Спосіб отримання колоїдного розчину біомаси водорості “dunaliella salina”

Реферат: Спосіб отримання колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina", що містить морську ропу та біомасу водорості "Dunaliella salina", аскорбат натрію, аскорбінову кислоту та діоксид карбону, у такому співвідношенні компонентів (мас. %): аскорбат натрію 7,2-25,8 аскорбінова кислота 1,2-4,2 біомаса водорості «Dunaliella salina» 4,9-17,7 діоксид карбону 0,36-1,3 морська ропа Решта, включає реакцію між аскорбіновою кислотою, дикарбонатом натрію у закритій ємності. Процес 2 проводиться під дією ультразвуку частотою 1,0-1,5 ГГц, інтенсивністю - 0,5-1,0 Вт/см протягом 10-15 хв. UA 116132 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ КОЛОЇДНОГО РОЗЧИНУ БІОМАСИ ВОДОРОСТІ "DUNALIELLA SALINA" UA 116132 U UA 116132 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 qКорисна модель належить до харчової технології та бальнеології, а саме до способів отримання біоактивних добавок до кухонної солі та сольових ванн. Відомий спосіб отримання колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina»(що містить у своєму складі бета-каротин до 1,1 % у перерахунку на суху речовину) шляхом взаємодії між аскорбіновою кислотою, дикарбонатом натрію та суспензією біомаси водорості "Dunaliella salina". При цьому утворюються аскорбати магнію та натрію та діоксид карбону [1]. Недоліком способу є незначний термін зберігання готового продукту через нестійкість колоїдного розчину, що розпадається протягом двох місяців. Крім цього більш як 90 % діоксиду карбону втрачається шляхом переходу в повітря, що негативно позначається на пептизуючих та лікувальних властивостях біодобавки [1]. Найближчим аналогом запропонованої корисної моделі є спосіб отримання колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina", що містить морську ропу та біомасу водорості "Dunaliella salina", аскорбат натрію, аскорбінову кислоту та двоокис вуглецю, у такому співвідношенні компонентів (мас. %) [2]: аскорбат натрію 7,2-25,8 аскорбінова кислота 1,2-4,2 біомаса водорості "Dunaliella 4,9-17,7 salina" діоксид карбону 0,36-1,3 морська ропа решта. При цьому взаємодія між аскорбіновою кислотою, дикарбонатом натрію та суспензією біомаси водорості "Dunaliella salina" проходить у закритій ємності до сталого тиску. Спосіб дозволяє отримати більш якісний продукт за рахунок збереження до 40 % діоксиду карбону, що сорбується суспензією біомаси водорості "Dunaliella salina", при цьому строк зберігання готового продукту підвищується до одного року. Недоліком способу є недостатній строк зберігання готового продукту, що не перевищує 1 року, тривалість процесу, що займає не менш як 2-х діб та низька кількість сорбованого суспензією біомаси водорості "Dunaliella salina" діоксиду карбону, що не перевищує 40 % [2]. В основу корисної моделі поставлена задача підвищити термін зберігання готового продукту, зменшити тривалість процесу та збільшити кількість сорбованого діоксиду карбону. Поставлена задача вирішується тим, що проведення процесу здійснюється при дії ультразвуку 2 частотою 1,0-1,5 ГГц, інтенсивністю 0,5-1,0 Вт/см протягом 10-15 хв. Спільними суттєвими ознаками найближчого аналога та способу, що заявляється, є отримання колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina" шляхом взаємодії між аскорбіновою кислотою, дикарбонатом натрію та суспензією біомаси водорості "Dunaliella salina" у закритій ємності до сталого тиску. 2 Дія ультразвуку даних параметрів (частотою 1,0-1,5 ГГц, 0,5-1,0 Вт/см протягом 10-15 хв.) дозволяє підвищити швидкість процесу утворення колоїдного розчину, збільшити кількість сорбованого діоксиду карбону та підвищити термін зберігання готового продукту до 2 років. Строк зберігання готового продукту збільшується як за рахунок більшої кількості сорбованого діоксиду карбону, який є інгібітором окиснення бета-каротину, що входить до складу водорості "Dunaliella salina", так і за рахунок кращого перемішування компонентів колоїдного розчину дією ультразвуку у порівнянні з механічним перемішуванням. Більша кількість сорбованого діоксиду карбону та більша швидкість процесу утворення колоїдного розчину пояснюються впливом ультразвуку на швидкість хімічних процесів та на процеси сорбції через зміни у структурі компонентів, що входять до даної системи [3]. Приклад виконання. У товстостінний хімічний реактор ємністю 2 л вводять 0,5 кг суспензії біомаси водорості "Dunaliella salina", що складається з рідкої фази - 470 г морської ропи 3 густиною 1235 кг/м та твердої - 30 г біомаси водорості "Dunaliella salina", що містить 2,5 г бетакаротину. Це природний продукт. Далі вводять 38,5 г аскорбінової кислоти та 30,5 г дикарбонату натрію. Герметично закривають реактор. У способі, що заявляється, діють на систему ультразвуком частотою 1,2 ГГц, інтенсивністю 2 1,0 Вт/см протягом 15 хв. У найближчому аналогу перемішують компоненти системи механічним струшувачем (20 струшувань за хвилину). Одержаний таким чином колоїдний розчин біомаси водорості "Dunaliella salina" пастоподібної консистенції є готовою імунодобавкою для імуноукріплюючої кухонної солі та для приготування сольових ванн [4, 5]. Визначали вихід готового продукту, вміст бета-каротину, вміст діоксиду карбону та термін зберігання готового продукту - колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina". За 1 UA 116132 U 5 10 15 кінцевий строк зберігання готового продукту вибирали період часу, що необхідний для втрати 30 % бета-каротину [4]. У табл. 1 наведено порівняння способів отримання - колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina" за найближчим аналогом, та того, що пропонується. Як виходить із результатів дослідів, наведених у табл. 1 - колоїдний розчин біомаси водорості "Dunaliella salina", отриманий за способом, що пропонується, має термін зберігання 2 p., за найближчим аналогом - 1 р. Кількість сорбованого діоксиду карбону за способом, що пропонується, складає 80-85 %, а у способі за найближчим аналогом 30-40 %. У способі, що пропонується, одержали 565, 568 та 567 г колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina" пастоподібної консистенції (відповідно проби - 1, 2, 3), у способі за найближчим аналогом - 557, 560, 559 г колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina" пастоподібної консистенції (відповідно проби - 1, 2, 3). Кількість бета-каротину у способі, що пропонується (в готовому продукті - колоїдному розчині біомаси водорості "Dunaliella salina" пастоподібної консистенції) - 0,56, 0,59, 0,57 г; а у способі за найближчим аналогом - 0,44, 0,51, 0,46 г (відповідно проби - 1, 2, 3). Кількість поглиненого діоксиду карбону (в готовому продукті колоїдному розчині біомаси водорості "Dunaliella salina" пастоподібної консистенції) у способі, що пропонується - 2,29, 2,34, 2,30 г; а у способі за найближчим аналогом - 2,02, 2,08, 2,07 г(відповідно проби - 1, 2, 3). Вміст вищенаведених компонентів визначали за методиками наведеними в [4]. 20 Таблиця 1 Порівняння способів отримання колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina" за відомим способом (найближчий аналог) та за способом, що пропонується остаточна кількість бета-каротину, що залишився % / остаточна кількість поглиненого СО2, що залишився, % (місяці) 6 12 13 18 24 25 Спосіб, що пропонується 1 100/100 90/91 85/80 80/73 76/64 65/57 2 100/100 95/92 90/82 87/78 79/67 69/60 3 100/100 92/92 88/81 83/73 78/65 67/58 Спосіб за найближчим аналогом 1 81/78 63/52 52/40 43/27 35/20 20/15 2 85/81 64/52 56/41 47/31 39/24 25/17 3 83/80 64/52 53/40 45/28 34/21 23/18 № проби 25 30 Вихід готового продукту, % 92 95 93 87 90 89 У табл. 2 наведено вплив частоти ультразвуку на остаточну кількість бета-каротину, %; залишкову кількість поглиненого СО2 та на термін зберігання готового продукту. Як видно із табл. 2 оптимальною частотою ультразвуку є 1,0-1,5 ГГц. При використанні ультразвуку частотою менше ніж 1,0 ГГц термін зберігання кінцевого продукту, залишкова кількість бетакаротину, % та залишкова кількість поглиненого СО 2 різко зменшуються. Вочевидь, це пов'язано з тим, зменшення частоти ультразвуку призводить до зменшення інтенсивності акустичних течій, що призводить до зменшення перемішування та зниження швидкості відповідних біохімічних процесів, пов'язаних з утворенням СО 2, який є інгібітором процесів окиснення бетакаротину, що впливає на термін зберігання кінцевого продукту. При збільшенні частоти ультразвуку більше, ніж 1,5 ГГц зменшується поглинальна здатність суспензії водорості "Dunaliella salina" відносно СО2, що також призводить до зменшення терміну зберігання кінцевого продукту колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina". 2 UA 116132 U Таблиця 2 Вплив частоти ультразвуку на залишкову кількість бета-каротину, %; залишкову кількість поглиненого СО2 та на термін зберігання готового продукту Частота УЗ, ГГц 0,90 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 5 10 15 залишкова кількість бета-каротину, що залишається % / залишкова кількість поглиненого СО2, що залишається, % (місяці) 6 12 13 18 24 25 67/51 52/43 45/32 27/20 11/8 4/95/93 90/90 85/76 80/70 71/63 59/47 99/98 93/92 88/81 82/72 76/67 64/52 100/100 95/92 90/82 87/78 79/67 69/60 100/100 97/92 88/81 83/73 78/65 67/58 100/100 98/90 85/80 81/70 74/63 53/48 94/90 87/83 89/78 80/65 71/62 42/38 48/22 34/15 22/19 12/8 6/-/ Наведені усереднені результати трьох дослідів. Діяли на систему ультразвуком 2 інтенсивністю 1,0 Вт/см протягом 15 хв. У табл. 3 наведено вплив інтенсивності ультразвуку на залишкову кількість бета-каротину, %; залишкову кількість поглиненого СО2, % та на термін зберігання готового продукту. Як видно 2 з табл. 3, оптимальною інтенсивністю ультразвуку є 0,5-1,0 Вт/см . При використанні 2 ультразвуку інтенсивністю менше, ніж 0,5 Вт/см термін зберігання кінцевого продукту, залишкова кількість бета-каротину та залишкова кількість поглиненого СО 2 різкозменшуються. 2 Вочевидь, це пов'язано з тим, що зменшення інтенсивності ультразвуку менше ніж 0,5 Вт/см призводить до зникнення кавітації [3], а кавітаційні процеси - це головний інтенсифікуючий фактор даних біохімічних процесів [3]. При збільшенні інтенсивності ультразвуку більше 1,0 Вт/см зменшується поглинальна здатність суспензії водорості "Dunaliella salina" відносно СО2, що також призводить до зменшення терміну зберігання кінцевого продукту колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina". Крім цього при збільшенні інтенсивності ультразвуку 2 більше ніж 1,0 Вт/см можливо руйнування бета-каротину [3]. Таблиця 3 Вплив інтенсивності ультразвуку на залишкову кількість бета-каротину, %; залишкову кількість поглиненого СО2 та на термін зберігання готового продукту Інтенсивність УЗ, 2 Вт/см 0,4 0,5 0,7 1,0 1,1 1,2 20 25 30 залишкова кількість бета-каротину, що залишається % / залишкова кількість поглиненого СО2, що залишається, % (місяці) 6 12 13 18 24 25 32/26 18/15 7/2 -/-/-/95/93 90/90 85/76 80/70 71/63 59/47 99/98 93/92 88/81 82/72 76/67 64/52 100/100 95/92 90/82 87/78 79/67 69/60 87/83 75/76 65/67 54/56 34/31 16/12 72/65 68/57 45/38 31/26 24/19 10/5 Наведено усереднені результати трьох дослідів. Діяли на систему ультразвуком частотою 1,2 ГГц протягом 15 хв. У табл. 4 наведено вплив часу дії ультразвуку на залишкову кількість бета-каротину, %; залишкову кількість поглиненого СО2, % та на термін зберігання готового продукту. Як видно з табл. 4, оптимальним часом дії ультразвуку є 10-15 хв. Дія ультразвуку менше 10 хв. не дозволяє завершити біохімічні процеси, що пов'язані з отриманням кінцевого продукту, тому термін зберігання кінцевого продукту, залишкова кількість бета-каротину та залишкова кількість поглиненого СО2 зменшуються. При збільшенні часу дії ультразвуку більше ніж 15 хв. зменшується поглинальна здатність суспензії водорості "Dunaliella salina", що призводить до зменшення терміну зберігання кінцевого продукту колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina". Крім цього при збільшенні часу дії ультразвуку можливий зсув рівноваги між процесами поглинання СО2 та процесами дегазації. Про останнє свідчить такий 3 UA 116132 U експериментальний факт, що при дії ультразвуку більше ніж 15 хв. спостерігається різкий вихід в атмосферу СО2 при відкриванні реактора [3]. Таблиця 4 Вплив часу дії ультразвуку на залишкову кількість бета-каротину, %; залишкову кількість поглиненого СО2 та на термін зберігання готового продукту Час дії УЗ, хв 9 10 15 16 17 5 10 15 20 залишкова кількість бета-каротину, що залишається % / залишкова кількість поглиненого СО2, що залишається, % (місяці) 6 12 13 18 24 25 65/63 50/45 35/31 22/17 8/-/99/98 93/92 88/81 82/72 76/67 64/52 100/100 95/92 90/82 87/78 79/67 69/60 59/53 46/41 35/37 24/22 14/9 -/32/25 18/11 5/-/-/-/ Наведено усереднені результати трьох дослідів. Діяли на систему ультразвуком частотою 2 1,2 ГГц, інтенсивністю 1,0 Вт/см . Таким чином, експеримент показав, що застосування способу, який пропонується, дозволяє, 2 завдяки використанню ультразвуку частотою 1,0-1,5 ГГц, інтенсивністю 0,5-1,0 Вт/см часу дії 10-15 хв., збільшити вихід готового продукту - колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina" та термін його зберігання, покращити якість продукту через збільшення кількості поглиненого СО2 та бета-каротину. Джерела інформації: 1. Колоїдний розчин біомаси водорості "Dunaliella salina"/ O.O. Бідусенко. - Патент України на корисну модель № 84996 С2, МПК А61К 36/00 - Опубл. 10.12.2008 - Бюл. № 23. 2. Спосіб одержання колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina"/ O.O. Бідусенко. - Патент України № 86170 С2, МПК A23L 1/22 - Опубл. 25.03.2009 - Бюл. № 6. 3. Бакланов А.Н., Авдеенко А.П., Коновалова С.А., Бакланова Л.В. Ультразвук в аналитической химии и химической технологии. - Краматорск: ДГМА, 2012. - 332 с. 4. Бакланов О.М., Авдєєнко А.П., Чмиленко Ф.О., Бакланова Л.В. Аналітична хімія кухонної солі і розсолів. - Краматорськ: вид-во ДДМА, 2011. - 284 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб отримання колоїдного розчину біомаси водорості "Dunaliella salina", що містить морську ропу та біомасу водорості "Dunaliella salina", аскорбат натрію, аскорбінову кислоту та діоксид карбону, у такому співвідношенні компонентів (мас. %): аскорбат натрію 7,2-25,8 аскорбінова кислота 1,2-4,2 біомаса водорості "Dunaliella salina" 4,9-17,7 діоксид карбону 0,36-1,3 морська ропа решта, включає реакцію між аскорбіновою кислотою, дикарбонатом натрію у закритій ємності, який відрізняється тим, що процес проводиться під дією ультразвуку частотою 1,0-1,5 ГГц, 2 інтенсивністю - 0,5-1,0 Вт/см протягом 10-15 хв. 30 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4