Способ получения биологически активных веществ

 

Использование: биотехнология получение биологически активных веществ. Сущность изобретения: сырье, в качестве которого могут быть использованы микроорганизмы, растения, семена, ягоды , замораживают при температуре (-16) - (-40)°С в течение 0.5 - 2 н затем дефростируйт, повторно замораживают при температуре (-5) - (-15)° С в течение 1/5 - 7 ч и вновь дефростируют, отделяют клеточный сок от твердой фазы, в твердую фазу добавляют воду и проводят экстракцию биологически активных веществ, для этого смесь нагревают до температуры 50 - 100° С, выдерживают 3-120 мин, экстракт отделяют, в остатки клеточных оболочек добавляют воду, полученную смесь нагревают и выдерживают при вышеуказанных режимах, разделяют смесь на экстракт и остатки клеточных оболочек полученные клеточный сок и экстракты объединяют , концентрируют и высушивают. Для устранения специфического запаха сырья его перед замораживанием озонируют при концентрации озона 8 - 10МГ/П Ззлф-лы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской федерации по патентам и товарным знакам (21) 92004912/13 (22) 08.11.92 (46).30.1193 Ьол. % 43-44

P6} Кудряшева Александра Андреевна (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ

АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (57) Использование: биотехнология, получение биологически активных веществ Сущность изобретения: сырье, в качестве которого могут быть использованы микроорганизмы, растения, семена, ягоды, замораживают при температуре (-16) — -40)0С в течение 0,5 — 2 ч, затем дефростирук1т, повторно замораткивают при температуре -5) - (-15)"С в течение 1/5 — Т ч и вновь дефростируют, отделяют (19) RU {11) 2003262 С 1 (51) 5 А2331 18 А61К35 66

А61К35 78 клеточный сок от твердой фазы, в твердую фазу добавляют воду и проводят экстракцию биологически активных веществ, для этого смесь нагревают до температуры 50 — 100. С, выдерживают 3 — 120 мин, экстракт отделяют, в остатки клеточных оболочек добавляют воду, полученную смесь нагревают и выдерживают при вышеуказанных режимах разделяют смесь на экстракт и остатки клеточных оболочек полученные клеточный сок и экстракты обьединяют, концентрируют и высушивают. Для устранения специфического запаха сырья его перед замораживанием озонируют при концентрации озона 8—

10мг/п. 3 мф-лы

2003262

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа получения биологически активных веществ, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности, в частности, пищевой, медицинской, парфюмерно-косметической промышленности, и в сельском хозяйстве.

Известен способ получения биологически активных веществ (БАВ), предусматривающий нагревание сырья, в частности дрожжей, до температуры 30-35 С, отделение твердой фазы остатков клеточных оболочек, последние суспензируют в воде, нагревают до температуры 80-Т00 С, твердую фазу удаляют и используют в процессе приготовления продуктов на базе дрожжей, жидкую —. -концентрируют и высушивают, получая при этом водорастворимь е белки

И

Недостатком известного способа является недостаточный выход врдоравтворимых белков.

Известен способ получения биологически активных веществ, .заключающийся в том, что дрожжевую суспензию нагревают до температуры 60-100 С, затем суспензию разделяют на фракции — экстракт и остатки клеточных оболочек, суспензируют в щелочной среде рН 8,5-10, нагревают до темперауры 85-90оС разделяют на щелочной

Экстракт и остатки клеток, клетки повторно суспенэируют, нагревают. до температуры

85-100 С, суспензию нейтрализуют, вновь разделяют на неразрушенные клетки и кислый экстракт, иэ которого осаждают водорастворимые белки в изозлектрической точке, . сушат f2).

Известен способ получения биологически активных веществ, предусматривающий разрушение клеток замораживанием, экстракцию ВАВ изопрапиловым спиртом, разделение суспензии на жидкую и твердую фракции, промывание твердой фракции водой, щелочную экстракцию при нагревании (70 С) в течение 45 мин, с последующими удалением клеточных оболочек, добавлением в экстракт молока и выделением водорастворимых веществ из смеси j3j, Недостатками такого способа являются использование химических веществ для эк- стракции БАВ, в результате чего ухудшается пищевая и биологическая ценность, а также нерациональное использование сырья.

Целью изобретения является разработка экологически чистого и ресурсосберегающего способа получения белков. углеводов, жиров, смеси незаменимых и заменимых аминокислот, органических кислот, красящих веществ, гликозидов, витаминов и минеральных элементов из микроскопически и макроскопических грибов, дрожжей, бактерий и растений.

В зависимости от цели в качестве сырья может служить биомасса одного вида или нескольких видов микроорганизмов из разных таксономических групп, микро- или мэкроскопические грибы, листья, черешки, стебли, цветы, семена и корни растений, а также фрукты, ягоды и овощи.

Получение биологически активных веществ из различного сырья беэ применения химических реагентов является черезвычайно важной социально-.экономической проблемой, поскольку ее разрешение

15 способствует удовлетворению возрастающих потребностей населения в полноценных продуктах питания, безвредных для здоровья потребителей, улучшению их товарного качества и полезных свойств; пред20 отвращению различного рода заболеваний, снижению себестоимости, а также предотвращению загрязнения и сохранению экологической чистоты окружающей среды.

В настоящее время с применением ряда .дорогостоящих и вредных для организма человека химических-веществ получают автолизаты, гидролизаты и изоляты на основе сложных и длительных процессов, требующих многочисленного оборудования и боль30 шого количества реагентов.

В отличие от известных технологических приемов предлагаемый способ получения биологически активных веществ базируется на применении физических и физико-химических воздействий на сырье„ направленных на изменение его физиологеских и структурно-мор фологических свойств. Новый способ может осуществляться на серийно выпускаемом оборудовании промышленного типа. . . Uen ь достигается тем, что используемое сырье подвергают двухкратному замораживанию-для разрушения клеточных структур.

Первичное замораживание осуществляют при температуре минус 16 — минус 40 6 в зависимости от целевого продукта, от вида и состояния. сырья, Вторичное замораживание осуще твляют при температуре минус 5 — минус 15 С сразу же после.дефростации

50 сырья. После вторичной дефростации из сырья отделяют выделившийся клеточный сок, а затем сырье разбавляют дистиллированной водой. Полученную смесь нагревают до 50-98ОС и выдерживают в нагретом со55 стоянии от 3 мин до 2 ч в зависимости от

-*.вида. сырья и целевого продукта. После вы держивания смесь разделяют ультрафильтрацией, сепарацией, центрифугированием или седиментэцией на две фракции — экстракт и остатки клеточных оболочек, К оствт2003262 кам клеточных.оболочек добавляют дистиллированную воду и подвергают их повторному нагреванию при тех же параметрах.

После чего смесь снова разделяют на две фракции — экстракт и остатки клеточных 5 оболочек. Клеточный сок и экстракты, полученные в результате двухкратного нагревания объединяют, концентрируют и высушивают.

В. зависимости от вида сырья получен- 10 ный целевой продукт содержит белки, жиры, углеводы, незаменимые и заменимые аминокислоты, красящие вещества, органические .кислоты, витамины, минеральные элементы, гликозиды. 15

8 результате применяемых воздействий изменяется проницаемость клеток, повышается в них концентрация биологически активных веществ; изменяются вязкость и дисперсность белково-липидных частиц., из- 2О бйратвльная проницаемость эндогвнных веществ. что способствует их болев полному извлечению из сырья.

В зависимости- от области применения получаемый экстракт можно использовать в 25 жидком виде, например, для приготовления напитков, первых обеденных блюд, хлебо» .булочных изделий, питательный средл для выращивания микроорганизмов, растений,. тканевых культур; в концентрированном се- ЗО стоянии — в виде пасты для производства кондитерских иэделий, консервов, пищевых концентратов, различных кулинарных блюд, паштетов, и др.

Для более длительного хранения экс- 35 тракт концентрируют и высушивают, Пример 1. Дрожжи Saccharoinyces

cerevfslal штамм ВКМУ-402 замораживает при.температуре минус 16 С s течение 50 мин, после чего дефростируют и повторно .40 замораживает при минус 5ОС в течение 4 ч.

После вторичной дефростации отделяют от биомассы выделившийся «лвточный свк, а биомассу разбавляют дистиллированной водой, Полученную смесь нагревают щи 45

+100 С в течение 3 мин, затем отделяют экстракт от остатков клеточных оболочек. К остаткам клеточных оболочек снова добав-, ляют дистиллированную Воду, вторично осу ществляют нагрев суспензии, затем 50 повторно отделяют экстракт от остатков клеточных оболочек. Клеточный сок, первичный и вторичный экстракты соединяют, затем подвергают концентрированию. После концентрирования высушивают. Получен- 55 ный продукт содержит нвзаменимыв и заменимые аминокислоты, витамины и. минеральные элементы.

Амин окисл отн ы Й cocTae, $ K общей массе продукта:

Треонин 2.45

Аспарагиновая кислота 4,92

Серин 2,88

Глютаминовая кислота 11,09

Пролин 2,34

Глицин 5,43

Аланин 7,17

Цистин 1,85

Валин 2,71

Мвтионин 0,62

Изолейцин 2,14

Лейцин 2,86

Тирозин. 1,07

Фенилаланин 1,18

Гистидин 0,79

Лизин 3,61

Аргинин 1,44

Витаминный и микроэлементный состав.

В 100 r препарата содержится витаминов 8> 4,3 мг;

82 12,1 мг;

РР 176 мг; микроэлементов; К 4,97 г;

Mg 0,41 г;

Са 0,05 r, Fe 0,036 r

ЬЬ 1,38 мг;

Сг 0,1 мг;

Й1 0,1 мг;

Со 0,1 мг;

ZA 0,1 мг.

Поровкообразный продукт хорошо растворяется в воде, обладает высокой эмульгирующей, влагоудерживающей и пенообразующей способностью, светлокремового цвета, приятного специфическаго вкуса с дрожжевым запахом.

Сухие напитки, полученные с этим продуктом. характеризуются хорошим товарным качеством и повышенной физиологической ценностью. Парфюмернокосметические иэделия и лечебные мази устраняют морщины и быстро регенерируют кожные покровы.

Пример 2. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но из микроорганизмов используют бактерии Lactobacterium buigaricum.

При этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 18 С в течение 2 ч, а вторичное — при минус 10 С в течение 5 ч, нагрев суспвнзии с остатками клеточных оболочек осуществляют при температуре плюс 90ОС в течение 40 мин. Полученный продукт содержит 66;ь белковых веществ, 18 углеводов, 38$ минеральных элементов по отношению к сухому веществу сырья, Порошок имеет серовато-белый цвет, приятныв вкус и запах, полностью рас2003262 творяется в воде, улучшает качество хлебо. булочных изделий и повышает биологическую ценность продуктов, дефицитных по аминокислотному и минеральному составу.

fl р и м е р 3. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но в качестве сырья используют микроскопические грибы Penlctlllue

mguefortl, При этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 20 С в течение 1 ч, вторичное замораживание — при температуре минус

15ОС в течение 3 ч, нагрев суспензии осуществляют при температуре 80 С.в течение 60 мин. Полученный продукт содержит 35 белковых веществ. 46 полисахаридов, 7,6$ ливидов, 2,5 нуклеиновых кислот, имеет белый цвет с легким кремовым оттенком, приятные вкус и запах, полностью растворяется в воде.

Пример 4; Технология получения ..биологически активных веществ аналогична примеру 1, но в качестве сырья используют яго@ы черной смородины. При этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 20 С: в течение ЭО мин, вторичное замораживание - при температуре минус 7ОС. в течение 3 ч, нагрев смеси осуществляют при 50 С в течение 2 ч.

Полученный продукт содержит красящие вещества, 15 белка, 61,8 углеводов.

12,5 органических кислот по отношение к массовой доле сухих веществ, О,1 мг каротина, 800 мг витамина К, 930 мг витамина С в

160 r. Продукт. имеет темио-фиолетовый цвет, кисловатый вкус, приятный специфический. запах исходного сырья, полностью растворяется в воде, придает. красивую ли: лово-бордовую или темно-розовую окраску конфетам, напиткам, кремам, предназначенным для кондитерских изделий, а также способствует обогащению их натуральными .витаминами.

Пример 5; .Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но используют в качестве сырья выжимки винограда с темной окраской. При этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 17ОС s течение 40 мин, вторичное — при температуре минус 9 С в течение 1,5 ч, нагрев смеси осуществляют при 65ОС в течение 40 мин.

Полученный продукт имеет темно-бордово-фиолетовуe окраску, приятный сладковатый вкус, содержит 43% глюкозы, 0,2 органических кислот, пантотеновую кислоту, витамин Ва. биотин, рибофлавин, тиамин, красящие вещества. эффективные в малых дозах для окраски напитков, кремов, конфет и других пищевых продуктов, 10

Пример 6. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но используют в качестве сырья семена облепихи. При этом первичное замораживание измельченного сырья осуществляют при минус 40 С в течение 2 ч, вторичное — при температуре минус 6 С в течение 7 ч, нагрев смеси осуществляют при температуре 70 С в течение 50 мин, Полученный продукт содержит 2,2 фруктозы, 2,4 арабинозы, 1,8 галактозы; нейтральные липиды до 73,5 ; гликолипиды до

14,9 ; фосфолипиды до 6,1 . Жирно-кислотный состав липидов, мас. : миристиновая

0,3; миристолеиновая 0,25; пальмитиновая

27,9; пальмитолеиновая 39,8; гептадеценовая

0,36; стеариновая О 8; олеиновая 11,8; линолевая 1;35, Витаминный состав продукта: . тиамин (В >), рибофлавин (Вг); пантотеновая

20 кислота (83); пиридоксин {BQ); биотин (Н). ниацин (РР), р.-каротин, аскорбиновая кислота. Продукт содержит минеральные элементы, до 300 мг.в. 100 г незаменимых и заменимых аминокислот, имеет темнооранжевую:окраску, маслянистую консистанцию., приятные вкус и запах, свойствеинйе сырью.

В зависимости от цели из семян облепихи можно получать два вида продукта — экстракт углеводов, аминокислот, витаминов, минеральных элементов и жиросодержащий продукт, состоящий из нейтральных ливидов, гликолипидов и фосфолипидов. Для этой. цели вводят дополнительную технологическую операцию по отделению раствора от липидов, а также семена до замораживания предварительно измельчают.

П р.и м е р 7..Технология получения биологически активных веществ аналогична

40 примеру 1, но используют в качестве сырья лист женьшеня. Йри этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус:16 С в течение 60 мин, вторичное замораживание — при температуре минус 8 С в течение 2,5 ч, нагрев смеси осуществляют при температуре 95ОС в течеwe 10 мин. Полученный продукт представляет собой тонкодисперсный порошок беэ видимых посторонних включений, желтого

50 цвета с зеленоватым оттенком. горького вкуса с запахом, свойственным сырью, содержит 13,1% общего азота, белкового азота 9,7, небелкового азота 3.4, 81,3 г/кг аминокислот, в том числе незаменимых 28,5

55 г/кг.

Состав гликозидов продукта, мг/г;

Rg1 RP Rgz Rq Rbg Rd

2- 1.9 1,97 7,3 4,7 4,4 13,9

Продукт может использоваться для напитков, кремов и лечебных целей.

2003262

В случае использовния сухого сырья его подвергают измельчению и замачиванию дистиллированной водой.

Пример 8. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но в качестве сырья используют темноокрашенные лепестки цветов розы.

При атом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 35 С в течение 40 мин, а вторичное — при минус

12 С в течение 1 ч, нагрев сырья с водой осуществляют при 85 С в течение 5 мин.

Полученный продукт имеет красно-бордовый цвет; приятный специфический запах исходного сырья, содержит розовое масло, красящие и дубильные вещества, витамины и аминокислоты, может исйользоваться в парфюмерно-косметической промышленности,. в медицине и для приготовления без-. алкогольных и алкогольных напитков, кондитерских изделий; витаминов и лекарственных препаратов.

В зависимости от окраски исходного сырья продукт можно получить разного цвета: розовый, темно-розовый, алый, красный, бордовый, оранжевый и темно-вишневый;

Пример 9. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, отличие состоит в том, что да замораживания суспензию дрожжей

Saccharomyces cerevisiai штамм ВКМУ-402 подвергают озонированию при концентрации озона 8-10 мг/л. Полученный продукт не имеет дрожжевого запаха, обладает аналогичным химическим составом и описанными ранее свойствами, что позволяет его более широко использовать и в значительно больших количествах при изготовлении пищевых продуктов. Помимо этого выход целевого продукта увеличивается на 0,7-1,5 за счет ингибиравания активности дыхания дрожжевых клеток, э

Пример 10, Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, отличие состоит в том, что для более полного извлечения биологически активных веществ после нагревания суспензии дрожжей Saccharomyces cerevisiai штамм ВКМУ вЂ” 402 в нее вводят 1 пищевой поваренной соли по отношению к массовой доле сырья и воды, Выход продукта с аналогичным примеру 1 химическим составом увеличивается на 2,5 — 4,3 . Продукт имеет белый цвет с кремовым оттенком, . приятный слегка солоноватый вкус, без ярко выраженнага дрожжевого запаха. Продукт . способен придавать ореховый запах и приятный вкус сухим экструдентам, полученным из муки одного вида или из нескольких видов зерновых культур, хрустящим хлебцам и макаронным изделиям.

Пример 11. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, на в качестве сырья используют клеточные оболочки пиьчых дрожжей

Saccharomyces cartilaginosus, являющиеся отходами пивоварен нога и раизвадства.

Полученный продукт содержит 40,3 сыро10 го протеина, 4,9Ъ сирого жира, 44,5 безтреонин 5,2; лизин 10,1; заменимые аминокислоты — аспарагинавая 9,9; серин 4,8; глутаминовая 10,6; пролин 3,7; глицин 4,6; аланин 4,6; цистин 1,2; тиразин 4,3; гистидин 5.4; аргинин 6,5. Продукт характеризу20 ется приятным вкусом, белым цветом с серым оттенком, может использоваться при производстве консервов, кондитерских изделий, хлебабулочных и макаронных изделий, для каш, супов и др, пищевых продуктов, а также в качестве добавки к кормам рыбы, птицы, пушных зверей, домашних животных (кошек, собак. свиней, крупного рогатого скота) и в качестве экологически чистого, аффективного удобрения для сельскохазяйственнчх растений открытого и закрытого грунтов, а также дачных, газонных, комнатных.

Препарат повышает биологическую ценность продуктов питания и кормов для животных, позволяет йовысить продуктивность в сфере растениеводства и животноводства, увеличить количество белка в готовой продукции, нормализовать садержание нитритов и нитратов в ней, а также исключить попадание вредных химических веществ, использующихся в качестве удобрений. Таким образам, дополнительные продукты могут применяться в качестве добавки к пищевым продуктам, к парфюмерно-косметическим изделиям, кормам сельскохозяйственных и домашних живатных, а также в качестве экологически чистого удобрения для растений.

Для увеличения выхода целевого продукта сырье мажет до замораживания подвергаться предварительному механическому разрушению.

Если в сырье содержится большое коли- чества ароматических веществ, их улавливают специальными приспособлениями и используют вместе с целевым продуктом или самостоятельна.

В случае необходимости целевые прадукты; полученные па предлагаемой техноазотистых экстрактивных веществ, 5,87ь зальных элементов. Аминокислатный состав, ат сырого г>ратеина: незаменимые аминокислоты — валин 4,9; лейцин 8.1; изо15 лейцин 4,7; метианин 1,3; фенилланин 5,4;

2003262

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать биологически активные вещества иэ различных видов микроорганизмов и растений.

5 (56) 1. Патент Франции М 2281727, кл. А 23

/ 1/18, 1976. . 2. Патент Франции N. 2363996, кл. А 23

J 1/18, 1979.

10 3. Авторское свидетельство СССР

Ь 1034688,, A 23 J 1/18, 1979. логии, могут быть обогащены дополнительно белками, углеводами, жирами, незаменимыми и заменимыми аминокислотами, витаминами, красящими и ароматическими веществами, органическими кислотами, гликозидами. минеральными веществами и

gðóãèми.

Для усиления процесса зкстракции при нагревании сырья дополнительно может использоваться повышенное или пониженное давление, Составитель А;Кудряшева

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор Л.Павлова

Тираж . Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москве, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3287

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула изобретения . оболочек,полученныеклеточныйсоки.экс1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕ- 15 о БИОЛОГыЧЕ 15 тРакты объединЯют, концентРиРУют и выСКИАКТИВНЫХВЕЩЕСТВ, предусматри. " 2,"Способ по ..1, отличающи„я те . вающий РазРУшение сыРьЯ замоРаживани- что для устранения специфического запах ем, отделение клеточного сока от твердой фазы, добавление в твердую фазу экстРа- при концентрации озона 8 - 10 мг/л, а g .,20

reHTa нагревание полученной смеси и вы- увеличения выхода биологически активных держивание ее, разделение на жидкую - веществ после нагревания в смесь добавзкстракт и твердую - остатки клеточных ляют 1у пищевого хло истого нат я оболочек фазы. отличающийся тем, что в .отношениюкмассовойдолвсырьяиводы. качестве сырья используют микроорганиз-

-мы, такие как дрожжи, молочнокислы ак-, дрожжи молочнокислые бак-, 25 3 Способ по пп. 1 и 2, отличающийся терии, микро- и макроскопические грибы, Те<. что при использовании в качестве или растения, или семена, или ягоды, замо- сырья микроорганизмов первичное, замораживание осуществляют при температуре Раживание осуществляют при температуре

-16;.. -40 С в течение 0,5 - 2 ч, сырье де- -16-20 С в течение 50- 120 мин, повторное фростируют и повторно замораживают при. - при -5 ... - 15 С в течение 3 - 5 v., а нагрв30 температуре --5 ... -16 Ñ в течение 1,0 - 7 ч и . вание и выдерживание клеточных оболочек вновь дефростируют, в качестве экстрагвн- - при температуре 80 - 100 С в течение 3та используют воду, нагревание смеси осу- 90 мин. ществляют при температуре 50 - 1ЮС,35 4. Способ по п.1, отличающийся тем, выдерживаниевтечение3-120мий, ееС. что при использовании в качестве сырья татки клеточных оболочек добавляют воду, растений, или семян, или цветов, или ягод полученную смесь нагревают и выдержи- повторное замораживание осуществляют вают при указанных Режимах; Разделяют при температуре -6 ... -12 С в течение 1 - 7 смесь на экстракт и остатки клеточных40:q.