Спосіб одержання каротиноїдного комплексу з біомаси спіруліни

Реферат: Спосіб одержання каротиноїдного комплексу з біомаси спіруліни включає екстракцію висушеної й здрібненої біомаси спіруліни. Екстракцію ведуть сумішшю Фолча (спирт:хлороформ у співвідношенні 1:1 по об'єму), при температурі 5-7 °C протягом 72 годин, потім дистильованою водою осаджують каротиноїдний комплекс і промивають хлороформом. UA 94198 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ КАРОТИНОЇДНОГО КОМПЛЕКСУ З БІОМАСИ СПІРУЛІНИ UA 94198 U UA 94198 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до біотехнології й може бути використана у фармацевтичній і біотехнологічній промисловості для одержання медичних препаратів і лікувальнопрофілактичних продуктів, що включають каротиноїдний комплекс із біомаси ціанобактерій (Spirulina platensis). Відомо, що в біомасі спіруліни допоміжні фотосинтетичні пігменти, що належать до класу каротиноїдів [Бритон 1986, Vonshak, 1996], становлять до 0,2-0,5 %. Каротиноїди є жиророзчинними пігментами, широко застосовуваними в медицині й фармакології завдяки унікальним онкопротекторним і іммуномодулюючим властивостям [Belay, 2002]. При створенні медичних препаратів на основі каротиноїдів використовують пігменти в кристалічній формі або у формі водно-спиртових екстрактів. Широке застосування пігментів у кристалічній формі обмежене через високу ціну [Каталог, 2002], а існуючі технології одержання екстрактів окремих видів каротиноїдів не дозволяють одержувати доступні препарати для медицини. Відомо, що одержання доступних препаратів на основі каротиноїдів з біомаси спіруліни стандартними методами практично неможливо [Ааkеrman, 1992]. Незважаючи на існуючий інтерес, каротиноїди не набули широкого розповсюдження в медицині, тому що технології їхнього одержання дотепер залишаються досить трудомісткими. Наприклад, технологія витягання з мікроводоростей такого цінного каротиноїду як фукоксантин обов'язково містить хроматографічне розділення пігментів, що збільшує собівартість кінцевого продукту. Тому світові ціни на препарати на основі індивідуальних каротиноїдів залишаються високими. Відомий спосіб переробки бурих водоростей [див. Пат. 2360545, Російська Федерація, МПК A23L 1/337]. Сирі або заморожені бурі водорості піддають гідролізу водним розчином соляної кислоти, екстракт зливають і направляють на витягання водорозчинних полісахаридів осадженням етиловим спиртом. Залишок екстрагують 96 % етиловим спиртом для одержання суміші, що включає цільові продукти. Отриманий спиртовий екстракт концентрують і з концентрату гексановим розчинником витягають суміш вільних жирних кислот, стеринів, похідних пігментів, після чого дихлорметаном або хлороформом витягають суміш поліфенольних з'єднань і пігментів. За допомогою колонкової хроматографії на силікагелі під зниженим тиском виділяють цільові продукти: вільні жирні кислоти, стерини, похідні хлорофілів і каротиноїдів. Через застосування колонкової хроматографії кінцеві продукти мають високу вартість, що обмежує їхнє використання в медичних цілях. Відомий спосіб виділення пігменту фукоксантину з морських бурих водоростей [див. "Спосіб одержання лікувально-профілактичного продукту з фукоксантином" 3. №u 201307660 від 17.06.2013, позитивне рішення 09.10.2013, Україна]. У способі чорноморські бурі водорості подрібнюють, заливають 96 % етиловим спиртом у співвідношенні 1:2. Екстракцію Фк проводять при кімнатній температурі протягом 3 днів. До відфільтрованого спиртового екстракту додають рівний об'єм води (1:1) і отриману суспензію витримують протягом 3 днів при температурі 57 °C. Водно-спиртову витяжку Фк з вмістом каротиноїду 0,05-0,06 % зливають, а осад знову екстрагують 96 % етиловим спиртом (1:10). При цьому одержують концентрований розчин, що містить 0,2-0,25 % Фк. Недоліком існуючої технології є те, що вона розроблена для бурих водоростей і незастосовна для витягу каротиноїдів із цианобактерий (Spirulina platensis). В основу корисної моделі спосіб одержання каротиноїдного комплексу з біомаси спіруліни поставлена задача створення простої і ефективної технології одержання пігментів з біомаси спіруліни. Поставлена задача вирішується таким чином: сиру біомасу S. platensis висушують до повітряно-сухого стану, потім подрібнюють і заливають сумішшю Фолча. Витримують при температурі 5-7 °C протягом 72 години, потім додають дистильовану воду, у результаті осаджується каротиноїдний комплекс. Отриманий комплекс очищають багаторазовим промиванням хлороформом, потім висушують у потоці інертного газу. Авторами експериментально встановлено, що при витримуванні екстракту спіруліни при температурі5-7 °C протягом 72-х годин утворюється каротиноїдний комплекс, що легко виділяється без хроматографічних методів. Методом хроматографії й CHN-аналізу підтверджено, що комплекс складається із двох цінних каротиноїдів (міксоксантофіл і осцилаксантин) і білка (10 % каротиноїдів, 90 % білка). Основні пігменти комплексу міксоксантофіл і осцилаксантин - мають високу протипухлинну активність (Tsushima, 1995). Новим у запропонованому способі є використання спіруліни як джерела пігментного комплексу, витяжку якого роблять, не використовуючи хроматографічни методи. З доступних авторам патентних джерел способи витяжки каротиноїдів зі спіруліни без залучення хроматографічних методів виявлені не були. Значення кількісних параметрів способу, що заявляється, режими й умови одержання встановлені авторами в оптимальних границях заради досягнення технічного результату. На відміну від існуючих способів одержання кристалів або екстрактів окремих типів 1 UA 94198 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 каротиноїдів з біомаси спіруліни пропонований спосіб є простим й дешевим, не потребуючим спеціального устаткування, яке дорого коштує. Приклади реалізації способу Приклад 1 100 г сирої біомаси спіруліни висушують до повітряно-сухого стану, подрібнюють до 0,1 мм і заливають 400 мл суміші Фолча (спирт:хлороформ у співвідношенні 1:1 по об'єму). Розчин витримують на холоді при температурі 5 °C протягом три доби. Після фільтрування осад промивають 300 мл суміші Фолча. До фільтрату додають 1000 мл дистильованої води й хлороформений екстракт промивають дистильованою водою 2 рази по 500 мл для видалення спиртової фракції. Після осадження каротиноїдного комплексу на стінках судини розчин зливають, а каротиноїдний комплекс зі стінок колби багаторазово промивають хлороформом для видалення ліпідної фракції. Після промивання каротиноїдного комплексу його висушують при кімнатній температурі в потоці інертного газу. Приклад 2 37 г повітряно-сухої біомаси спіруліни подрібнюють до 0,1 мм і заливають 200 мл суміші Фолча (спирт:хлороформ у співвідношенні 1:1 по об'єму). Розчин витримують при температурі 7 °C протягом 3 доби. Після фільтрування осад промивають 200 мл суміші Фолча, потім додають дистильовану воду 700 мл. Хлороформений екстракт, що утворився, кілька разів промивають водою по 300 мл (загальний обсяг водного екстракту 1,6 л). Після осадження каротиноїдного комплексу його відокремлюють центрифугуванням і багаторазово промивають хлороформом для видалення ліпідної фракції. Вихід каротиноїдного комплексу на суху масу спіруліни становить 0,76 %. В отриманому комплексі концентрація каротиноїдів становить 1,1 %. Джерела інформації:: 1. Бритон Г. Біохімія природних пігментів: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - 422 с. 2. 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 3. Каталог SIGMA. - 2002. - 2676 с. 4. Aakermann Т., Skulberg O.M., Liaaen-Jensen S. A Comparison of the Carotenoids of Strains of Oscillatoria a nd Spirulina (Cyanobacteria) // BiochemicalSystematicsand Ecology. - 1992. - Vol. 20, no. 8. - P. 761-769. 5. Пат. 2360545 "Спосіб переробки бурих водоростей", Російська Федерація, МПК A23L 1/337. 6. "Спосіб одержання лікувально-профілактичного продукту з фукоксантином" 3. №и 201307660 від 17.06.2013, позитивне рішення 09.10.2013, Україна. 7. Tsushima M, Maoka T, Katsuyama M, Kozuka M, Matsuno T, Tokuda H, Nishino H, Iwashima A. Inhibitory effect of natural carotenoids on Epstein-Barr virus activation activity of a tumor promoter in Raji cells. A screening study for anti-tumor promoters // Biol Pharm Bull. - 1995. - 18:227-233. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб одержання каротиноїдного комплексу з біомаси спіруліни, що включає екстракцію висушеної й здрібненої біомаси спіруліни, який відрізняється тим, що екстракцію ведуть сумішшю Фолча (спирт:хлороформ у співвідношенні 1:1 по об'єму), при температурі 5-7 °C протягом 72 годин, потім дистильованою водою осаджують каротиноїдний комплекс і промивають хлороформом. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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