Спосіб отримання сухої біомаси женьшеня

Винахід відноситься до області мікробіології, а саме, до способів отримання сухої біомаси женьшеню на агарізованому живильному середовищі і може бути використованим для отримання сировини для біологічно активних препаратів з стимулюючим і тонізуючим впливом. Промисловістю освоєно способи отримання сухої біомаси женьшеня, наприклад, на Уфимському дослідно-промисловому заводі білково-вітамінних концентратів, Мозирському заводі кормових дріжджів, які включають посів клітин, які культивують, на живильне середовище, яке містить в собі необхідні мікроелементи, мінеральні солі, вітамінні та стимулюючі добавки, вирощування біомаси на живильному середовищі, збір сирої біомаси та її сушку. Головними недоліками цих способів є недостатня якість отриманої сухої біомаси женьшеня внаслідок того, що вона має невелику кількість - 1,5 - 1,8% біологічно активних речовин-глікозидів. Відомий спосіб отримання сухої біомаси женьшеня (патент РФ № 2010857, M.кл.C12N 5/04), який включає посів клітин, які культивують, на живильне середовище, вирощування біомаси на живильному середовищі, збір сухої біомаси та її сушку. При цьому в живильне середовище вносять крохмаль, а вирощування здійснюють у такому співвідношенні компонентів живильного середовища, мг/л: калій азотнокислий 1500 - 2300 амоній азотнокислий 350 - 450 кальцій хлористий 2-х водний 400 - 480 магній сірчанокислий 7-ми водний 350 - 400 калій фосфорнокислий 150 - 190 борна кислота 4,2 - 8,0 марганець сірчанокислий 4-х водний 15,6 - 26,7 кобальт двоххлористий 2-х водний 0,02 - 0,03 мідь сірчанокисла 5-ти водна 0,02 - 0,03 цинк сірчанокислий 7-ми водний 6,0 - 10,3 натрій молібден гідроокис 2-х водна 0,2 - 0,3 калій йодистий 0,53 - 0,90 залізо сірчанокисле 7-ми водне 25,0 - 30,6 натрій фосфорнокислий 2-х водний 33,6 - 41,0 тіаміну гідрохлорід 0,15 - 0,25 нікотинова кислота 0,4 - 0,6 піридоксина гідрохлорід 0,4 - 0,6 мезо-інозіт 80 – 120 казеїну гідролізат 80 - 220 4-х хлорфенілоцтова кислота 0,35 - 0,45 сахароза 15500 - 20000 агар-агар 2000 - 4000 крохмаль 20000 - 30000 вода дистильована решта Недоліками цього способу є також недостатня якість отриманої сухої біомаси женьшеня внаслідок невеликої кількості біологічно активних речовин-глікозидів. При цьому сушк у сирої біомаси проводять при температурі вище 56°С, що також негативно впливає на накопичення глікозидів внаслідок можливості їх зруйнування. В основу винаходу поставлено задачу створити такий спосіб отримання сухої біомаси женьшеня, у якому нова сукупність технологічних прийомів, а також компонентів дали б можливість підвищити кількість і якість накопичуваних біологічно активних речовин-глікозидів, що підвищує якість сухої біомаси женьшеню. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання сухої біомаси женьшеня, який включає посів клітин, які культивують, на живильне середовище, яке містить в собі" амоній азотнокислий, кальцій хлористий 2-х водний, цинк сірчанокислий 7-ми водний, магній сірчанокислий 7-ми водний, натрій фосфорнокислий 2-х водний, калій фосфорнокислий, борну кислоту, марганець сірчанокислий 4-х водний, калій йодистий, натрій молібден гідроокис 2-х водну, мідь сірчанокислу 5-ти водну, кобальт двоххлористий 2-х водний, залізо сірчанокисле 7-ми водне, мезо-інозіт, казеіну-гідролізат, агар-агар, сахарозу и воду дистильовану, вирощування біомаси на живильному середовищі, збір сухої біомаси та її сушку, згідно з винаходом, в живильне середовище вводять калій амонійний, тіаміну бромід, a-нафтілоцтову кислоту і 6фурфуріламінопурин(кінетин), а вирощування здійснюють при такому співвідношенні компонентів живильного середовища, мг/л : амоній азотнокислий 1400 - 1800 калій амонійний 1750 - 1900 кальцій хлористий 2-х водний 400 - 480 магній сірчанокислий 7-ми водний 180 - 220 натрій фосфорнокислий 2-х водний 20 - 40 калій фосфорнокислий 20 - 40 борна кислота 4-6 марганець сірчанокислий 4-х водний 15 - 20 цинк сірчанокислий 7-ми водний 5-8 калій йодистий 0,5 - 0,9 натрій молібден гідроокис 2-х водна 0,2 - 0,3 мідь сірчанокисла 5-ти водна 0,02 - 0,03 залізо сірчанокисле 7-ми водне 25 - 30 кобальт двоххлористий 2-х водний 0,01 - 0,02 мезо-інозіт 80 - 120 казеїну гідролізат 50 - 90 a-нафтілоцтова кислота 1,5 - 2,0 6-фурфуріламінопурин(кінетин) 0,05 - 0,10 тіаміну бромід 0,4 - 0,6 сахароза 30000 - 40000 агар-агар 7000 - 9000 вода дистильована решта При цьому сушк у сирої біомаси проводять при температурі 50 - 56°С. Перевага способу, який заявляється, полягає в тому, що внаслідок введення в живильне середовище калія амонійного, а також введення a-нафтілоцтової кислоти і фур фуріламіно-пурину (кінетику), які являють собою вітамінні та стимулюючі добавки, у сукупності з іншими компонентами живильного середовища в заявленому співвідношенні значно покращуються обмінні процеси на рівні клітин при їх вирощуванні, що сприяє розвитку клітин біомаси женьшеня, а головне їх визріванню. Ці обставини дають можливість значно підвищити кількість накопичуваємих в біомасі біологічно активних речовин-глікозидів і, у кінцевому підсумку, підвищити якість отриманої сухої біомаси женьшеню. При цьому проведення операції сушки при температурі 50 - 56°С сприяє максимальному накопиченню глікозидів у кінцевому продукті без підвищення тривалості сушки і процесса в цілому. Спосіб отримання сухої біомаси женьшеня здійснюють таким чином. Готують живильне середовище у такій послідовності (вихідні компоненти беруть з розрахунку на 1л живильного середовища): розрахункову кількість агару-агару розчинюють у дистильованій воді в кількості 1/2 частини повного обсягу середовища; розрахункову кількість сахарози розчинюють у дистильованій воді у кількості 1/5 частини від повного обсягу середовища; у розчин сахарози додають розрахункові кількості компонентів живильного середовища у слідуючій послідовності: амоній азотнокислий, калій амонійний, кальцій хлористий 2-х водний, магній сірчанокислий 7ми водний, натрій фосфорнокислий 2-х водний, калій фосфорнокислий (тобто макросолі), потім борну кислоту, марганець сірчанокислий 4-х водний, цинк сірчанокислий 7-ми водний, калій йодистий, натрій молібден гідроокис 2-х водну, мідь сірчанокислу 5-ти водну, кобальт двоххлористий 2-х водний (тобто мікросолі), потім добавляють казеїну гідролізат, мезо-інозит, a-нафтілоцтову кислоту, 6фурфуріламінопурин (кінетин), тіаміну бромід, потім -залізо сірчанокисле 7-ми водне, яке вводять у вигляді розчину з водою і етилендіамт-N,N,N',N’тетраоцтової кислоти динатрієвою сіллю 2-х водною (трилоном Б). Отриманий розчин ретельно перемішують і доводять дистильованою водою до 1/2 обсягу живильного середовища. Далі розчин додають до гарячого розчину (температура дорівнює 90°С) останньої кількості агару-агару і ретельно перемішують до однорідного стану. При цьому значення рН живильного середовища становить рН = 5,8 - 6,2. Приготовлене гаряче живильне середовище розливають по 50мл у скляний посуд і стерилізують в автоклаві при 1атм протягом 15хв. Живильне середовище з ознаками бактеріального або грибкового зараження відправляють на обеззараження. Для отримання сирої біомаси клітин, які культивують, безперервно підтримують колекційний матеріал у режимі відтворювання активного росту, для чого клітини пересаджують на свіже живильне середовище через кожні 28 - 30 діб росту. В колекцію відбирають тканину, яка найбільш активно зростає від світло-жовтого до жовтого кольору без ознаків ушкодження і зараження. Колекційний матеріал вирощують у темряві при температурі 22 - 24°С і відносної вологості 45 - 60%.Посів клітин на приготовлене живильне середовище проводять в стерильних умовах Вирощування біомаси женьшеня проводять при температурі 22 - 24°С і відносної вологості 45 60°С. Протягом росту біомаси женьшеня проводять постійні огляди клітин, які культивують. Клітини з ознаками зараження відправляють на зничтоження. Збір сирої біомаси проводять на 35 - 45 добу їх росту. Для сушки відбирають тканину від світло-жовтого до коричневого кольору без явних ознак ушкодження. Зібрану сиру біомасу женьшеню сушать в сушильних шкафах при температурі 50 - 56°С посередцтвом обдуву гарячим повітрям з температурою не більш, як 56°С до отримання сухої біомаси з відносною вологістю 6 - 8%. Для попередження наявності протягом сушки участків з загниваючою або пріючою тканиною біомасу періодично перемішують. В таблиці 1 наведені зразки живильних середовищ у залежності від вихідних компонентів. Таблиця 1 Назва вихідних компонентів живильного середовища амоній азотнокислий калій амонійний калій азотнокислий кальцій хлористий 2-х водний магній сірчанокислий 7-ми водний натрій фосфорнокислий 2-х водний калій фосфорнокислий борна кислота марганець сірчанокислий 4-х водний цинк сірчанокислий 7-ми водний калій йодистий натрій молібден гідроокис 2-х водна мідь сірчанокисла 5-ти водна кобальт двоххлористий 2-х водний залізо сірчанокисле 7-ми водне мезо-інозіт казеїну гідролізат a-нафтілоцтова кислота 6-фурфуріламінопурин(кінетін) тіаміну бромід тіаміну гідрохлорид пірідоксину гідрохлорид нікотінова кислота 4-х хлорфенілоцтова кислота сахароза агар-агар крохмаль вода дистильована 1 1400 1900 400 220 20 40 5 15 5 0,5 0,2 0,03 0,02 28 80 50 1,5 0,1 0,4 30000 9000 956834,25 Кількість компонентів, мг/л, № зразку 2 3 4 1800 1600 400 1750 1825 2000 480 440 440 200 180 380 40 30 38 20 30 175 6 4 6 20 17 20 8 6,5 8 0,9 0,7 0,7 0,3 0,25 0,25 0,02 0,025 0,025 0,01 0,015 0,02 25 30 27 120 100 100 90 75 150 1,7 2,0 0,05 0,07 0,5 0,6 0,2 0,5 0,5 0,4 40000 36000 15700 7000 8000 3000 25000 948437,52 951658,84 952548,905 В таблиці 2 наведені режими сушки сирої біомаси женьшеня заявляемого способу. Таблиця 2 № зразка Кількість сирої біомаси Температура сушки, °С Тривалість, хв Кількість глікозидів, % 1 2 3 2 3 1 10 10 10 10 10 10 40 50 55 55 56 60 10 8,0 6,5 6,75 6,3 6,1 3,0 3,9 3,75 3,70 3,8 3,0 Відносна вологість сухої біомаси, % 6,4 6,5 6,6 6,3 6,1 6,2 Висушен у біомасу женьшеню досліджують на кількісний і якісний зміст глікозидів згідно з ВФС 42-189189. В таблиці 3 наведені результати досліджень заявляемого способу і способу-прототипу. Таблиця З № зразку 1 2 3 4 (способпрототип) Кількість глікозидів,% в перерахунку на абсолютно суху біомасу 3,75 3,70 3,80 2,50 В таблиці 4 наведені результати досліджень на якість глікозидів у сухій біомасі женьшеня, виготовленого по заявляемому способу і способу-прототипу. Таблиця 4 № зразку 1 2 3 Кількість плям в області Rf = 26 - 0,43 спостерігається наявність п'яти плям від світло-сиренєвого до фіолетового кольору спостерігається наявність п'яти плям сиреневого кольору спостерігається наявність шести плям сиреневого кольору спостерігається наявність чотирьох плям від світло-сиренєвого до фіолетового 4(спосіб-прототип) кольору Як видно з приведених таблиць, кількість біологічно активних речовин-глікозидів, яку вміщує суха біомаса женьшеню, по завляємому способу в 1,5 раза вища ніж по способу-прототипу, що свідчить про підвищення її якості. При цьому перевірка на якісні реакції (таблиця 4) показує, що суха біомаса женьшеню має більше плям-від 5 до 6-від світло-сиренєвого до фіолетового кольору, в той час як спосіб-прототип-4, що також свідчить про підвищення якості кінцевого продукту. При цьому найкращі показники суха біомаса має при режимах сушки 50 - 56°С (при зниженні температури нижче 50°С збільшується тривалість сушки і процесса в цілому, а при підвищенні більш 56°С має місце як би "запарка" біомаси і, у кінцевому підсумку руйнування глікозидів), а вирощування біомаси на живильному середовищі з рН = 5,8 - 6,2 сприяє обмінним процесам і, у кінцевому підсумку, накопиченню глікозидів у сухій біомасі женьшеню.