202592. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ciklodextrinek előállítására és elkülönítésére
1 HU 202 592 B 2 A találmány tárgya eljárás ciklodextrinek előállítására és elkülönítésére keményítő hidrolizátumból, limonén jelenlétében. A limonén, mely monoterpénként ismeretes és amely egy természetes olaj, bőven található a növényekben. A ciklodextrinek, amelyeket „Schardinger dextrinek”-nek is neveznek, ciklikus oligoszacharidok, amelyek 6,7 vagy 8 glukóz maradványból állnak, amelyeket alfa 1,4 kötések kapcsolnak össze. A hattagú gyűrűt alfa-ciklodextrinnek, a héttagú gyűrűt béta-ciklodextrinnek, a nyolctagú gyűrűt pedig gamma-ciklodextrinnek nevezik. A ciklodextrinek nem redukáló dextrinek, és a gyűrű szerkezetet széles körűen használják különböző vegyületck, rendszerint vegyi, gyógyszeripari és élelmiszeripari területen használt szerves vegyületek komplexálására. Az is jól ismert, hogy a ciklodextrineket bármely fajta kukorica-, burgonya- és hasonló keményítőből állítják elő, amely lehet módosított vagy módosítatlan, gabona vagy gumó eredetből származó keményítő és azoknak amilóz vagy amilopcktin frakciója. A kiválasztott keményítőt sűrű vizes szuszpenzióban maximum 35 tömegszázalék koncentrációban zselatinizációval vagy elfolyósító enzim kezeléssel, úgymint bakteriális alfa-amiláz enzimmel elfolyósítjuk, majd a szokásos módon egy ciklodextrin transzgukoziláz (CGT) enzimmel, mint például Bacillus macerans amylase, vagy Bacillus circulans, Bacillus stearothermophilus, Bacillus megaterium, Bacillus ohbensis, Klebsiella pneumoniae, Micrococcusból származó enzimmel enzimes kezelésnek vetjük alá. A CGT-vei kezelt keményítőből előállított alfa-, béta- és gamma-ciklodextrinek mennyisége változik, a kiválasztott keményítőtől, a CGT enzimtől és az előállítási feltételektől függően. Szokásosan az elfolyósított keményítő DE értékét 20 DE alatt, a szilárd keményítő koncentrációját 50t% alatt tartjuk. A konverzió pH-ja 4,5- 8,5 lehet, a hőmérséklet szobahőmérséklet és 75 °C között megválasztott hőmérséklet, az időtartam 10 órától 7 vagy több napig terjedő reakcióidő. A konverzióhoz használt CGT mennyisége a reakcióidőtől és az enzimaktivitástól függ. Az enzimegységeket különböző tetszőleges módokon lehet definiálni. 1 gramm keményítőként a 2-4 Tilden-Hudson egység a tipikus (3 425 910 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás - Armbruster and Kooi). Az alfa-, béta- és gamma-ciklodextrinek CGT enzim konverzióval való előállítása legalább 1949 óta ismert a szakmában jártasak számára, és a CGT-vei való kezeléshez a kiválasztandó paraméterek a kívánt eredmény eléréséhez az előállítandó egyes alfa-, béta- és gammaciklodextrineket illetően szokványosak és az irodalomból ismeretesek. Aciklodextrinek kicsapásával és elkülönítésével kapcsolatos irodalom magába foglalja az oldószer rendszereket, [D. French és munkatársai, J. Am., Chem., Soc., 71, 353 (1949)], zárványozott vegyületeket, úgymint triklór-etilént, tetraklór-etánt, bróm-benzolt és hasonlókat a kiválasztott ciklodextrineknek a CGT reakcióelegyből való kicsapására (3 425 910 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás), valamint nem oldószer rendszereket, amelyek kiválasztott ioncserélő gyantákat és kromatográfiás gélszűrést alkalmaznak (4 418 144 és 4 303 787 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírások). De ezek egyike sem bizonyult teljesen kielégítőnek a zárványvegyületek toxikus természete és a nagytömegű folyadék miatt, amely a nem oldószer- és ioncserélő-rendszerek működtetéséhez szükséges. A találmány tárgyának alapját az a felismerés képezi, hogy a limonén nagyon előnyösen felhasználható béta- és gamma-ciklodextrinek előállítására és elkülönítésére. A limonén (C10H16) különböző illóolajokban fordul elő, különösen citrom-, narancs-, mandarin-, kömény-, kapor- és bergamottolajban. A jelen találmány szerint ezek közül a mandarin héjának olajából (citrus reticulata blando rutaceae) nyert d-limoncn bizonyult különösen hatásosnak. A kiválasztott limonén olajat, amely a piacon rendelkezésre álló szokványos termék, a CGT enzim adása előtt vagy után vagy az enzimmel együtt adjuk a keményítő sűrű szuszpenziójához. A találmánynak első kiviteli példájában a limonén olaj a reakciót béta-ciklodextrin előállításának irányába vezeti, amely 39,3% nyers béta-ciklodextrin/limonén komplex kitermelést eredményez, amelyből az igen nagy tisztaságú béta-ciklodcxtrint kinyerjük. A találmány második kiviteli példájában alfa-, béta- és gamma-ciklodextrint tartalmazó, nem oldószeres CGT-s konverzióval (emésztéssel) kapott konvencionális oligoszacharid keveréket használunk kiindulási anyagként. Ez utóbbi kiviteli példában a limonén olajat az első lépésben a ciklodextrinek kicsapására alkalmazzuk az elegyből, a második lépésben a béta-ciklodextrin eltávolítására, majd egy harmadik lépésben limonénncl az összes maradék ciklodextrint kicsapjuk az oldatból, amely csapadékból finomítás és kristályosítás után, jó kitermeléssel nagytisztaságú gamma-ciklodextrint nyerünk. A fentiek alapján a találmány tárgya tehát eljárás ciklo-dextrinek előállítására és elkülönítésére keményítő-hidrolizátum ciklodextrin-transzglukoziláz enzimmel történő konverziója útján oly módon, hogy a konverziót limonén jelenlétében végezzük, majd a reakcióelegyből kivált ciklodextrin/limonén komplexet elkülönítjük, abból a limonént eltávolítjuk és a ciklodextrint kinyerjük. A találmány tárgya továbbá eljárás béta- és gammaciklodextrin kinyerésére ciklodextrineket és oligoszaccharidokat tartalmazó vizes szuszpenzió formájú konverziós elegyből, amely szerint limonén segítségével többlépéses extrakcióval a ciklodextrineket komplex formájában a konverziós elegyből képzett vizes szuszpenzióból kicsapjuk, és a csapadékokból a béta- és gamma-ciklodextrint a limonén eltávolítása után kinyerjük. Az alábbi példák a jelen találmány szerinti eljárás két előnyös kiviteli módját szemléltetik. 1. példa (Lásd az I. folyamatábrát) Ebben a példában 1 gramm keményítő hidrolizátumonként körülbelül 2 Tilden-Hudson egység mennyiségben adunk CGT (macerans) enzimet a 7 DE értékű kukoricakeményítő hidrolizátum 35 tömegszázalékos vizes szuszpenzióhoz és ezt követően 8 tömegszázalék limonént adunk hozzá, a keményítő hidrolizátum tömegét alapul véve. A limonén szokásos kereskedelmi minőségű, amelyet az Eastman Kodak cég forgalmaz Kodak D-Limonen Technical márkanév alatt. A sűrű szuszpenziót szobahőmérsékleten 24 óráig 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
