Спосіб одержання фітогормонів

Способ получения фитогормонов, включающий экстракцию биомассы этиловым спиртом и упаривание экстракта кипячением, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют при рН 7,58,0, биомассу отделяют микрофильтрацией, а полученный раствор фитогормонов подвергают сорбции, ультрафильтрации и сушке. Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для получения фитогормонов микробиологического происхождения. Известны способы получения фитогормонов, в частности, цитокининов, экстракцией органическими растворителями (70-95% этанолом, этилацетатом, метанолом) при кислых и щелочных рН проводят из свежего или лиофильно высушенного материала. Экстракты очищают на колонках с сефадексом, катионитами (из кислых растворов) и анионитами (из щелочных растворов), активированным углем, переосаждением солями серебра, ацетатом бария и другими способами. Разделение проводят с помощью бумажной или тонкослойной хроматографии в различных системах растворителей (например, н-бутанол-уксусная кислотавода (4:1:1) или н-бутанол-МЩОН-НгО (3:1:1) (Полевой В.В. Фитогормоны: Учеб пособие. - Л.: Издво Ленинград, ун-та, 1982. - 248с). Известен также способ получения фитогормонов из биологического сырья (Клейн P.M., Клейн Д.Т. Методы исследования растений. - М.: Колос, 1974, который включает двойную экстракцию цитокининов из растительных тканей 70% этанолом в течение 24 часов при температуре +4°С и рН порядка 6-6,5. Экстракты упаривают кипячением. Цитокинины остаются в водной фазе, которую экстрагируют встряхивая несколько раз (в делительной воронке) с этилацетатом. Этилацетатную фазу отбрасывают. Водную фазу чистят на колонке с Дауэкс 50, а затем с помощью активированного угля (Nichar) и хроматографируют. Причиной, препятствующей повышению эффективности данного способа, является многостадийность процессов и невысокое качество целевого продукта. Задачей изобретения является усовершенствование известного способа получения фитогормонов, направленное на упрощение процесса получения фитогормонов и повышение качества конечного продукта. Техническим результатом является упрощение процесса и высокое качество конечного продукта, что обеспечивается применением методов мембранной технологии. Достигается технический результат тем, что в известном способе получения фитогормонов, включающем экстракцию биомассы этиловым спиртом и упаривание экстракта кипячением, согласно изобретению, экстракцию осуществляют при рН 7,5-8,0, биомассу отделяют микрофильтрацией, а полученный раствор фитогормонов подвергают сорбции, ультрафильтрации и сушке Экстракция биомассы этиловым спиртом при рН 7,5-8,0 позволяет получить раствор фитогормонов с низким содержанием коэкстрактивных балластных веществ (белковых, полифенольных, полисахаридных и др. компонентов). При рН ниже 7,5 эффект выделения снижается, а выше 8,0 незначительно повышается, но приводит к увеличению содержания балластных веществ. Последовательное применение безреагентных методов разделения с применением методов мембранной технологии (микрофильтрации и ультрафильтрации) позволяет не только полно О ю см 25141 стью отделить биомассу, взвешенные и балластные вещества, что обеспечивает получение высокоочищенного конечного продукта, но и за счет этого упростить процесс получения фитогормонов. Кроме того, микрофильтрационные мембраны из тефлона и ультрафильтрационные мембраны из регенерированной целлюлозы химически совместимы с различными концентрациями водноспиртовых растворов, так как следует учитывать, что природа растворителя, взаимодействующего с материалом мембраны, может привести к необратимому снижению коэффициента проницаемости вследствие изменения структуры мембраны или диффузии ее компонентов в раствор. Для длительного хранения и удобства использования в агротехнических мероприятиях раствор фитогормонов высушивают. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом - проводят экстракцию биомассы 80% этиловым спиртом при рН 7,5-8,0 концентрированно водного экстракта, обработку его активированным капроном для сорбции фенольных соединений, для удаления биомассы и нерастворимого осадка применяют микрофильтрацию на мембранах из тефлона и ультрафильтрацию на мембранах из регенерированной целлюлозы, высушивание - на распылительной сушилке. Пример. Фитогормоны получают из бактериальной биомассы, которая образуется при очистке сточных вод предприятий пищевой промышленности, например, спиртовых заводов, перерабатывающих мелассу на спирт,дрожжи и другие продукты. Способ получения фитогормонов включает следующие стадии: 1. Экстракцию кормовой бактериальной биомассы. 2. Выделение осадка кормовой бактериальной биомассы из экстракта. 3. Очистку экстракта методами мембраной технологии. 4. Концентрированно экстракта. 5. Сорбцию фенольных соединений активированным капроном. 6. Выделение капрона. 7. Высушивание концентрата. Для производства фитогормонов используют кормовую бактериальную биомассу, из которой экстрагируют фитогормоны. Экстрагентом является водно-спиртовая смесь с содержанием спирта 80% объемных в соотношении 1:5 (на I кг сухой бактериальной биомассы используют 5 л водноспиртовой смеси). Фитогормоны переводят сначала в органическую, а затем в водную фазу. Время экстракции составляет 24 часа при постоянном перемешивании. Экстракт, который включает в себя выделенные из биомассы фитогормоны, собирают в сборник экстракта. Отделение осадка кормовой бактериальной биомассы от экстракта осуществляют на микрофильтрационной мембранной установке. Для выделения спирта, который адсорбировался в биомассе, применяют промывание ее водой при перемешивании на протяжении 0,5 часа. Промывные воды направляют в сборник экстракта. Выделенная микробная биомасса является отходом производства, и в дальнейшем ее направляют в цех по производству кормовой бактериальной биомассы для сушки и последующего использования в сельском хозяйстве(животноводство). Очистку экстракта от взвешенных частиц и высокомолекулярных соединений осуществляют на мембранной установке под давлением Ар= 0,05 МПа с применением микрофильтрационной мембраны МФФК-3. Концентрирование водного остатка осуществляют до 20% сухих веществ с помощью вакуумной выпарной установки при температуре t=60°C и давлении р=0,009 МПа. Водно-спиртовую смесь, которую при этом конденсируют, собирают в сборнике смеси и направляют в реактор для повторной экстракции. Водный экстракт препарата имеет рН 8,0 и содержит значительное количество коэкстрактивных соединений, одним из основных компонентов которых являются соединения фенольной природы, ингибирующие физиологическое действие фитогормонов. Для удаления фенольных соединений сгущенный концентрат обрабатывают активированным капроном в реакторе, где происходит сорбция фенольных соединений, которые мешают процессу сушки и, кроме того, снижают эффективность действия фитогормонов. Сорбцию осуществляют при постоянном перемешивании на протяжении 24 часа. Для этого микрофильтрат подкисляют до рН 4,0 концентрированной соляной кислотой, и добавляют активированный капрон в количестве 100 мг/г исходного сырья. При такой обработке из препарата выделяют 3,5 мг/r исходного сырья соединений фенольной природы. Выделение капрона с сорбированными на нем коэкстрактивными соединениями проводят ультрафильтрацией с использованио ультрафиционной мембраны АЦ-100, которая в данных условиях имеет стабильные показатели работы. Для смешивания концентрата с наполнителем применяют реактор. В качестве наполнителя берут цеолит или мел в соотношении 1:1, что дает возможность избежать гигроскопичности конечного продукта. Гомогенизированный концентрат с помощью насоса поступает на распылительную сушку. После сушки получают технический препарат, который поступает в сборник сухого продукта и далее направляется на упаковку. Сухой продукт проверяют на биологическую активность. Способ получения фитогормонов с указанием технологических параметров представлен в табл. 1. Таблица № 1 Технологические параметры процесса получения фитогормонов Наименование процесса 1 Бактериальная биомасса Экстракция Технологический параметр 2 Сф=50 мгк/г СВ Ссп=80%, t=20°C, т=24 часа, рН=7,5-8,0 25141 Продолжение табл. 1 Наименование процесса 1 Микрофильтрация Упаривание Сорбция Ультрафильтрация Сушка Сухой продукт фитогормонов Данные по количественному содержанию фитогормонов и их биологической активности представлены в табл. 2. Технологический параметр 2 МФФК-3, t=20 С, АР=0,05 МПа t=60°C, Р=0,009 МПА, СВЫх=20% СВ t=20°C, x=24 часа, СсоРб=ЮОмг/г АЦ-100, t=20°C, ДР=0,4 МПа o o tBx=130 C,tBblx=80 C Сф=400 мгк/г СВ В связи с отсутствием данных по прототипу сравнение данных проводилось по химически чистому синтетическому цитокинину-6-бензиламинопурину(БАЛ). Определение физиологического действия фитогормонов в биотесте Таблица 2 Прирост семядолей, % над контролем 100 116 267 Контроль БАП, 10~V БАП, 10"6 Препарат, разведение 1:20 1:40 1:80 116,2 132,4 194,6 В данном случае наблюдался рост физиологической активности при увеличении разведения, что дало возможность выявить его активность даже при разведении в 80 раз. Таким образом, заявляемый способ получения фитогормонов является новым, ранее не заявляемым техническим решением способа полу чения фитогормонов микробиального происхождения, который характеризуется простотой исполнения, малой токсичностью используемого растворителя по сравнению с прототипом и применением безреагентных методов разделения мембранной технологии. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 !_ 2001 р. Формат 60x84 1/8 Підписано до друку Обсяг О.З& обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам. УкрІНТЕІ Вул. Горького, 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22