Спосіб одержання каротину кристалічного з водорості, що вегетує у соляних розсолах

Спосіб одержання каротину кристалічного з водорості, що вегетує у соляних розсолах, який включає руйнування водорості впливом ультразвуку, який відрізняється тим, що для руйнування водорості використовують одночасну дію ультразвуку частотою 18...100 кГц, інтенсивністю 1,5...2,5 Вт/см2 та ультразвуку частотою 1,0...2,5 МГц, інтенсивністю 2,5..4,0 Вт/см2 протягом 1...3 хв. (19) (21) u200811924 (22) 07.10.2008 (24) 10.07.2009 (46) 10.07.2009, Бюл.№ 13, 2009 р. (72) АВДЄЄНКО АНАТОЛІЙ ПЕТРОВИЧ, БАКЛАНОВ ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ (73) ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА МАШИНОБУДІВНА АКАДЕМІЯ 3 Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання каротину кристалічному з водорості, що вегетує у розсолах, які залишаються після отримання кухонної солі басейновим способом, для руйнування водорості використовують одночасну дію ультразвуку частотою 18...100кГц, інтенсивністю 1,5..2,5Bт/cм2 та ультразвуку частотою 1,0..2,5МГц, інтенсивністю 2,5..4,0Вт/см2 на протязі 1-3хв. Використання УЗ для руйнування водорості обумовлено тим, що УЗ спосіб руйнування є більш ефективним ніж механічний. Більш висока ефективність одночасної дії УЗ високої і низької частот у порівнянні з використання УЗ тільки однієї частоти, пояснюється особливостями утворення і схлопування кавітаційних пухирців при двочастотній дії УЗ при якій переважно (більше 90%) утворюються малих сферичних кавітаційних пухирців, при схлопуванні саме яких і руйнуються білково-вітамінні зв'язки у водорості "DS". У таблиці 1 наведені результати дослідів, що показують кількість знайденого каротину у розсолах та ступінь витягу додатково введеної його частини при використанні різних способів отримання каротину. При використанні способу, що пропонується, параметри УЗ були такі: при руйнуванні водорості - частота УЗ 22кГц та 1МГЦ при інтенсивності 2 і 3Вт/см2 відповідно і часі дії 2хв. При використанні способу за прототипом параметри УЗ були такі: при руйнуванні водорості частота УЗ 22кГц, інтенсивність 5Вт/см2, час дії 4хв. Використовували розсоли Геройського та Геничеського солепідприємств, що залишилися після отримання кухонної солі. При цьому у цих розсолах розвивалася водорості "DS" на протязі трьох років. Відбирали технологічну пробу розсолу, перемішували для усереднення її складу на протязі 20хв, потім від технологічної проби для кожного способу отримання каротину відбирали по дві групи проб, по шість проб у кожній групі. Об'єм однієї проби - 5л. У другу групу проб (для кожного способу отримання бета-каротину) вводили розчин бета-каротину (10 мкг), перемішували на протязі 0,5 год. і залишали на п'ять годин для завершення формування відповідних білково-вітамінних зв'язків. Використання способу що пропонується дозволяє отримати удвічі більшу кількість каротину. При цьому ступінь витягу введеної частини каротину була - 90-92% (табл. 1). 42405 4 Факт отримання бета-каротину з розсолів без руйнування водорості пояснюється тим, що деяка кількість водорості все ж таки руйнується під дією опадів за осмотичним механізмом. Зміна частоти низькочастотного УЗ від 18 до 100кГц на величину загального виходу каротину не позначилася (табл. 2). Порівняння результатів, одержаних з використанням високочастотного УЗ частотою 1...5Мгц показало, що кращі результати були отримані при використанні УЗ частотою 1,0..2,5Мгц (табл. 3). При цьому інтенсивність низькочастотного УЗ повинна бути 1,5..2,5Вт/см2, а високочастотного - 2,5...4,0Вт/см2 (табл. 4). Час дії УЗ повинен бути 1...3хв. Приклад. 5000см3 розсолу обробляли ультразвуком частотою 18...100кГц, інтенсивністю 1,5...2,5Вт/см2 та ультразвуку частотою 1,0...2,5МГц, інтенсивністю 2,5...4,0Вт/см2 на протязі 1...3хв. Далі вводили 25см розчину гідроксиду натрію (3моль/дм3), обробляли ультразвуком частотою 18...44кГц, інтенсивністю >1,5Вт/см2 на протязі >30с. Давали осаду осісти. Відокремлювали осад сифонуванням та центрифугуванням. Осад двічі промивали дистильованою водою. Після кожної промивки воду віддаляли центрифугуванням. Осад двічі промивали етиловим спиртом для зневоднення. З одержаного концентрату екстрагували бета-каротин сумішшю ацетону з петролейним ефіром у співвідношенні 10:1...7:1 при температурі 45...50°С під дією ультразвукових коливань частотою 18...46кГц, інтенсивністю від 0,5 до 2,0Вт/см2 на протязі >2хв. Далі кристалізували каротин охолодженням до температури від -1 до -5°С при інтенсифікації ультразвуком частотою 35…46кГц, інтенсивністю 0,5...1,5Вт/см2 на протязі 5...10с Після закінчення кристалізації та осідання кристалів бета-каротину, бета-каротин кристалічний віддаляли фільтруванням. Операцію фільтрування та кристалізації каротину проводили ще раз. Отриманий таким чином бета-каротин запаювали у скляні ампули та зберігали у темному прохолодному місці. Операції фільтрування та запаювання у проводили в атмосфері аргону або іншого інертного газу. Застосування пропонованого способу дозволяє отримувати каротин кристалічний з підтипу водорості „DS", що вегетує саме у соляних розсолах, які залишаються після отримання кухонної солі басейновим способом, з загальним виходом не менше 90%. 5 42405 6 Таблиця 1 Кількість знайденого каротину у розсолах та ступінь витягу додатково введеної його частини при використанні різних способів отримання каротину Знайдено бетаВвекаротина за спосодено бета- бом, що пропонується кароСтуп. витягу, тину, X, мкг % мкг 0 50,09 10,00 59,12 91 0,00 62,73 10,00 71,78 90 0 60,20 10,00 69,21 90 0,00 68,35 10,00 77,54 92 Проба 1) 1) 2) 2) 1) Розсіл Герой1) ського солепі2) дприємства* 2) Розсіл Геничеського солепідприємства* Знайдено бетаЗнайдено бетаЗнайдено бета-каротина каротина за прототикаротина без руйнуза аналогом пом вання водорості «DS» X, мкг Ступ. витягу, % X, мкг 21,16 25,07 32,24 36,27 28,14 32,34 33,35 47,75 40 40 42 44 10,09 11,03 12,14 11,76 11,08 12,19 12,86 14,03 У цій таблиці і наступних наведеш усереднені результати шести дослідів. Під ступенем витягу мається на увазі % витягу введеної частини каротину. Об'єм проби розсолу - 5л. В якості проб використані трьохрічні розсоли, що залишилися після отримання кухонної солі. 1)- проби відбиралися Ступ. витягу, X, мкг Ступ. витягу, % % 10 11 12 3,Н 3,98 4,29 5,08 5,12 6,14 5,67 6,28 8 8 10 6 в зоні мінімально-можливого вмісту каротину (у середині басейну, в глибинному шарі розсолу); 2) проби відбиралися в зоні максимально-можливого вмісту каротину (поблизу кутів басейну, в середньому шарі розсолу). Таблиця 2 Вплив частоти низькочастотного УЗ на ступінь витягу каротину з розсолів Проба Ступінь витягу бета-каротину з розсолів, % 44 50 60 80 18 Розсіл Геройського солепідприємства* Розсіл Геничеського солепідприємства* 22 90 91 90 89 90 92 91 90 90 91 У цій таблиці і у наступних проби розсолів були підготовлені таким чином: каротин було попередньо видалено, потім водорість була знову введена у розсоли, далі було введено у кожну пробу по 10мкг каротину. Ступінь витягу каротину з розсолів визначали через п'ять годин, що необхідно 100 110 90 89 81 89 88 79 для завершення формування відповідних білкововітамінних зв'язків. Частота високочастотного УЗ 1,0МГц, інтенсивність - 3Вт/см2. Інтенсивність низькочастотного УЗ - 2Вт/см2. Час дії УЗ - 3хв. Таблиця 3 Вплив частоти високочастотного УЗ на ступінь витягу каротину з розсолів ПРОБА Розсіл Геройського солепідприємства* Розсіл Геничеського солепідприємства* Ступінь витягу бета-каротину з розсолів, % 1 МГц 2 МГц 2,5 МГц 3 МГц 4 МГц 5 МГц 91 92 90 85 78 34 91 91 90 83 69 29 Частота низькочастотного УЗ 22,0кГц, інтенсивність - 3Вт/см2. Інтенсивність високочастотного УЗ 3Вт/см2. Час дії УЗ - 3хв. 7 42405 8 Таблиця 4 Вплив інтенсивності ультразвуку на ступінь витягу каротину з розсолів Інтенсивність низькочастотного УЗ, Вт/см2 1,0 1,5 2,5 3,0 1,0 1,5 2,5 3,0 Ступінь витягу каротину з розсолів, % при інтенсивності УЗ 2,0 2,5 3,0 4,0 Розсіл Геройського солепідприємства* 65 66 71 74 85 90 91 90 87 91 92 91 84 87 85 83 Розсіл Геничеського солепідприємства* 60 62 65 70 78 89 90 90 79 91 90 90 76 78 83 80 високої частоти, Вт/см2 5,0 6,0 75 86 84 80 77 87 85 79 72 84 83 78 74 85 84 75 Частота низькочастотного УЗ - 22кГц, частота високочастотного УЗ - 1МГц, час дії УЗ - 3хв. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601