(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ω−３脂肪酸エステル又は遊離ω−３脂肪酸を含む原料組成物から、８０重量％を超えるω−３脂肪酸エチルエステルを含有する濃縮物を得るための効率的で簡単な方法であって、
ａ）６０℃と２００℃の間の温度において、前記原料組成物を水分含有量が最大でも４重量％のエタノール及びアルカリ金属水酸化物と接触せしめて、脂肪酸のアルカリ金属塩を含む液体混合物を形成するステップと、
ｂ）前記液体混合物を５０℃と−２０℃の間の温度に冷却して固相及び液相を形成し、前記液相を前記固相から分離するステップと、
ｃ）ステップｂ）の分離された液相を酸と接触せしめ、１０重量％未満の水を含む酸性化された混合物を形成し、前記酸性化された混合物は、酸のアルカリ金属塩を含む固相と、ω−３脂肪酸を含む液相からなり、前記２相を分離するステップと、
ｄ）ステップｃの液相を、エステル化触媒の存在下、５０℃と１５０℃の間に加熱して、ω−３脂肪酸のエチルエステルを含む混合物を形成するステップと、
ｅ）ステップｄ）の混合物をアルカリと接触せしめて中和された混合物を形成するステップと、
ｆ）前記中和された混合物を蒸留して８０重量％超のω−３脂肪酸のエチルエステルを含む留出物を得るステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
ステップａ）における温度が９０℃〜１５０℃の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップａ）における温度が１２０℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ステップｂ）における温度が５０℃〜０℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ステップｃ）における酸が硫酸又は塩酸である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【出願の分野】
【０００１】
本発明は、エステル又は遊離脂肪酸の形態のω−３脂肪酸を含有する原料組成物から、８０％を超えるω−３脂肪酸を含有するω−３脂肪酸濃縮物を得るための、効率的且つ簡易な方法に関する。
【背景】
【０００２】
オクタデカトリエン酸（ＡＬＡ、α−リノレン酸）、エイコサペンタエン酸（ＥＰＡ）及びドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）等のω−３型の長鎖多価不飽和脂肪酸の、動脈硬化症及び循環器疾患の予防、炎症状態の軽減並びに腫瘍成長の遅延における有用性は現在周知であり、立証されている。これらのω−３脂肪酸の天然物である異性体は全てシス配置であり、それらの二重結合はメチレン単位により互いに隔てられている。二重結合が互いに２以上の単結合により隔てられている場合、これらは孤立した二重結合と呼ばれる。専門家らは、ω−３脂肪酸を０．５ｇ〜１０ｇの間の様々な摂取量で毎日摂取することを推奨している。そのため、食品、機能性食品及び医薬に配合するためのω−３脂肪酸濃縮物の取得に関心が高まっている。
【０００３】
主としてＥＰＡ及びＤＨＡであるω−３脂肪酸に最も富む供給源の一つは、イワシ、マアジ、カタクチイワシ、サケ、タラ及びオキアミ、フェオダクチラム・トリコルナタム（Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍ  ｔｒｉｃｏｒｎｏｔｕｍ）、ナンノクロロプシス種（Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ  ｓｐ．）等の海洋性微細藻等の様々な種の、魚油などの海洋起源の油、並びに亜麻、麻及びその他の種子等のＡＬＡに富む植物油である。海洋起源の油におけるＥＰＡとＤＨＡとを合わせた含有量は、典型的には１０重量％と３５重量％の間である。現在、ω−３脂肪酸の供給源として、精製された魚油が食品及び機能性食品産業において使用されている。一般的に、魚油の精製方法は古典的な植物油の精製方法を適応させたものであり、魚油に特有な不快な臭気及び味を何とか低減して、食品及び機能性食品に使用することが可能となるようにしている。これらの方法のいくつかは、とりわけ、米国特許第４９１５８７６号、第４８７４６２９号、第４８０４５５５号、第４５９９１４３号及び第４８３８９９７号に開示される。前記公知の魚油の精製方法の一つの利点は、これらの油を何とか人間の消費に適するようにすることに加えて、これらの方法において、これらの油に含まれる元々のω−３脂肪酸の濃度の顕著な減損が起こらないことである。
【０００４】
それにもかかわらず、特別な機能性食品及び医薬製品の製造においては、６０重量％を超え、少なくとも７０重量％、好ましくは８０重量％を超えるω−３脂肪酸含有量を有する製品が要求され、これは明らかに従来の油の精製方法を用いて達成できるものではない。
【０００５】
現行技術において、海洋起源の油に基づいて６０重量％を超えるω−３脂肪酸含有量を有する濃縮物を製造する方法は多数存在する。海洋油中のＥＰＡ及びＤＨＡはトリグリセリドの形態及び／又はオキアミの場合のようなリン脂質の形態で存在するため、殆どの濃縮方法は、当該油のアルコール、通常はエタノール、による化学的又は酵素的なエステル交換反応、又は、アルカリ水溶液による当該油の加水分解して脂肪酸の塩を形成しこれらの塩から遊離酸を形成すること、により開始される。次いでエステル交換反応又は加水分解反応の生成物は、所望の製品に到達するために分画工程に供される。通常は、単一の分画技術によって高いω−３脂肪酸含有量を有する濃縮物を得ることは不可能であり、そのため、複数の技術の組合せが用いられる。
【０００６】
尿素との錯体の形成は、高いＥＰＡ及び／又はＤＨＡ含有量を有する濃縮物を回収するために最も一般的に用いられる分画技術の一つである。
【０００７】
尿素は飽和脂肪族有機化合物と固体の錯体又は付加物を形成する特性を有する。遊離脂肪酸又はその一価アルコールとのエステルを含む油に由来する組成物に尿素の溶液を添加すると、酸の中の殆どの飽和画分を取り込んだ結晶性の錯体又は付加物が形成される。次に、より不飽和な酸の残油を残してこの錯体を除去することができる。この錯化方法は遊離酸に対しても、そのメチル又はエチルエステルに対しても用いられてきた。
【０００８】
次に前記残油を、米国特許第５，９４５，３１８号においてＢｒｅｉｖｉｃらにより開示されるように、例えば分子蒸留のような１段又は多段の他の分画工程に供することができ、これにより、８０重量％を超えるω−３脂肪酸を有する製品を得ることが可能となる。
【０００９】
尿素を用いて得られる残油のその他の精製技術としては、米国特許第４，７９２，４１８号においてＲｕｂｉｎらによって開示される、アセトン等の有機溶媒の存在下での残油の分画結晶化、米国特許第６，６６４，４０５号においてＬｅｅによって開示される、銀−シリカ又は銀−アルミナを充填したカラム中での残油の高圧液体クロマトグラフィー、及び米国特許第５，６７９，８０９号においてＷａｎｇによって開示される、活性炭及びヘキサンによる残油の処理が挙げられる。
【００１０】
それにもかかわらず、尿素の利用を含む方法は種々の不都合及び不便を有する。これらの不都合及び不便のうちの第一は、尿素の付加物は飽和脂肪酸に加えてかなりの量のω−３脂肪酸も含むために、ω−３脂肪酸の回収収率が通常約３０％と低いことであり、現在、尿素の付加物から不飽和脂肪酸を回収する経済的に効率的な方法がなく、このことが尿素を使用する方法を非常に高価なものにし、複雑な装置及び生産量のわりに大規模な設備を必要にしている。例えば、魚油１トン毎に、６０〜８０キロ、すなわち８％未満の最終製品が回収される（Ｂｒｅｉｖｉｋ，Ｈａｒａｌｄ［２００７］、「Ｌｏｎｇ  Ｃｈａｉｎ  Ｏｍｅｇａ−３  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｏｉｌｓ」、Ｔｈｅ  Ｏｉｌｙ  Ｐｒｅｓｓ）。
【００１１】
加えて、海洋油１トン毎に１〜３トンの間の尿素が使用されるので、生成する大量の尿素付加物は、環境に影響を与えないようにその処分を行うことに関して厳しい問題を意味し、そして更に、その過程における２種の潜在的な発癌性物質であるカルバミン酸エチル又はメチルの生成も報告されている（Ｃａｎａｓ  Ｂｌ，Ｙｕｒａｗｅｃｚ  ＭＰ［１９９９］「Ｅｔｈｙｌ  ｃａｒｂａｍａｔｅ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｄｕｒｉｎｇ  ｕｒｅａ  ｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｆａｔｔｙ  ａｃｉｄｓ」、Ｊ．Ａｍ  Ｏｉｌ  Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ  ７６：５３７）。
【００１２】
尿素を用いるω−３脂肪酸の精製方法における前記不都合及び複雑さにも拘らず、これらの方法は、現在の世界における、８０％を超えるω−３脂肪酸含有量を有する濃縮物の生産量の８５％超を占める。
【００１３】
尿素を用いる分画工程に頼らないω−３脂肪酸濃縮物の製造のための方法はあまり開示されていない。これら方法の一つは、特願昭５７−１３１６５４号において国分らにより記載される、魚油をアルカリ加水分解の後に２５℃と５℃の間に冷却して飽和脂肪酸石鹸を沈殿させる方法である。上澄みを一旦分離して追加の水を加え、ヘキサン、石油エーテル、ベンゼン又は他の有機溶媒により抽出する。残った水相を鉱酸により酸性化して遊離脂肪酸を含有する有機相を形成し、これをヘキサン、石油エーテル、ベンゼン又は他の有機溶媒により抽出し、次に吸着及び水蒸気蒸留又は分子蒸留による脱色及び脱臭に供する。
【００１４】
上記の開示された方法は、６０〜７０％の間のＥＰＡ及びＤＨＡ含有量を有する濃縮物を製造することができるに過ぎず、医薬及び機能性食品に使用するための特別な製品の配合物としては未だ不十分である。加えて、前記方法は１段階又は複数段階の、人間が消費する製品中の最大許容濃度が非常に制限される炭化水素又は炭化水素化された溶媒を用いる抽出工程を使用する。機能性食品又は医薬用原材料の製造方法において、人間が消費する製品中の最大許容濃度が１ｍｇ／ｋｇ未満（ヘキサンの場合）と非常に低い有機溶媒を使用することは利便性を欠く。その理由は、技術的及び経済的に不都合な事項の中でとりわけ、規格を満たすことができるようになるまでこれらの溶媒の除去を行うことで、ω−３脂肪酸の品質に影響を与えてしまう可能性があることによる。
【００１５】
国際公開第２００９／２０４０６号パンフレットにおいてＭｏｒｇａｎは、低温における加水分解により、人間が消費する製品中の最大許容濃度が１ｍｇ／ｋｇ未満と非常に低い有機溶媒を使用せずに、魚油からω−３脂肪酸を濃縮する方法を開示する。開示される当該方法において達成され得るω−３脂肪酸の濃度は明細書中に明らかにされていないが、実施例は、開示される当該方法の直接的な製品の濃度は４６％〜６５％の間で変化することを示している。自明ではあるが、前記発明の発明者は、「本発明の方法を使用して得た」多価不飽和脂肪酸が高められた脂肪酸は「蒸留、分画結晶化又は尿素錯体の形成等の公知の技術により更に精製することができる」ことを開示している。実施例２において、当該発明の方法により直接的に得られる製品中のω−３脂肪酸の濃度は６５％であった。再結晶工程に供された当該製品（実施例３）は７５％のω−３脂肪酸含有量を有したが、特別な機能性食品及び医薬用途に使用するためには未だ不十分である。
【００１６】
別の方法が米国特許第５，１３０，０６１号においてＣｏｒｎｉｅｒｉらにより開示され、ここでは、魚油の化学的なエステル交換反応の後、エステルをヘキサンのような有機溶媒により抽出し、溶媒を除去した後、生成物をシリカゲルクロマトグラフィーに供し、続いて分子蒸留して７０重量％未満を有するＥＰＡ及びＤＨＡ濃縮物を得る。濃度を増加させるために、クロマトグラフィーの生成物をまずアセトンに溶解して−４０℃にて結晶化せしめ、結晶化生成物を２段階の分子蒸留に供して８５重量％と９５重量％の間のＤＨＡエステルを含有する製品へと導く。当該方法も上述した不都合を有するヘキサンの使用に頼っている。クロマトグラフィーによる精製工程は当該方法を経済的に魅力のないものとしており、また、工業的実施は複雑なものにもなる。更に、ω−３脂肪酸の回収収率は３０％未満と低い。
【００１７】
１９８６年まで、ノルウェー企業Ｊａｈｒｅｓ  Ｆａｂｒｉｋｋｅｒは魚油からＥＰＡ及びＤＨＡ濃縮物を製造していた。この方法は、水酸化ナトリウム水溶液を用いて魚油をケン化して固体石鹸を形成し、後にこの固体石鹸を典型的にはメタノールである溶媒により抽出することからなっていた。メタノール抽出物を酸性化し、ＥＰＡ及びＤＨＡ含有量が５０％である遊離脂肪酸を単離した（Ｂｒｅｉｖｉｃ，Ｈａｒａｌｄ［２００７］、「Ｌｏｎｇ  Ｃｈａｉｎ  Ｏｍｅｇａ−３  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｏｉｌｓ」、Ｔｈｅ  Ｏｉｌｙ  Ｐｒｅｓｓ）。この脂肪酸を分子蒸留することにより、最大濃度６５％に到達した。
【００１８】
尿素又は人間が消費する製品中の最大許容濃度が制限される炭化水素のような有機溶媒を用いた分画に頼らずに、８０％を超えるω−３脂肪酸含有量を有するω−３脂肪酸濃縮物を得るための効率的な方法は、現行技術において知られていない。
【００１９】
特別な医薬及び機能性食品用途向けには、ω−３脂肪酸濃縮物において、これらの脂肪酸が、全てシス配置を有し、互いにメチレン基で隔てられた孤立二重結合の系として配列した二重結合を有する天然の異性体に相当することが重要である。
【００２０】
しかし、ω−３脂肪酸濃縮物製造の過程において、トランス型の異性体及び２以上の二重結合が一つの単結合により隔てられた共役異性体も生成する。
【００２１】
これらの脂肪酸の天然の配置に変化を起こさないω−３脂肪酸濃縮物製造のための方法は開示されているが、二重結合の異性化の問題に対する如何なる言及もない。驚くべきことに、本発明の方法により得られる製品中においては、トランス型異性体も共役二重結合を有する異性体も検出されないことを見出した。
【００２２】
従って本発明の目的は、尿素及び人間により消費される製品中の最大許容濃度が制限される有機溶媒を使用する分画工程を用いない方法であって、ω−３脂肪酸をエステル又は遊離酸の形態で含有する原料組成物から、８０％を超えるω−３脂肪酸を含有し、人間による消費に適し、医薬としての品質を有するω−３脂肪酸濃縮物を製造するための、効率的で且つ簡易な方法を提供することにある。
【００２３】
この目的は、
ａ）６０℃と２００℃の間の温度において、エステル又は遊離脂肪酸の形態で脂肪酸を含有する原料組成物を、少なくとも９６重量％のエタノール及びアルカリ金属水酸化物と接触せしめて、脂肪酸のアルカリ塩を含む液体混合物を形成する工程と、
ｂ）前記液体混合物を５０℃と−２０℃の間の温度に冷却して固相及び液相を形成し、前記液相を前記固相から分離する工程と、
ｃ）工程ｂ）において分離された液相を酸と接触せしめ、水の含有量が１０％未満であり酸のアルカリ金属塩を含む固相及びω−３脂肪酸を含む液相とから構成される酸性化された混合物を形成し、前記２相を分離する工程と、
ｄ）工程ｃ）の液相を、エステル化触媒の存在下に５０℃〜１５０℃の間に加熱して、ω−３脂肪酸のエチルエステルを含む混合物を形成する工程と、
ｅ）工程ｄ）の混合物をアルカリと接触せしめ、ω−３脂肪酸のエチルエステルを含む中和された混合物を形成し、中和された混合物のエチルエステルを分離する工程と、
ｆ）工程ｅ）のエチルエステルを蒸留して８０重量％を超えるω−３脂肪酸のエチルエステルを含む留出物を得る工程と、
を備える方法を通じて達成される。
【発明の詳細な説明】
【００２４】
本願に述べる方法に対して使用される原料は、イワシ、マアジ、カタクチイワシ、サケ、タラ、オキアミ等の様々な種の未精製又は精製された魚油等の動物性の油又は脂、フェオダクチラム・トリコルナタム、ナンノクロロプシス種等の海洋性微細藻からの油又は脂、アマニ、麻の種子の植物油等の植物性の油又は脂、海洋起源の油又は脂と植物油との混合物等の、トリグリセリド、リン脂質の形態若しくは他の形態、又はモノエステル若しくは遊離脂肪酸の形態、異なる供給源又は商業プロセスの生成物のいずれでもよい、エステル化されたω−３脂肪酸を含む任意の原料組成物である。典型的には、魚油中のω−３脂肪酸（ＥＰＡとＤＨＡ）の合計の含有量は１０重量％〜３５重量％の間であり、一方植物油（ＡＬＡ）においては、前記含有量は大きく変化しやすく、アマニ油におけるように５０％近くに達することもある。本発明において、用語「油」はω−３脂肪酸を含有する脂をも包含する。「油」と「脂」の違いは、前者は室温において液体であり、後者は固体である点にある。種々の海洋性微細藻から抽出される脂質は室温において固体であり、５％〜３０％の間のω−３脂肪酸を含有し得る。長鎖ω−３脂肪酸の産生のために遺伝子的に改変された昆虫、昆虫の幼虫及び植物から抽出される脂質も本発明の原料として有用である。
【００２５】
本発明を実施するためには、最初にω−３脂肪酸を含む原料組成物をアルカリ金属の水酸化物によるケン化又は中和のステップに供して、脂肪酸のアルカリ金属塩を含む反応混合物を形成する。このためには、前記原料組成物を、６０℃〜２００℃の間の温度、好ましくは１２０℃、及び、低圧において、水分含有量が最大でも４重量％、好ましくは１重量％未満の好ましくは無水のエタノール、及び、好ましくは水酸化ナトリウムであるアルカリ金属の水酸化物又はアルカリ金属の水酸化物溶液に接触させる。水酸化ナトリウム溶液が用いられる場合には、水酸化ナトリウム溶液は、水酸化ナトリウムの４０重量％超の水溶液、又は水酸化ナトリウムの５０重量％未満のエタノール溶液のいずれから選択される。この温度においては、ケン化又は中和の反応時間は僅か数分間であり、ケン化又は中和を連続法によって行うことができる。ケン化又は中和ステップで使用するエタノールの量は原料組成物ｋｇ当たり０．５〜１０ｋｇの間、好ましくは原料組成物ｋｇ当たり１〜６ｋｇの間であり、一方、ケン化又は中和ステップで使用するアルカリ金属水酸化物の量は、ケン化価の９０モル％以上、好ましくは１００モル％超であり、水酸化ナトリウムを使用する場合、使用する原料組成物ｋｇ当たり、少なくとも水酸化ナトリウム０．７１２ｇに、使用する原料組成物のケン化価を乗じた値である。反応は、撹拌槽中若しくは管状反応器中又は油脂のケン化に慣用的に使用される他の形式の反応器中で、回分的に又は連続的にのいずれかで行うことができる。使用する原料組成物が魚油である場合、その魚油が粗油又は精製油のどちらであっても、また単独又は植物油との組み合わせのどちらであっても、現行技術における公知の方法によりもたらされ得る、可能性のある残留性有機汚染物質（Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ）（ＰＯＣｓ）を除去するために、原料組成物を任意に精製することができる。ＰＯＣｓは生体の脂肪組織中に蓄積する毒性の化学製品である。様々な種の魚において比較的高い水準でＰＯＣｓが検出されており、結果としてこれらの種から得られる魚肉及び魚油中にも検出される。ＰＯＣｓは殺虫剤、ポリ塩化ビフェニルのような工業的化学製品、ダイオキシン及びフランのような工業プロセスにおける副生物を含む。同様に、本発明の製品にＰＯＣｓ除去工程を適用することもできる。
【００２６】
この工程の最後に、反応混合物を５０℃と−２０℃の間、好ましくは５０℃と０℃の間の温度に冷却し、反応中に形成され飽和脂肪酸の塩を含むアルカリ金属塩又はナトリウム塩の一部を含む沈殿を生じせしめる。反応混合物の冷却は、平板翼タービン又は錨型攪拌機等の適当な撹拌機を備えたとりわけ壁冷却型の振動容器中において、及び／又は蒸発により、又は、好ましくは表面掻き取り器を備える撹拌機により撹拌される管状反応器内で、又は、油脂の結晶化において慣用的に使用される他の形式の反応器内で、回分的に又は連続的に行うことができる。沈殿したアルカリ金属塩を含む固相と、得られた冷却混合物の液相とを、遠心分離又はろ過、好ましくは減圧又は加圧ろ過等の機械的手段により分離する。任意に、液相、又は、予め蒸発によって濃縮された液相を、さらなる固相が沈殿するまで再び冷却し、その後、記載されたようにして沈殿固体から液相を分離し、液相を次の酸性化工程に供することが出来る。
【００２７】
続いて、得られる液相を、酸又は酸のエタノール溶液、好ましくは硫酸、を用いて酸性化し、遊離ω−３脂肪酸を含む液相、及び、酸のアルカリ金属塩又はナトリウム塩を含む固相を含む酸性化された混合物を得ることができる。酸性化された混合物は水分含有量が１０重量％未満、好ましくは５％未満であり、液相と、この液相に懸濁した固体の生成が可能である。酸とエタノールの混合物中の酸の量は５０重量％未満である。仮に硫酸を使用する場合は、エタノール溶液を、２０重量％未満で、且つ、２０℃よりも低温、好ましくは１０℃よりも低温において調製することにより、有害なエタノールの硫酸塩の生成を防ぐことができる。使用する酸又は酸とエタノールとの混合物の量は、冷却工程後に分離された液相の総アルカリ度に依存し、やや過剰量を用い、総アルカリ度の化学量論値に対して１％〜１０％の間の過剰量である。好ましくは、酸性化ステップの際に形成されたアルカリ金属又はナトリウム塩は、実際酸化性混合物中で実質的に不溶であり、酸性化混合物から好ましくは遠心分離、ろ過、又はデカンテーションにより分離され、ω−３脂肪酸を含む透明な液が得られる。
【００２８】
次に、酸性化された混合物、すなわち透明な液体を５０℃と１５０℃の間の温度に加熱すると、脂肪酸がエタノールと反応してω−３脂肪酸のエチルエステルを含むエステル化された混合物を形成する。エステル化の間、硫酸を酸性化ステップで使用する場合は硫酸がこのエステル化反応の触媒として働く。にもかかわらず、必要であれば、さらなる硫酸又はｐ−トルエンスルホン酸のようなその他の触媒を酸性化された混合物すなわち透明な液体に、その加熱前又は加熱中に添加することができる。同様に、エステル化の間、塩酸のような硫酸以外の酸を酸性化ステップで使用する場合は、エステル化触媒が酸性化された混合物すなわち透明な液体に、その加熱前又は加熱中に添加される必要がある。
【００２９】
次に、エステル化された混合物を、アルカリの水溶液又はエタノール溶液と接触させ、中性又はアルカリ性の混合物を形成する。ここで、アルカリは、アルカリ金属の酸化物、水酸化物又は炭酸塩、アンモニア及び水酸化アンモニウムから構成される群より選択され、好ましくは水酸化ナトリウムである。次に、ω−３脂肪酸のエチルエステルを、実施例に説明する現行技術の技法により前記混合物から分離する。前記中性又はアルカリ性の混合物のエチルエステルを回収する一つの方法は、水酸化ナトリウムのエタノール溶液をエステル化混合物と接触させて、中性又はアルカリ性の混合物を形成し、中性又はアルカリ性の混合物から溶媒を蒸発させて、ω−３脂肪酸のエチルエステルを含む軽質相と無機塩又はグリセリンを含む重質相とから形成される残渣を生起せしめ、次にデカンテーション又は遠心分離によって両相を分離する方法である。任意に、軽質相を水又は塩の水溶液で洗浄することが出来る。
【００３０】
他の方法は、エステル化された混合物を、水酸化ナトリウムの水溶液と接触させて、ω−３脂肪酸のエチルエステルを含む軽質相と無機塩、水、エタノール、又はグリセリンを含む重質相からなる中性混合物を得る。各層はデカンテーションや遠心分離によって分離される。任意に、軽質相を水又は塩の水溶液で洗浄することが出来る。
【００３１】
次に、中性混合物から分離された、ω−３脂肪酸のエチルエステルを含む軽質相を１つ又は複数の蒸留ステップに供して、８０％超の、典型的には９０％超のω−３脂肪酸を含む留出物を得る。蒸留は好ましくは短工程蒸留塔又は分子蒸留塔中で１００℃〜２５０℃の温度及び１ミリバール未満の圧力において実施する。原料が魚油である場合には、本発明のプロセスではＥＰＡ及びＤＨＡを含むω−３脂肪酸のエチルエステルの８０％超の濃縮物を得ることが出来る。
【００３２】
本発明の方法は、魚油が原料として用いられると３０％超、典型的には４０％超の効率という高いω−３脂肪酸の回収収率というさらなる利点を有し、従来技術に対して驚くべき高さである。加えて、このプロセスでは、ω−３脂肪酸の含有量の低い原料の処理を、このプロセスの高効率を害せずに可能とする。反対に、尿素及び分子蒸留を用いるω−３脂肪酸の濃縮物の工業的プロセスでは、原料におけるω−３脂肪酸の含有量が高いことを必要とし、典型的には２８％超である。また、全ての副生生物は直接工業的に利用でき、再生可能な原料の効率的な活用につながる。
【００３３】
驚くべきことに、この方法においてはトランス脂肪酸又は硫酸ジエチル等のエタノールの硫酸塩等の望ましくない副生成物は、実施例からわかるように検出されず、加えて、ω−３脂肪酸エチルエステルは共役結合を有しない。
【実施例】
【００３４】
原料及び製品中のω−３脂肪酸の分析はｔｈｅ  Ｏｆｆｉｃｉａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＡＯＣＳ、第６版に従って行った。
【００３５】
実施例１
イワシ油からのω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の取得
【００３６】
２０ｌのＰａｒｒ製撹拌反応器中で、２７６ｇの水酸化ナトリウムを６ｋｇの９９．２％エタノール及び合計のω−３脂肪酸含有量が３２．９重量％（ＥＰＡ１６．８％及びＤＨＡ１１．３％）であるイワシ油（Ｓｏｕｔｈ  Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｋｏｒｐ．）２ｋｇと混合した。この混合物を２５０ｒｐｍで撹拌しながら１２０℃に５分間加熱し、その後１００ｒｐｍで撹拌しながら３５℃に冷却した。
【００３７】
冷却された混合物をブフナーロートにてポリエステル布ろ材を通して真空下にろ過し、第１のろ液を集めた。ろ過ケーキを６０００ｇのエタノールで洗浄し、第２のろ液を集めて第１のろ液と混合した。
【００３８】
前記ろ液を１７００ｇの１０％硫酸−エタノール溶液と０℃で混合し、分散した不溶固体を含む酸性化混合物を得た。固体は遠心分離により分離され、透明な上澄み液を得た。
【００３９】
前記上澄み液を真空ラインに接続された外部凝縮器を備える撹拌反応器に仕込んだ。仕込量の７０％を常圧にて蒸留した。その後２５ｇの２０％硫酸のエタノール溶液を添加し、得られた混合物を７６℃に３０分間加熱し、２０℃に冷却した。次に、冷却した混合物に１５０ｇの８％水酸化ナトリウムのエタノール溶液を添加し、続いて１０ミリバールの圧力下に前記混合物からエタノールを完全に蒸発させた。残渣を静置して、２０５ｇの重質層を分離した。軽質層を水洗して１０５６ｇの粗エチルエステルを得た。
【００４０】
粗エチルエステルを短工程蒸留塔（ＵＩＣ、ＫＤＬ５）に供給し、２ステップの蒸留に供した。第１の蒸留ステップにおいて、ジャケット温度は８５℃、内部凝縮器の温度は５℃、及び圧力は０．０２ミリバールであった。残渣を回収し、１１０℃のジャケット温度、凝縮器温度５℃及び圧力０．０１ミリバールにて２番目の蒸留をし、４５．２％のＥＰＡのエチルエステル及び３７．３％のＤＨＡのエチルエステルを含み、９７．１重量％のω−３脂肪酸エチルエステルの４５１ｇの留出物を得た。
【００４１】
ω−３脂肪酸の全体を通じての収率は６０％であった。
【００４２】
実施例２
ニシマアジ油からのω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の取得
【００４３】
２０ｌのＰａｒｒ製撹拌反応器中で、２８１ｇの水酸化ナトリウムを１１ｋｇの９９．２％エタノール及び合計のω−３脂肪酸含有量が３８．５重量％（ＥＰＡ１２．５％及びＤＨＡ２０．４％）であるニシマアジ油（Ｓｏｕｔｈ  Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｋｏｒｐ．）２ｋｇと混合した。この混合物を２５０ｒｐｍで撹拌しながら１２０℃に５分間加熱し、その後１００ｒｐｍで撹拌しながら５℃に冷却した。
【００４４】
冷却された混合物をブフナーロートにてろ材としてのポリエステル布を通して真空下にろ過し、第１のろ液を集めた。ろ過ケーキを３０００ｇのエタノールで洗浄し、第２のろ液を集めて第１のろ液と混合した。
【００４５】
前記混合物を、３７０ｇのエタノールと混合した３７０ｇの３６％ＨＣｌと混合し、分散した不溶固体を有する酸性化混合物を形成した。固体を遠心分離により分離して、透明な上澄み液を得た。
【００４６】
透明な上澄み液を、真空ラインに接続された外部凝縮器を備える撹拌反応器内で６ｇのｐ−トルエンスルホン酸と混合した。仕込量の７０％を常圧にて蒸留させた。その後２０ｇの５０％水酸化ナトリウム溶液を添加し、続いて１０ミリバールの圧力下に前記混合物からエタノールを完全に蒸発させた。残渣を静置して重質相を分離した。軽質相を２％硫酸ナトリウム水溶液により洗浄し、９７７ｇの粗エチルエステルを回収した。
【００４７】
次に粗エチルエステルを短工程蒸留塔（ＵＩＣ、ＫＤＬ５）に供給し、２ステップの蒸留に供した。第１の蒸留ステップにおいて、ジャケット温度は８４℃、内部凝縮器の温度は５℃、及び圧力は０．０２ミリバールであった。回収した残渣を１１４℃のジャケット温度、内部凝縮器温度５℃及び圧力０．０１ミリバールにて２番目の蒸留をし、３０．２％のＥＰＡのエチルエステル及び５２．３％のＤＨＡのエチルエステルを含み、９２．６重量％のω−３脂肪酸エチルエステルの留出物５０８ｇを得た。
【００４８】
ω−３脂肪酸の全体を通じての収率は５６％であった。
【００４９】
実施例３
アマニ油からのω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の取得
【００５０】
２０ｌのＰａｒｒ製撹拌反応器中で、５６０ｇの５０％水酸化ナトリウム、１０ｋｇの９９．２％エタノール、及び合計のω−３脂肪酸含有量が５１．７重量％（５１．７％  ＡＬＡ）であるアマニ油（Ｔｅｒｒａｓｏｌ）２ｋｇと混合した。この混合物を２５０ｒｐｍで撹拌しながら８０℃に２５分間加熱し、その後１００ｒｐｍで撹拌しながら３５℃に冷却した。
【００５１】
冷却された混合物をブフナーロートにてポリエステル布ろ材を通して真空下にろ過し、第１のろ液を集めた。ろ過ケーキを２０００ｇのエタノールで洗浄し、第２のろ液を集めて第１のろ液と混合した。
【００５２】
前記混合物を、１８０ｇの濃硫酸と混合し、分散した不溶固体を含む酸性化混合物を形成させた。
【００５３】
透明な溶液を、真空ラインに接続された外部凝縮器を備える撹拌反応器において、７ｇのｐ−トルエンスルホン酸と混合した。仕込量の７０％を常圧にて蒸留した。次に濃縮された混合物を加圧下にろ過し、そしてその透明なろ液に２０ｇの５０％水酸化ナトリウムのエタノール溶液を添加し、続いて１０ミリバールの圧力下に前記混合物から全てのエタノールを完全に蒸発させた。次に残渣を静置し、重質相を分離した。軽質相を水洗し、８７１ｇの粗エチルエステルを回収した。
【００５４】
回収した粗エチルエステルを短工程蒸留塔（ＵＩＣ、ＫＤＬ５）に供給し、２ステップの蒸留に供した。第１の蒸留ステップにおいて、ジャケットの温度は７２℃、内部凝縮器の温度は５℃、及び圧力は０．０２ミリバールであった。回収した残渣を９５℃のジャケット温度、内部凝縮器温度５℃及び圧力０．０１ミリバールにて２番目の蒸留をし、８９．６重量％のω−３脂肪酸のエチルエステル、８９．６％のＡＬＡのエチルエステルを含む５８０ｇの留出物を得た。
【００５５】
ω−３脂肪酸の全体を通じての収率は４５％であった。
【００５６】
実施例４
オキアミ油からのω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の取得
【００５７】
２７．５重量％のω−３脂肪酸（ＥＰＡ９．５％及びＤＨＡ１５．４％）を有するオキアミ油を用い、実施例１に記載した条件を繰り返した。
【００５８】
最終留出物３５４ｇが得られ、９２．３重量％のω−３脂肪酸エチルエステル（ＥＰＡのエチルエステル２８．３％及びＤＨＡのエチルエステル５６．６％）を有した。
【００５９】
ω−３脂肪酸の全体を通じての収率は５４％であった。
【００６０】
実施例５
イワシ油及びアマニ油混合物からのω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の取得
【００６１】
５００ｇの実施例３のアマニ油と、１５００ｇの実施例１のイワシ油の混合物を用い、実施例１に記載した条件を繰り返した。
【００６２】
８８．９重量％のω−３脂肪酸エチルエステルを有する最終留出物５１４ｇを得た（ＡＬＡのエチルエステル２９．８％、ＥＰＡのエチルエステル２６．３％及びＤＨＡのエチルエステル１７．１％）。
【００６３】
ω−３脂肪酸の全体を通じての収率は４７％であった。
【００６４】
実施例６
魚油脂肪酸からのω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の取得
【００６５】
２０ＬのＰａｒｒ製撹拌反応器中で、２８０ｇの水酸化ナトリウム、１０ｋｇの９９．２％エタノール、及びω−３脂肪酸含有量が２６．８重量％（ＥＰＡ１３．６％及びＤＨＡ９．２％）である魚の遊離脂肪酸（Ｓｏｕｔｈ  Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｋｏｒｐ．）２ｋｇと混合した。この混合物を２５０ｒｐｍで撹拌しながら６０℃に１５分間加熱し、その後１００ｒｐｍで撹拌しながら２５℃に冷却した。
【００６６】
冷却された混合物をブフナーロートにてポリエステル布ろ材を通して真空下にろ過し、第１のろ液を集めた。ろ過ケーキを３０００ｇのエタノールで洗浄し、第２のろ液を集めて第１のろ液と混合した。
【００６７】
前記ろ液を、４００ｇのエタノールと混合した４００ｇの３６％ＨＣｌと混合し、分散した不溶固体を含む酸性化した混合物を形成した。固体は加圧ろ過により分離され、透明な上澄み液を得た。
【００６８】
続いて透明な溶液を、真空ラインに接続された外部凝縮器を備える撹拌反応器中で、５ｇのｐ−トルエンスルホン酸と混合した。仕込量の７０％を常圧にて蒸留した。その後１００ｇの８％水酸化ナトリウムのエタノール溶液を添加し、続いて１０ミリバールの圧力下に前記混合物から全てのエタノールを蒸発した。蒸発残渣を水で洗浄した。８２０ｇの粗エチルエステルを回収した。
【００６９】
粗エチルエステルを短工程蒸留塔（ＵＩＣ、ＫＤＬ５）に供給し、２ステップの蒸留に供した。第１の蒸留ステップにおいて、ジャケット温度は８４℃、内部凝縮器の温度は５℃、及び圧力は０．０２ミリバールであった。回収した残渣を１１４℃のジャケット温度、内部凝縮器温度５℃及び圧力０．０１ミリバールにて２番目の蒸留をし、４０．５％のＥＰＡのエチルエステル及び３３．５％のＤＨＡのエチルエステルを含み、８７．０重量％のω−３脂肪酸エチルエステルを含む留出物４０９ｇを得た。
【００７０】
ω−３脂肪酸の全体を通じての収率は６０％であった。
【００７１】
実施例７
低ω−３脂肪酸含有量の魚油からのω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の取得
【００７２】
ω−３脂肪酸含有量が２３．５重量％（ＥＰＡ１２．５％及びＤＨＡ８．４％）であり、１９ｍｇ−ＫＯＨ／ｇの酸価を有する低品質の粗魚油を用いて、実施例１を繰り返した。
【００７３】
５５．１％のＥＰＡのエチルエステル及び２７．５％のＤＨＡのエチルエステルを有し、９０．３％のω−３脂肪酸エチルエステルを含む２３５ｇの留出物を得た。
【００７４】
ω−３脂肪酸の全体を通じての収率は４２％であった。
【００７５】
実施例８
イワシ油からのω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の取得
【００７６】
２０ｌのＰａｒｒ製撹拌反応器中で、２８０ｇの水酸化ナトリウム、６ｋｇの９９．２％エタノール、及びω−３脂肪酸含有量が３２．９重量％（１６．８％ＥＰＡ及び１１．３ＤＨＡ）であるイワシ油（Ｓｏｕｔｈ  Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｋｏｒｐ．）２ｋｇを混合した。この混合物を２５０ｒｐｍで撹拌しながら１２０℃に５分間加熱し、その後１００ｒｐｍで撹拌しながら４８℃に冷却した。
【００７７】
冷却された混合物をブフナーロートにてろ材であるポリエステル布を通して真空下にろ過し、第１のろ液を集めた。ろ過ケーキを２０００ｇのエタノールで洗浄し、第２のろ液を集めて第１のろ液と混合した。仕込み量の約５０％を留去することによりに混合物を濃縮し、次に０℃に冷却して残渣を得た。残渣をろ過して第３のろ液を得た。
【００７８】
前記ろ液を１２００ｇの１０％硫酸−エタノール溶液と混合し、分散した不溶固体を含む酸性化混合物を得た。固体を遠心分離により分離し、透明な上澄み液を得た。
【００７９】
前記上澄み液を、真空ラインに接続された外部凝縮器を備える撹拌反応器に仕込んだ。仕込量の５０％を常圧にて蒸留させた。その後２５ｇの２０％硫酸エタノール溶液を添加し、７８℃に３０分間加熱し、２０℃に冷却した。冷却した混合物に１００ｇの８％水酸化ナトリウムのエタノール溶液を添加し、続いて１０ミリバールの圧力下に前記混合物からエタノールを完全に留去した。蒸発残渣を静置して重質相を分離した。軽質相を水洗し、５５６ｇの粗エチルエステルを回収した。
【００８０】
次に、粗エチルエステルを短工程蒸留塔（ＵＩＣ、ＫＤＬ５）に供給し、２ステップの蒸留に供した。第１の蒸留ステップにおいて、ジャケットの温度は８８℃、内部凝縮器の温度は５℃、及び圧力は０．０２ミリバールであった。回収した残渣を１１５℃のジャケット温度、内部凝縮器温度５℃及び圧力０．０１ミリバールにて第２の蒸留をした。９９．７重量％のω−３脂肪酸エチルエステルを含む残渣を得た。
【００８１】
実施例９
ω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物中のトランス脂肪酸の分析
【００８２】
実施例１〜実施例８において得た濃縮物の試料をガスクロマトグラフィー法によるトランス脂肪酸の検出に供した。
【００８３】
いずれの試料もトランス脂肪酸が検出されなかった。
【００８４】
実施例１０
ω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物中の共役脂肪酸の分析
【００８５】
実施例１〜実施例８において得た濃縮物の試料をＵＶ吸収分光分析法による共役脂肪酸の検出に供した。
【００８６】
いずれの試料も共役脂肪酸が検出されなかった。
【００８７】
実施例１１
ω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物中の硫酸ジエチル（ＤＥＳ）の分析
【００８８】
実施例１〜実施例８において得た濃縮物の試料をガスクロマトグラフィー／質量分析法によるＤＥＳの検出に供した。
【００８９】
いずれの試料もＤＥＳが検出されなかった。
【００９０】
実施例１２
ω−３脂肪酸エチルエステル濃縮物の滴定可能な酸性度（遊離酸含有量）、過酸化物価及びアニシジン価の測定
【００９１】
実施例１〜実施例８において得た濃縮物の試料を、ＡＯＣＳ記載の操作に従って、酸性度（遊離酸含有量）、過酸化物価及びアニシジン価の測定に供した。
【００９２】
全ての試料について、遊離酸含有量は１ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ未満であった。
【００９３】
全ての試料について、過酸化物の含有量は３ｍｅｑ／ｋｇ未満であった。
【００９４】
全ての試料について、アニシジン価は１５未満であった。