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

Спосіб одержання каротину кристалічного з водорості, що вегетує у соляних розсолах, що включає руйнування водорості "DS" одночасною дією УЗ частотою 18...100 кГц, інтенсивністю 3 Загальними суттєвими ознаками відомого способу і того, що заявляється є руйнування водорості "DS" одночасною дією УЗ частотою 18... 100кГц, інтенсивністю 1,5...2,5Вт/см2 та УЗ частотою 1,0...2,5МГц, інтенсивністю 2,5...4,0Вт/см2 протягом 1...4хв. Недоліками способу є невеликий загальний вихід каротину (90...92%) через недостатню ступінь його витягу під час співосадження з гідроксидом магнію (не більше 92%) та екстракції з сумішшю ацетону з петролейним ефіром у співвідношенні 10:1...7:1 при температурі 45-50°С (не більше 93%), та використання петролейного ефіру - токсичного екстрагенту. В основу корисної моделі поставлено задачу отримання каротину кристалічного з підтипу водорості "DS", що вегетує у соляних розсолах, які залишаються після отримання кухонної солі басейновим способом, з загальним виходом 95...98% та позбавлення необхідності використання у процесі виробництва токсичного екстрагенту - петролейного ефіру. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання каротину кристалічного з водорості, що вегетує у розсолах, які залишаються після отримання кухонної солі басейновим способом, що співосадження каротину проводять одночасною дією УЗ частотою 50...120кГц, інтенсивністю 0,3...1,2Вт/см2 та УЗ частотою 1,0...2,5МГц, інтенсивністю 0,5...1,6Вт/см2, протягом 1...3хв., а екстракцію проводять ацетоном при температурі 18...25°С при інтенсифікації ультразвуком частотою 500...650кГц, інтенсивністю 1,0...2,5Вт/см2 протягом 2...3хв. наведені результати порівняння У таблиці 1 способу отримання каротину за прототипом та способу, що пропонується. Параметри УЗ при руйнуванні водорості частота УЗ 22кГц та 1МГЦ при інтенсивності 2 і 3Вт/см2 відповідно, час дії 2хв. У способі за прототипом при співосадженні каротину на гідроксиді магнію параметри УЗ були такі - частота УЗ 22кГц, інтенсивність 2Вт/см2, час дії 1хв. У способі, що заявляється, при співосадженні каротину на гідроксиді магнію параметри одночасної двочастотної дії УЗ були такі - частота УЗ 100кГц інтенсивність 1,0Вт/см2 та частота УЗ 1,0МГц, інтенсивність 1,0Вт/см2, час дії 1хв. У способі за прототипом при екстракції каротину сумішшю ацетону з петролейним ефіром (10:1) при температурі 45°С параметри УЗ були такі - частота 22кГц, інтенсивність від 1,0Вт/см2, час дії 2хв. У способі, що заявляється, при екстракції каротину ацетоном при температурі 20°С параметри УЗ були такі - частота 500кГц, інтенсивність 1,5Вт/см2, час дії 3хв. Використовували розсоли Геничеського та Геройського солепідприємств, що залишилися після отримання кухонної солі. При цьому у цих розсолах розвивалася водорість "DS" на протязі трьох років. Відбирали по дві технологічні проби розсолу. Кожну пробу ділили на дві частини по 5л. У другу частину кожної проби (для кожного 32663 4 способу отримання бета-каротину) вводили розчин бета-каротину (30мкг), перемішували на протязі 0,5год і залишали на п'ять годин для завершення формування відповідних білкововітамінних зв'язків. Отримували каротин за прототипом та за способом, що заявляється. Визначали загальний вихід каротину - як ступінь витягу введеної частини каротину. Кожний дослід повторювали тричі. Використання способу що пропонується дозволяє отримати загальний вихід каротину - 9598%, у той же час вихід каротину у способі за прототипом становив тільки 90-91% (табл. 1). Зміна частоти низькочастотного УЗ під час інтенсифікації співосадження від 50 до 120кГц на величину загального виходу каротину не відбилися (табл. 2). Порівняння результатів, одержаних з використанням високочастотного УЗ частотою 1-5Мгц показало, що кращі результати були отримані при використанні УЗ частотою 1,02,5Мгц (табл. 3). При цьому інтенсивність низькочастотного УЗ повинна бути 0,3-1,2Вт/см2, а високочастотного - 0,5...1,6Вт/см2 (табл. 4). Час дії УЗ повинен бути 2...3хв. (табл. 5). Використання УЗ середньої частоти від 500 до 650кГц при інтенсивності 1,0-2,5Вт/см2 і часі дії 23хв дозволяє проводити процес екстракції тільки одним ацетоном і при температурі 18-25°С (табл. 6, 7). Порівняння способу, зі способом по прототипу, показує, що він має на відміну від способу по прототипу, істотні відзнаки, які дозволяють значно збільшити загальний вихід каротину та проводити екстракцію каротину без використання токсичного петролейного ефіру, що підвищує рівень безпеки процесу. Приклад. 5000см3 розсолу обробляють 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 вводять 25см3 розчину гідроксиду натрію (3моль/дм3), обробляють одночасною дією ультразвуку частотою 50-120 кГц інтенсивністю 0,3...1,2Вт/см2 та ультразвуку частотою 1,0...2,5МГц, інтенсивністю 0,5...1,6Вт/см2 на протязі 1...3хв. Дають осаду осісти. Відокремлюють осад сифонуванням та центрифугуванням. Осад двічі промивають дистильованою водою. Після кожної промивки воду віддаляють центрифугуванням. Далі осад двічі промивають етиловим спиртом (95%) для зневоднення. З одержаного концентрату екстрагують бета-каротин ацетоном при температурі 18...25°С під дією ультразвуку частотою 500...650кГц, інтенсивністю від 1,0 до 2,5Вт/см2 на протязі 2-3хв. Далі кристалізують каротин охолодженням до температури -1...-5°С при інтенсифікації ультразвуком частотою 35...46кГц, інтенсивністю 0,5...1,5Вт/см2 на протязі 5...10с. Після закінчення кристалізації та осідання кристалів каротину, каротин кристалічний віддаляють фільтруванням. Операцію фільтрування та кристалізації каротину проводять ще раз. Отриманий таким чином каротин запаюють у скляні ампули та зберігають у темному 5 32663 прохолодному місці. Операції фільтрування та запаювання у проводять в атмосфері аргону або іншого інертного газу. Застосування пропонованого способу дозволяє отримувати каротин кристалічний з 6 підтипу водорості "DS", що вегетує у соляних розсолах, які залишаються після отримання кухонної солі басейновим способом, з загальним виходом не менше 95...98%. Таблиця 1 Порівняння способів одержання каротину кристалічного за прототипом та того, що заявляється. Проба Введено каротину у пробу, мкг 1) 1) 2) 2) 0 30,0 0 30,0 1) 1) 2) 2) 0 30,0 0 30,0 Спосіб за прототипом Спосіб, що заявляється Знайдено Знайдено Загальний вихід, % Загальний вихід, % каротину, мкг каротину, мкг Генічеське солепідприємство 46,5 48,3 90 95 73,5 76,8 64,9 67,0 91 98 92,2 96,4 Геройське солепідприємство 51,3 52,7 91 96 78,6 81,5 67,1 68,5 92 98 94,7 97,9 У цій таблиці та у наступних наведені усереднені результати трьох дослідів. * В якості загального виходу каротину прийнято ступінь витягу введеної частини каротини у %. 1)- проби відбиралися 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 при інтенсифікації процесу його співосадження з гідроксидом магнію. Ступінь витягу каротину з розсолів, % при частоті низькочастотного УЗ, кГц 49 50 70 100 110 120 121 125 Проба Розсіл Геройського солепідприємства * Розсіл Геничеського солепідприємства * 91 96 96 98 97 96 92 89 92 95 97 97 98 96 94 90 * 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 30мкг каротину. Ступінь витягу каротину з розсолів визначали через п'ять годин, що необхідно для завершення формування відповідних білково-вітамінних зв'язків. Частота високочастотного УЗ 1,0МГц, інтенсивність - 1Вт/см2. Інтенсивність низькочастотного УЗ 1Вт/см2. Час дії УЗ - 2хв. Таблиця 3 Вплив частоти високочастотного УЗ на ступінь витягу каротину з розсолів при інтенсифікації процесу його співосадження з гідроксидом магнію. Проба Розсіл Геройського солепідприємства * Розсіл Геничеського солепідприємства * 1МГц 98 97 Ступінь витягу каротину з розсолів, % 2МГц 2,5МГц 3МГц 4МГц 5МГц 97 96 94 65 32 98 96 92 73 35 Частота низькочастотного УЗ 100,0кГц, інтенсивність - 1Вт/см2. Інтенсивність високочастотного УЗ 1Вт/см2. Час дії УЗ - 2хв. 7 32663 8 Таблиця 4 Вплив інтенсивності ультразвуку на ступінь витягу каротину з розсолів при інтенсифікації процесу його співосадження з гідроксидом магнію. Інтенсивність Ступінь витягу каротину з розсолів, % при інтенсивності УЗ високої частоти, Вт/см2 низькочастотного УЗ, 0,4 0,5 1,0 1,5 1,6 1,7 Вт/см2 Розсіл Геройського солепідприємства 0,2 80 87 88 86 83 82 0,3 85 95 95 95 96 86 0,5 87 96 95 96 96 90 1,0 90 97 98 96 97 90 1,2 91 97 98 97 98 92 1,3 90 87 90 90 92 90 Розсіл Геничеського солепідприємства 0,2 83 85 89 86 84 83 0,3 84 96 95 98 97 87 0,5 87 98 96 97 97 89 1,0 86 97 97 96 96 90 1,2 90 97 98 98 98 87 1,3 87 90 91 90 88 88 Частота низькочастотного УЗ - 100кГц, частота високочастотного УЗ - 1МГц. Час дії УЗ - 2хв. Таблиця 5 Вплив часу дії двочастотного ультразвуку на ступінь витягу каротину з розсолів при інтенсифікації процесу його співосадження з гідроксидом магнію 0,5 Ступінь витягу каротину з розсолів, % Час дії УЗ, хв 1,0 2,0 2,5 3,0 3,5 80 95 98 97 97 93 80 95 97 98 97 92 Проба Розсіл солепідприємства Розсіл солепідприємства Геройського Геничеського Параметри низькочастотного УЗ: частота 100кГц, інтенсивність 1Вт/см2. Параметри високочастотного УЗ; частота 1МГц, інтенсивність 1Вт/см2. Таблиця 6 Вплив параметрів ультразвуку на ступінь витягу каротину при екстракції з каротинового концентрату. Інтенсивність УЗ, Вт/см2 0,9 1,0 1,5 2,0 2,5 2,6 Ступінь витягу, % 93 97 98 95 98 92 Частота УЗ, кГц 490 500 550 600 650 660 Ступінь витягу, % 90 97 98 96 95 91 Час дії УЗ, хв 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Ступінь витягу, % 92 97 96 98 94 92 При визначенні оптимальної інтенсивності УЗ використовували УЗ частотою 500кГц на протязі 2хв. При визначенні оптимальної частоти УЗ використовували УЗ інтенсивністю 1,0Вт/см2 на протязі 2хв. При визначенні оптимального часу дії УЗ використовували УЗ частотою 500кГц і інтенсивністю 1,0Вт/см2. 9 32663 10 Таблиця 7 Вплив температури та додавання петролейного ефіру на ступінь витягу каротину при екстракції ацетоном з каротинового концентрату. 17 18 20 Ступінь витягу каротину, % Температура, °С 22 23 24 24* 94 95 96 97 97 97 94 95 96 98 97 97 Проба Концентрат, отриманий з розсолу Геройського солепідприємства Концентрат, отриманий з розсолу Геничеського солепідприємства 24** 25 26 97 97 98 94 97 97 98 94 Параметри УЗ були такі: частота УЗ - 500кГц, інтенсивність УЗ - 1,0Вт/см2, час дії - 2хв. Процес екстракції проводився при температурі - 30°С; екстрагували сумішшю ацетону з петролейним ефіром у співвідношенні 10:1. Комп’ютерна верстка І.Скворцова Підписне Тираж 26 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