Спосіб одержання мікробного бета-каротину

Реферат: UA 79335 U UA 79335 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до біотехнології, саме до виробництва каротиноїдних препаратів мікробного походження, і може бути використана для вилучення бета-каротину із міцеліальних біомас. 7 Відомий спосіб одержання кристалічнонго бета-каротину [пат. 2112808 РФ, МПК С12 Р23/00. Способ получения кристаллического бета-каротина А.С. Гаврилов, А.Ф. Иванкин, В.И. Медведев, Н.А. Панова, В.В. Зырянов; -№ 95118342/13; заявл. 24.10.95; опубл. 10.06.98], згідно якому передбачена екстракція каротину із біомаси гриба Blakeslea trispora неполярним органічним розчинником (рослинна олія), подальше відділення одержанного екстракту, очистка екстракту полярним розчинником (етиловий спирт), кристалізація каротину, відділення одержаних кристалів, їх промивання і сушіння. Біомасу попередньо подрібнюють, а екстракцію проводять при температурі 95-100 °C при співвідношенні 1:1,5-1:3 протягом 15-60 хвилин. Недоліком даного способу є те, що проведення екстракції при високій температурі призводить до економічних та енергетичних витрат, а також можливе руйнування каротину під дією високих температур. Відомий також спосіб [пат. 2039775 AZ, МПК С091361/00, С12 Р23/00. Способ получения концентрата каротиноидов Р.Л. Абасова, С.М. Асланов, В.Д. Гаджиев, Н.Ф. Гашимов, М.Э. Мамедов;- № 92005168/13; заявл. 10.11.92; опубл. 20.07.95], згідно з яким для одержання концентрату каротиноїдів як органічний розчинник використовують хлористий метилен, екстракцію проводять у присутності адсорбента сефадекса G-200 з зернами розміром 50-70 мкм і товщиною слою 2-4 см у співвідношенні хлористий метилен:адсорбент (3-4): 1 протягом 12 годин. Недоліком відомого способу є використання дорогих хімічних реагентів та тривалість процесу. 7 Відомий спосіб [пат. 11235899 РФ, МПК С091361/00. Способ извлечения каротиноидов из растительного сырья С.В. Чурилина, Г.Т. Суханов, Я.И. Коренман, В.М. Болотов, Г.В. Шаталов; - № 2007143017/13; заявл. 20.11.2007; опубл. 20.09.2009], згідно з яким передбачено вилучення каротиноїдів із рослинної сировини шляхом екстракції водорозчинним полівінілпіролідоном у кількості 0,4-2 % від маси рослинної сировини, у присутності 40 % розчина сульфату амонія. Недоліком способу є дороговизна та можлива руйнувальна дія хімічних реагентів на каротиноїдні сполуки. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі по технічній суті і результату, що 7 досягається, є спосіб одержання бета-каротину із мікробної маси [пат. 2053301 РФ, МПК С12 Р23/00. Пара штаммов гетероталлического гриба Blakeslea trispora F-674(+) и F-551(-), продуцирующая бета-каротин Е.С. Морозова, Л.Г. Васильченко, Е.М. Рязанова, А.И. Киселева, Н.А. Панова, Н.В. Воронова; - № 93055829/13; заявл. 15.12.93, опубл. 27.01.96] (прототип), відповідно якому процес ферментації гриба ведуть шляхом сумісного культивування (+) і (-) штамів на поживному середовищі наступного складу, г: соєве борошно - 4,0; кукурудзяне борошно - 1,73; KН2РО4-0,05; тіамін - 0,0002; вода водопроводна до 100 мл; рН середовища 6,1,-6,2, на кругових качалках зі швидкістю перемішування 240 об/хв. при 28 °C протягом 114 годин. Після закінчення ферментації культуральну рідину прогрівають на водяній бані при 85100 °C протягом 15 хвилин, охолоджують і фільтрують. Бета-каротин, що міститься у пробі отриманої біомаси, екстрагують ацетоном з наступним вимірюванням інтенсивності зафарбовування отриманого розчину при =440 нм. Недолік прототипу - можливе руйнування каротиноїдів під час прогрівання культуральної рідини; крім того, ацетоном екстрагуються не тільки каротиноїди, але й інші речовини ліпідної природи. Задачею запропонованої корисної моделі є більш повне вилучення бета-каротину із біомаси продуцента шляхом руйнування біомаси гриба, відокремленої від культуральної рідини, швидким заморожуванням за допомогою рідкого азоту. При такій низькотемпературній обробці біомаса підвергається деструкції відразу після відокремлення, що виключає попереднє висушування або прогрівання біомаси перед екстракцією. Повнота екстракції забезпечується використанням суміші органічних розчинників, а саме ацетону з додаванням чотирихлористого вуглецю, який забезпечує більш повне відділення бета-каротину від супутніх ліпідів. Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі одержання мікробного бетакаротину, який включає екстракцію каротину із біомаси гриба органічним розчинником і фільтрування біомаси, відповідно до корисної моделі перед екстракцією відокремлену біомасу обробляють 5-10 секунд рідким азотом, як органічний розчинник використовують суміш ацетону і чотирихлористого вуглецю при співвідношенні 2-10:1 відповідно. Наводимо приклад конкретного виконання запропонованої корисної моделі. 1 UA 79335 U 5 Приклад. Відокремлену від культуральної рідини біомасу гриба тричі обробляють по 3 мл рідким азотом, далі додають 15 мл суміші органічних розчинників ацетону і чотирихлористого вуглецю в різних співвідношеннях від 2:1 до 10:1 і залишають в холодильнику для проведення процесу екстракції. Після чого визначають вміст бета-каротину в екстракті при =440 нм. Отримані результати наведені в таблицях 1, 2. Таблиця 1 Залежність повноти екстрагування бета-каротину від способу обробки біомаси Спосіб обробки біомаси Обробка відсутня Обробка рідким азотом 10 Наважка біомаси, г 0,063 0,063 Співвідношення ацетону і Вміст бета-каротину 4-хлористого вуглецю в екстракті, г 8:1 0,001±0,000004 8:1 0,153±0,006 Дані таблиці свідчать, що без обробки біомаси рідким азотом екстракція каротиноїдів не можлива. Це пояснюється тим, що каротиноїди є внутрішньоклітинними метаболітами і для їх вилучення із клітин міцелію необхідна дезінтеграція (руйнування) клітин, яку і забезпечує низькотемпературна обробка. Таблиця 2 Залежність повноти екстрагування бета-каротину від співвідношення розчинників в суміші Наважка біомаси, г 0,062±00,003 0,065±0,003 0,060±0,002 0,063±0,003 0,060±0,001 0,061±0,002 15 20 25 Співвідношення ацетону і 4хлористого вуглецю 2:1 4:1 6:1 8:1 10:1 ацетон Оптична щільність 1,19 1,15 1,05 1,22 1,03 0,71 Вміст бета-каротину, г 0,088±0,004 0,085±0,003 0,07±0,003 0,153±0,006 0,080±0,003 0,044±0,002 Дані таблиці свідчать, що суміш ацетону з чотирихлористим вуглецем забезпечує значно повнішу екстракцію бета-каротину, ніж ацетон. Оптична щільність екстрактів, отриманих за допомогою сумішей, перевищує таку ж в екстракті, отриманому за допомогою ацетону, в середньому, майже в 1,6 разу. Оптимальним співвідношенням органічних розчинників (ацетону і чотирихлористого вуглецю) для екстракції бета-каротину із міцеліальної біомаси виявилось співвідношення 8:1. Вміст бета-каротину в екстракті, в даному випадку, перевищує його вміст в інших екстрактах приблизно в 1,7 разу. Таким чином, запропонований спосіб екстракції бета-каротину сумішшю органічних розчинників при співвідношенні ацетону і чотирихлористого вуглецю 8:1 із біомаси гриба, попередньо обробленої рідким азотом, виявився досить ефективним і забезпечує значно повнішу екстракцію пігменту із біомаси. Запропонований спосіб можливо використовувати для масових аналізів мікробної біомаси на вміст бета-каротину і для повнішого вилучення каротиноїдів із мікробних мас. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб одержання мікробного бета-каротину, який включає екстракцію каротину із біомаси гриба органічним розчинником і фільтрування біомаси, який відрізняється тим, що перед екстракцією відокремлену біомасу обробляють рідким азотом протягом 5-10 секунд, як органічний розчинник використовують суміш ацетону і чотирихлористого вуглецю при співвідношенні 2-10:1 відповідно. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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