Спосіб одержання стерильного водяного розчину фікобіліпротеїнів (с-фікоціаніну й алофікоціаніну) з біомаси спіруліни

Реферат: Спосіб одержання стерильного водяного розчину фікобіліпротеїнів з біомаси спіруліни включає висушування пасти мікроводорості до повітряно-сухого стану й екстрагування пігментів в стерильних умовах. UA 78738 U (12) UA 78738 U UA 78738 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пропонована корисна модель належить до фармацевтичної промисловості й може бути використана для одержання медичних препаратів і лікувально-профілактичних продуктів на основі біомаси ціанобактерій (Spirulina platensis). Відомо, що в біомасі спіруліни допоміжні фотосинтетичні пігменти, що належать до класу фікобіліпротеїнів (Бриттон 1986, Стадничук 1990, Vonshak, 1996), складають до 15-20 %. Фікобіліпротеїни (С-фікоціанін і алофікоціанін) є водорозчинними пігментами, широко застосовуваними в медицині й фармакології завдяки унікальним онкопротекторним і імуномодулюючим властивостям (Evets; 1994; Belay 2002; Saeki, 2000). У біопромисловості є великий попит на С-фікоціанін і алофікоціанін, однак вони є вкрай нестабільними речовинами: швидко розкладаються на світлі, руйнуються при температурному впливі й під час тривалого зберігання. Для розробки стерильних препаратів на основі фікобіліпротеїнів для медичних цілей ставиться питання про одержання зазначених пігментів у кристалічній формі або у формі стерильних екстрактів. Широке застосування пігментів у кристалічній формі обмежено через досить високу ціну (Hackert, 1977), а існуючі технології одержання екстрактів фікобіліпротеїнів не дозволяють одержувати стерильні розчини для медицини, тому що температурний фактор є однією з головних причин, що викликають руйнування фікобіліпротеїнів (Берегова, 2005). Найбільш близьким по технічній суті є [див Геворгиз Р.Г. Методика определения массовой доли суммарных каротиноидов в сухой биомассе Spirulina (Arthrospira) platens is North. Geitl. http://biotex.ibss.org.ua/methods.html?order=ASC&pn=1. 20.09.2012]. У способі повітряно-суху біомасу S. platensis подрібнюють і екстрагують пігменти. Недоліком способу є неможливість одержання стерильного розчину. В основу корисної моделі "Спосіб одержання стерильного водяного розчину фікобіліпротеїнів (С-фікоцианіну й аллофікоцианіну) з біомаси спіруліни" поставлена задача шляхом удосконалення технології отримати стерильний розчин С-фіоціаніну алофікоціаніну для використання в медичних цілях. Поставлена задача вирішується таким чином: сиру біомасу S. platensis висушують до повітряно-сухого стану, потім поміщають суху біомасу в сушильну шафу й висушують при 105 °C до абсолютно сухого стану протягом 24-48 годин. Потім у стерильних умовах з біомаси екстрагують фікобіліпротеїни стандартними методами. Відомо, що для одержання стерильних розчинів використовують метод термічної обробки розчинів при підвищених тисках. Однак такий метод не застосовують для нестабільних розчинів, оскільки підвищення температури приводить до руйнування речовини в розчині. Наприклад, розчин фікобіліпротеїнів при термічній обробці знебарвлюється, що пов'язано з руйнуванням С-фікоціаніну й алофікоціаніну. Таким чином, одержання стерильних екстрактів пігментів з біомаси спіруліни стандартними методами неможливе. Авторами встановлено, що при висушуванні повітряно-сухої біомаси спіруліни в сушильній шафі при 105 °C протягом 24-48 годин клітини спіруліни й супутньої мікрофлори гинуть. Також установлено, що фотосинтетичні пігменти руйнуються не повністю: С-фікоціанін зменшується в три рази, хлорофіл на 30 %. Процес висушування біомаси при температурі 105 °C протягом 2448 годин по суті є процедурою стерилізації біомаси. Таким чином, екстракція фікобіліпротеїнів у стерильних умовах зі стерильної біомаси дозволяє одержати стерильні розчини. Новим є те, що для одержання стерильного екстракту біомасу спіруліни стерилізують при 105 °C, при цьому авторами встановлено, що фікобіліпротеїни в складі біомаси не руйнуються. Значення кількісних параметрів продукту, що заявляється, режими й спосіб його одержання встановлені авторами в оптимальних границях досягнення технічного результату. На відміну від існуючих способів одержання екстрактів з біомаси спіруліни пропонований спосіб є простим й дешевим, не потребуючим спеціального дорогого устаткування. Приклад Отриману після ретельного промивання водою на ситі пасту спіруліни наносили тонким шаром на лист поліетиленової плівки й висушували до повітряно-сухого стану. Потім біомасу поміщали в сушильну шафу й витримували протягом доби при температурі 105 °C, що приводило до стерилізації біомаси. Далі, з отриманої стерильної біомаси спіруліни в стерильних умовах екстрагували фікобіліпротеїни стандартним методом: трикратною екстракцією дистильованою водою з температурою 4 °C із наступним центрифугуванням. Якщо в стерильному розчині фікобіліпротеїнів за допомогою мікробіологічного посіву будуть виявляли мікроорганізми, тоді час стерилізації біомаси спіруліни можна вважати недостатнім. У такому випадку час стерилізації може бути збільшено до 2-3 діб. Джерела інформації: 1 UA 78738 U 5 10 15 1. Береговая Н.М., Гудвилович И.Н. Сравнение различных способов хранения водного экстракта С-фикоцианина микроводоросли Spirulina platensis II Экология моря. - 2005, Вып. 70. С. 5-8. 2. Стадничук И.Н. Фикобилипротеины. - Биологическая химия (Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР). - М. 1990. - 40. - 196 с. 3. Belay A. The Potential Application of Spirulina (Arthrospira) as Nutritional and Therapeutic Supplement in Health Management / J. Amer. Nutraceutical Assoc. - 2002. - 15, No. 2. - P. 27-49. 4. Evets L.B, Belookaya T. Layalikov S. Orehov S.D. Shipulin E. Means to normalize the levels of immunomoglobulin E. Russian Federation Commitee of Patents and Trade. Patent Number (19) RU (11) 2005486 С1 (51) 5 A61K35/80. 1994, 1-page translation. 5. Ηacker t M.L., Abad-Zapatero C., Stevens S.E., Ik; Fox J.L. Cristallization of C-phycocyanin from the marine blue-green algae Agmenellum guadruplicatum І Моl. Biol. - 1977. - 111, No 3. - P. 365-369. 6. Mac Coll R., Guard-Friar D. Phycobiliproteins. - Boca Ration, F1. - CRC Press, 1987. - 218 p. 7. Saeki Y. Matsumoto M. Hayashi A. Azuma T. Toyoshima K. Seya T. The effect of Spirulina hot water extract to the basic immune activation. Summary of paper presented at the 30-th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology. November 14-16, 2000). 8. Vonshak A. Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell-biology and Biotechnology. Taylor 8i Francis. - 1996. - 233 p. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб одержання стерильного водяного розчину фікобіліпротеїнів (С-фікоціаніну й алофікоціаніну) з біомаси спіруліни, що включає висушування пасти мікроводорості до повітряно-сухого стану й екстрагування пігментів, який відрізняється тим, що додатково біомасу висушують при температурі 105 °C протягом 24-48 годин і екстрагують фікобіліпротеїни в стерильних умовах. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2