerhöhung und/oder Druckerniedrigung vom Extraktionsmittel(-gemisch) abgetrennt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Produkt erhalten wird, das überwiegend Cholesterin, Sitosterin oder Stigmasterin enthält.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass biologisch aktive Sterinderivate erhalten werden.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel(-gemisch) rekomprimiert und/oder kondensiert sowie gegebenenfalls recyclisiert wird.