Способ получения госсипола

(51) 11 1/10 (2006.01) 61 36/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ реагентом в составе белковый отстойфосфолипиды из хлопкового масла вода в соотношении по массе компонентов 22 100 при количестве смеси к массе нерафинированного хлопкового масла 3-5 далее обработкой раствором гидроксида натрия концентрацией 60-80 г/л в количестве - по кислотному числу масла с избытком 4-6, комплексным реагентом КРН-5 в виде 0,05 - 0,06-ного раствора в количестве 2-3 к массе масла, с последующим отделением соапстока в сепараторе, разложением водно-соапсточного слоя 5-ным раствором серной кислоты, отделением смеси госсипола и жирных кислот на горизонтальной осадительной центрифуге,экстракцией жирных кислот бензином,отстаиванием и разделением смеси в отстойном сепараторе с целью отделения среднего слоя с госсиполом, его выделением путем фильтрации на ленточном фильтр-прессе и сушки в вакуумсушильном шкафу. В результате проведенных исследований выход госсипола составляет 93,1, а чистота продукта 81,9.(72) Надиров Казим Садыкович Бимбетова Гульмира Жанкабыловна Приходько Наталья Александровна Жантасов Манап Курманбекович Надирова Жанна Казимовна Садырбаева Айнур Сламбековна Айткулова Райхан Эльтайбековна Саипов Абдилла Абибуллаевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения ЮжноКазахстанский государственный университет им. М. Ауэзова Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к способу получения госсипола,обладающего противовирусным,противоопухолевым и антимикробным действием. Цель предполагаемого изобретения - увеличение выхода госсипола и повышение степени его чистоты. Цель достигается тем, что госсипол получают из хлопкового масла обработкой его гидратирующим Изобретение относится к способу получения госсипола,обладающего противовирусным,противоопухолевым и антимикробным действием. Известные методы очистки госсипола, основанные на превращении его в ацетатное производное с последующим гидролизом, требуют многократной перекристаллизации госсипола из его растворов в диэтиловом эфире. Более перспективной была адсорбционная очистка на различных сорбентах(окись алюминия, окись магния, силикагель и аниониты. Однако извлечь госсипол с этих сорбентов в нативном состоянии практически не удается Маркман .Л, Ржехин В.П. Госсипол и его производные. - М. Пищепромиздат, 1965. с.275. Кроме того, используемый в качестве сырья для получения госсипола антранилат госсипола получают также многостадийным процессом. Недостатком вышеприведенных способов является невысокий выход целевого продукта. Так,содержание нативного госсипола в целевом продукте составляет 40-49. Кроме того, сложность процессов за счет многостадийности не всегда позволяет получать госсипол стандартного качества. Известен способ получения госсипола А.с. СССР 212245, Способ получения госсипола из антранилата госсипола. А.С. Садыков, В.П. Ржехин,А. Исмаилов, и др., кл. 07 С 63/00, С 11 В 3/04, 1965.,когда антранилат госсипола (который получают предварительно путем обработки хлопкового материала антраниловой кислотой) после щелочного гидролиза обрабатывают концентрированной серной кислотой. Выпавший осадок после промывки водой подвергают кислотному разложению. Для этого осадок суспендируют в смеси этилового эфира и уксусной кислоты и при перемешивании добавляют при 30 С серную кислоту. Кислотный слой удаляют,а осадок промывают вначале смесью эфира с уксусной кислотой, а затем петролейным эфиром. Отмытый осадок суспендируют в смеси этилового эфира и воды, содержащей следы гидросульфита натрия, и после разделения на делительной воронке эфирный слой дважды промывают 2-ной серной кислотой и два раза водой. После фильтрации и концентрирования к осадку прибавляют уксусную кислоту и оставляют на 2 ч до появления кристаллов. Выпавший осадок отделяют,промывают смесью эфира и уксусной кислоты, а затем петролейным эфиром и снова дважды переосаждают госсиполуксусную кислоту. При последнем переосаждении добавляют активированный уголь и после фильтрования выделяют госсиполуксусную кислоту, как указано выше. После двухкратной перекристаллизации из эфира и петролейного эфира получают госсипол с выходом 12-14 от веса антранилата. Недостатком данного способа является сложность процесса, заключающаяся в его многостадийности, а отсюда возникают потери целевого продукта, в результате чего выход госсипола не превышает 15. В качестве прототипа выбран способ получения госсипола из сырого черного хлопкового масла 2 Патент РФ 2067111. Махкамов ., Землянская Н.,Холодкова Т. и др. Способ получения госсипола из сырого черного хлопкового масла, кл. С 11 В 3/04,опубл. 27.09.1996. обработкой его при 80-90 С 4 ным водным раствором едкого натра. После отстаивания и охлаждения при 30 С добавляют 10-ный раствор 24. Выпавший осадок экстрагируют этилацетатом (или хлористым метиленом) при соотношении 12. После удаления водного слоя эфирный слой концентрируют и осаждают гексаном технический госсипол. После высушивания получают осадок с содержанием нативного госсипола 70-80). Выход технического госсипола 65-70 от его содержания в хлопковом масле. Очистку технического госсипола проводят,хроматографируя его на колонке с полиамидным сорбентом, используя в качестве элюента гексан. После концентрирования элюата выпадают кристаллы госсипола. Выход госсипола (т.пл. 179180 С) с чистотой 99,9-100 составляет 25-30 от исходного. Недостатком данного способа является недостаточно высокие выход госсипола (65-70 до очистки и 25-30 после очистки) и чистота продукта (70-80), что требует проведения дополнительной очистки технического госсипола хроматографированием его на колонке с полиамидным сорбентом. Цель предполагаемого изобретения - увеличение выхода госсипола и повышение степени его чистоты. Цель достигается тем, что госсипол получают из хлопкового масла обработкой его гидратирующим реагентом в составе белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода в соотношении по массе компонентов 22 100 при количестве смеси к массе нерафинированного хлопкового масла 3-5 далее, после отделения фосфолипидной эмульсии, обработкой раствором гидроксида натрия концентрацией 60-80 г/л в количестве - по кислотному числу масла с избытком 4-6, комплексным реагентом КРН-5 в виде 0,05 0,06-ного раствора в количестве 2-3 к массе масла, с последующим отделением соапстока в сепараторе, разложением водно-соапсточного слоя 5-ным раствором серной кислоты, отделением смеси госсипола и жирных кислот на горизонтальной осадительной центрифуге,экстракцией жирных кислот бензином,отстаиванием и разделением смеси в отстойном сепараторе с целью отделения среднего слоя с госсиполом, его выделения путем фильтрации на ленточном фильтр-прессе и сушки в вакуумсушильном шкафу. С точки зрения чистоты полученного гидратированного масла и по техникоэкономическим показателям более предпочтительным является применение гидратирующих агентов при температурах 50-80 С. Было проверено также, как влияет метод гидратации на последующую операцию, т.е. на полноту выделения и чистоту госсипола (таблица 1). Таблица 1 Влияние метода гидратации на выход, свойства и чистоту госсипола Показатели Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что влияние способа реализации стадии гидратации на последующее выделение госсипола незначительно(в пределах 10), однако в целом с точки зрения полноты выделения и чистоты госсипола оптимальным является применение заявляемого гидратирующего реагента, т.к. в этом случае выход госсипола составляет 89,8-84,5, а чистота-75,379,3 при температурах 50-70 С. Установлено, что увеличение количества гидратирующего реагента 3-5 к массе масла позволяет достичь минимального остаточного содержания фосфоросодержащих веществ в масле. Молекулы фосфолипидов характеризуются наличием неполярных (гидрофобных) и полярных(гидрофильных) участков, что и определяет их поведение в гетерогенных системах, состоящих из фаз различной полярности. В зависимости от концентрации молекулы фосфолипидов образуют различные упорядоченные структурные элементы при низкой концентрации сферические мицеллы, а при повышенной концентрации мицеллы группируются в длинные цилиндры. Фосфолипиды обладают высокой способностью солюбилизировать липидные (свободные жирные кислоты, красящие и др.) и нелипидные (углеводы, аминокислоты, ионы металлов) вещества. Поэтому, если фосфолипиды не будут полностью и эффективным методом удалены из масла, то неизбежны последующие потери госсипола вследствие его взаимодействия с фосфолипидами, что подтверждают полученные нами данные таблицы 1. Этот эффект нами установлен впервые, в литературе не описан. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна. Выбран оптимальный состав гидратирующего реагента. С целью упрощения технологии, экономии и использования вторичных ресурсов нами предложено использовать белковый отстой, который образуется при производстве пива. Этот отход получается при осветлении пивного сусла в отстойных,гидроциклонных аппаратах или сепараторах. Фосфолипиды предлагается выделять из хлопкового масла. Как следует из данных таблицы 2,применение нового состава гидратирующего агента не только повышает чистоту рафинированного масла, но и оказывает влияние на выход и чистоту госсипола. В качестве оптимального выбран состав с наилучшими показателями, а именно белковый отстой фосфолипиды из хлопкового масла вода 22100, количество - 2,5 к массе масла. Массовая доля фосфорсо держащих веществ, , Выход госсипола,Таблица 2 Влияние состава гидратирующего агента на выход и чистоту хлопкового масла и госсипола Вода Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 11100, количество - 1 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маслазода- 12100,количество -1 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 13100, количество -1 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода-14100,количество -1 к массе масла Массовая доля фосфорсо держащих веществ, , Выход госсипола,Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 13100, количество -2 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 13100, количество -3 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода-13100,количество -4 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 21100, количество -1 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 31100, количество -1 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 31100, количество -2 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 31100, количество -3 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 22100, количество - 1 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 22100, количество - 2 к массе масла Белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 22100, количество - 3 к массе масла Анализ промышленной практики по использованию различных схем нейтрализации подтвердил основное положение, что для эффективного разделения фаз во всех случаях положительное влияние оказывает некоторый избыток щелочи. Проведенные исследования показали, что только применение комплексного реагента КРН-5 позволяет обеспечить высокие показатели качества рафинированного масла, соапстока и госсипола. Расход 0,05 - 0,06-ного раствора комплексного реагента КРН-5, обеспечивающий достаточно полное удаление остатков мыла и госсипола из нейтрализованного масла, находится в интервале 2 3 к массе масла, оптимальное значение составляет 2,5. Полученные данные свидетельствуют о том, что именно применение комплексного реагента КРН-5,который способствует изменению структуры частиц соапстока, вызывает дестабилизацию системы триацилглицерины - полярные липиды с целью их максимального выведения из масел, не только повышает качественные характеристики рафинированного масла, но и обеспечивает количественное выделение госсипола из хлопкового масла. Обработка масел раствором КРН-5 позволяет наиболее эффективно разрушить межмолекулярные связи относительно малополярных сопутствующих триацилглицерином липидов, максимально вывести воски,воскоподобные вещества и другие малополярные группы липидов, включая их минорные компоненты. Фиг.1. Влияние расхода 0,05-0,06-ного раствора комплексного реагента КРН-5 на выход (1) и частоту госсипола. Применение комплексного реагента КРН-5 для повышения эффективности рафинирования 4 хлопкового масла и выхода и чистоты госсипола в литературе не описано. Таким образом, заявляемое данное техническое решение также соответствует критерию новизна. Способ реализуется следующим образом. Пример 1. Хлопковое масло, взвешенное на автоматических весах, поступает в реактор, где подогревается до температуры 50 С. Гидратацию проводят в цилиндрическом с коническим дном смесителе-коагуляторе с механической мешалкой для размешивания, паровой рубашкой для подогревания масла и распылителями для распределения воды по поверхности масла. Процесс осуществляется в несколько стадий. Вначале в коагуляторе происходит смешивание масла с гидратирующим агентом, который подается из реактора после смешения компонентов белковый отстойфосфолипиды из хлопкового маславода 22100. Количество гидратирующего агента составляет 3 к массе масла. Затем в течение 25 минут осуществляется вторая стадия экспозиция смеси масла - гидратирующий агент для обеспечения процесса коагуляции фосфатидов при температуре 70-80 С. Частота вращения мешалки 40-60 с-1. Молекуле фосфатидов свойственна способность взаимодействовать с водой. В результате происходит гидратация, набухание,потеря растворимости в масле и выпадение фосфатидов в осадок. Поэтому на третьей стадии осуществляется разделение образовавшихся фаз гидратированное масло, содержащее крупные, сформированные хлопья гидратированных фосфолипидов фосфатидная эмульсия на сепараторе Г 9-МСТ(Сепаратор для очистки растительных масел). Выделенные фосфолипиды используют в качестве самостоятельного продукта в пищевых, кормовых и лечебных целях, а масло поступает в реакторсмеситель, куда подают подготовленный водный раствор щелочи концентрацией 70 г/л с избытком 5 и 0,05 - 0,06-ный раствор реагента КРН-5 в количестве 2,5 к массе масла. Полученную реакционную смесь подогревается здесь до температуры 80-85 С и перемешивается со скоростью вращения мешалки 40-45 оборотов в секунду в течении 10-12 минут. Полученную реакционную смесь обрабатывают в сепараторе 1 Л, где происходит отделение масла, которое поступает на окончательную рафинацию. Нижний водно-соапсточный слой, содержащий госсиполат натрия и мыло, из сепаратора направляется на разложение в реактор- нейтрализатор, куда через мерник подается рассчитанное количество 5-ного раствора серной кислоты до , равный 5,0. Образующийся госсипол и жирные кислоты всплывают на поверхность. Влажная смесь госсипола и жирных кислот направляется на горизонтальную осадительную центрифугу НОГШ 325. Осадок подается в смеситель-реактор, где экстракция жирных кислот проводится при интенсивном помешивании бензином при гидромодуле 17 и смесь поступает на отстаивание и разделение в отстойный сепаратор. В результате образуется три слоя нижний водный слой спускается в канализацию, верхний слой - раствор жирных кислот в бензине идет на дистилляцию,средний слой - госсипол, нерастворимый ни в воде,ни в бензине. Средний слой количественно отделяется, госсипол подвергается двукратной промывке бензином и направляется на фильтрацию на ленточный фильтр-пресс ЛФ-500 П. Полученный осадок госсипола с влажностью около 65 поступает в вакуум-сушильный шкаф. Сушку ведут при температуре 50-55 С под вакуумом 90-120 мм.рт.ст. Высушенный госсипол поступает на окончательную очистку. Выход госсипола составляет 93,1 от теоретического, его чистота 81,9). Способ иллюстрируется следующими примерами, приведенными в таблице 3. Примеры 13 подтверждают оптимальные условия, примеры 4-6 показывают, что именно заявляемые новшества обеспечивают высокие выход и чистоту госсипола. Таблица 3 Выбор оптимальных условий выделения госсипола ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения госсипола, включающий обработку хлопкового масла гидратирующим агентом, отстаивание, съем и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что масло обрабатывают гидратирующим реагентом в составе белковый отстойфосфолипиды из хлопкового Характеристики водного раствора щелочи В результате проведенных исследований выход госсипола составляет 93,1, а чистота продукта 81,9. Характеристика госсипола Характеристики реагента КРН-5 Соотношение компонентов белковый отстойфосфолипиды вода Значение заявляемых параметров процесса 0,05 - 0,06-ный раствор, 2,5 к массе масла 0,05 - 0,06-ный раствор, 2 к массе масла 0,05 - 0,06-ный раствор,3 к массе масла Без реагента Без реагента 0,05 - 0,06-ный раствор, 3 к массе масла маславода в соотношении по массе компонентов 22100 при количестве смеси к массе нерафинированного хлопкового масла 3-5, далее,после отделения фосфолипидной эмульсии раствором гидроксида натрия концентрацией 60-80 г/л в количестве - по кислотному числу масла с избытком 4-6, комплексным реагентом КРН-5 в виде 0,05-0,06-ного раствора в количестве 2-3 к массе масла, с последующим отделением соапстока в сепараторе, разложением водно-соапсточного слоя 5-ным раствором серной кислоты, отделением смеси госсипола и жирных кислот на 5 горизонтальной осадительной центрифуге,экстракцией жирных кислот бензином,отстаиванием и разделением смеси в отстойном сепараторе с целью отделением среднего слоя с госсиполом, его выделением путем фильтрации на ленточном фильтр-прессе и сушки в вакуумсушильном шкафу.