Спосіб отримання меланіну з виноградних вичавок

Реферат: UA 96894 U UA 96894 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технологічних процесів отримання цінних продуктів з відходів промислової переробки винограду та може бути використана для отримання пігменту меланіну, який застосовується у харчовій, фармацевтичній та легкій промисловості. Завдяки своїм цінним властивостям меланін використовується при розробці радіопротекторних, протипухлинних та косметичних препаратів, біостимуляторів росту культурних рослин, утилізації благородних металів, а також як органічні напівпроводники. Зазвичай меланін отримують з меланінвмісної природної сировини шляхом лужної екстракції при використанні як екстрагентів розчинів наступних речовин: NH4OH, NaOH, KОН, Na2CO3, NaHCO3. У такий спосіб разом з меланіном у розчин переходять майже усі речовини, що мають кислотну природу або утворюють молекулярні комплекси з меланіном, а саме - деякі протеїни, полісахариди, антоціани, таніни, лігнін тощо, внаслідок чого цільовий продукт виходить недостатньо чистим. Досягнутий рівень розвитку в даній галузі характеризується наступними прикладами. Відомий спосіб отримання меланіну з лушпиння гречки, який передбачає попередню обробку сировини целюлолітичним ферментом целюбранін ГЗХ протягом 48 годин, екстракцію, 7 осадження меланіну кислотою, розподіл фаз фільтрацією. (Патент РФ 2215761, МКИ С 09 В 61/00, Способ получения пигмента-красителя из растительного сырья /Огарков Б.Н., Самусенок 7 Л.В./ - МКИ С 09 В 61/00, Опубл. 10.11.2003, Бюл. № 10.) Також відомий спосіб отримання водорозчинного меланіну з виноградних вичавок (А.с. 4 СССР 939446. МКИ С 07 G 17/00 Способ получения водорастворимого меланина /Жеребин 4 Ю.Л., Макан С.Ю., Сава В.М., Богатский А.В./ - МКИ С 07 G 17/00, Опубл. 30.06.1982, Бюл. № 4.), вибраний прототипом, який полягає в екстракції подрібненої сировини спиртом протягом 20 хв при обробці суспензії ультразвуком, потім 8-10-кратним надлишком (по об'єму) водного розчину аміаку при рН 9-10, очистки екстракту від суспензії центрифугуванням, видаленням води та надлишку аміаку при зниженому тиску та послідовною промивкою осаду етилацетатом, спиртом та ацетоном. Спосіб має наступні недоліки: неможливість масштабування, неефективність промивки сирого меланіну у вигляді склоподібної маси органічними розчинниками, високі енергетичні затрати на видалення води та необхідність спеціального устаткування для обробки ультразвуком. Якість меланіну після видалення розчинників залишається незадовільною. Задачею, на рішення якої спрямована корисна модель, є розробка нового способу отримання меланіну з виноградних вичавок з максимально можливим виходом та чистотою з використанням ефективної схеми процесу, що скорочує термін отримання цільового продукту. Поставлена задача вирішується способом отримання меланіну з виноградних вичавок, який полягає у екстракції меланіну з висушених вичавок лужним розчином та доочищенні меланіну від домішок шляхом екстракції в двофазній системі розчинників і відрізняється тим, що як екстрагент використовується 0,5 %-ний розчин фосфату натрію, а як двофазна система для доочищення меланіну використовується суміш вода-етанол-хлороформ, 1:4:2. Пропонований спосіб здійснюється наступним чином. Виноградні вичавки висушують на повітрі протягом 7 діб, екстрагують 0,5 %-ний розчином фосфату натрію (Na3РО4), декантують екстракт та освітлюють його за допомогою проточної центрифуги, осаджують меланін з екстракту додаванням соляної кислоти до рН 2-3, витримують 6-8 год., видаляють основну масу рідини декантацією, а залишок центрифугують, отримуючи пасту, яку негайно екстрагують киплячою сумішшю вода-етанол-хлороформ, у співвідношенні 1:4:2. В результаті отримують меланін, якій за даними аналізу має чистоту не менш 95 %. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак та технічним результатом, який досягається, полягає у наступному: запропонований спосіб отримання меланіну за рахунок використання розчину фосфату натрію значно зменшує екстракцію супутніх речовин та через це суттєво полегшує процес доочищення меланіну шляхом екстракції домішок супутніх речовин двофазною системою. Отримання меланіну запропонованим способом ілюструється наступними прикладами. Структура отриманих сполук підтверджується дослідженнями отриманих зразків різними фізико-хімічними методами проведеними у Біотехнологічному науково-навчальному центрі Одеського національного університету імені I.І. Мечникова. Приклад 1. До 1 кг вичавок винограду "Одеський чорний" (вологість 27,2 %) додавали 8 л розчину, який містив 40 г тринатрійфосфату. В процесі екстракції, що здійснювалась при безперервному перемішуванні суміші протягом 8 год., лужність розчину підтримували на рівні рН 10 додаванням 25 %-ного розчину NaOH. Після завершення екстракції розчин декантували, освітлювали за допомогою центрифуги проточної дії (10 000 об/хв), підкислювали концентрованою соляною кислотою до рН 2-3 та залишали на 6-8 год. для дозрівання осаду 1 UA 96894 U 5 10 15 20 25 30 35 меланіну. Основну масу рідини декантували, меланін збирали за допомогою центрифуги проточної дії (7 000 об/хв). До отриманої вологої пасти меланіну негайно додавали суміш 200 мл хлороформу, 400 мл етанолу і 100 мл води та кип'ятили при постійному перемішуванні протягом 2,5 год. Після охолодження суміш фільтрували через паперовий фільтр, промивали 150 мл теплого (60-70 °C) 80 %-ного етанолу. Сушили продукт на повітрі до постійної ваги. Вихід меланіну - 6 г (0,6 %), чистота 95 %. Приклад 2. До 1 кг виноградних вичавок сорту Одеський чорний (вологість 27,2 %) додавали 8 л розчину, який містив 40 г тринатрійфосфату. В процесі екстракції, що здійснювалась при безперервному перемішуванні суміші протягом 8 год., лужність розчину підтримували на рівні рН 10 додаванням 25 %-ного розчину NaOH. Після завершення екстракції розчин декантували, підкислювали концентрованою соляною кислотою до рН 2-3 та залишали на 6-8 год. для дозрівання осаду меланіну. Основну масу рідини декантували, меланін збирали за допомогою центрифуги проточної дії(7 000 об/хв). Отриману вологу пасту меланіну знову розчиняли в 0,05 н розчину аміаку, доводячи рН до 10-11, а об'єм до 3 л, освітлювали розчин за допомогою центрифуги проточної дії (10 000 об/хв), підкислювали концентрованою соляною кислотою до рН 2-3 та залишали на 6-8 год. для дозрівання осаду меланіну. Основну масу рідини декантували, меланін збирали за допомогою центрифуги проточної дії (7 000 об/хв). До отриманої вологої пасти меланіну негайно додавали суміш 200 мл хлороформу, 400 мл етанолу та 100 мл води та кип'ятили при постійному перемішуванні протягом 2,5 год. Після охолодження суміш фільтрували через паперовий фільтр, промивали 150 мл теплого (60-70 °C) 80 % етанолу. Сушили продукт на повітрі до постійної ваги. Вихід меланіну - 5,5 г (0,55 %), чистота 98 %. Чистота отриманого меланіну, як високомолекулярної речовини природного походження, нерозчинної в будь-яких розчинниках, окрім водних лугів з рН не нижче 10, визначалась відсутністю в ній домішок інших природних речовин, таких як пектин, танін, лігнін, антоціанові барвники тощо. Чистота зразка меланіну визначалась шляхом багатократного переосадження його з лужних розчинів та подальшої екстракції сумішшю етанол-хлороформ-вода до досягнення постійної ваги. Ідентичність зразків меланіну була підтверджена їх ЕПР, ІЧспектрами та УФ-спектрами. 18 ЕПР концентрація парамагнітних центрів спин/г =2*10 (при g-факторі =2,003 і ΔНмакс = 4,1 Е). -1 IЧ-спектр (табл. KBr), ν, см : 3430, 1600, 1200, 1050, 1400. УФ-спектр, (0,001 % розчин амонійної солі), λмакс 465 нм (ε=7600). Таким чином, наведені приклади свідчать про те, що спосіб, що пропонується, забезпечує отримання меланіну з виноградних вичавок з максимально можливим виходом та чистотою з використанням ефективної схеми процесу, що скорочує термін отримання цільового продукту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Спосіб отримання меланіну з виноградних вичавок, який полягає у екстракції висушених виноградних вичавок лужним розчином та доочищенні меланіну від домішок шляхом екстракції в двофазній системі розчинників, який відрізняється тим, що як екстрагент використовується 0,5 %-ний розчин фосфату натрію, а як двофазна система для доочищення меланіну використовується суміш вода-етанол-хлороформ у співвідношенні 1:4:2. 45 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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