Способ получения фосфолипидов из животного сырья

 

Изобретение относится к области препаративной биохимии, конкретно к способу получения комплекса фосфолипидов, используемого в составе продуктов питания, а также в фармацевтических и косметических препаратах. Изобретение позволяет расширить сырьевую базу, увеличить выход комплекса фосфолипидов и снизить содержание в нем примесей холестерина за счет того, что в качестве сырья используют соединительную ткань, служащую местом прикрепления икры осетровых рыб, перед измельчением сырья проводят его замораживание, а перед экстракцией спиртом сырье обрабатывают водой при соотношении сырья и воды 1 : (2 - 3) и температуре 60 - 80°С в течение 1 - 2 ч, после чего смесь охлаждают до температуры 2 - 8°C . При этом экстракцию спиртом проводят при pH 3,0 - 3,5 и температуре 4 - 8°С. 1 табл.

Изобретение относится к области препаративной биохимии, конкретно к способу получения комплекса фосфолипидов, используемых в составе продуктов питания, а также в фармацевтических и косметических препаратах.

Известен способ получения комплекса фосфолипидов из головного мозга млекопитающих [1], основанный на экстракции этих соединений различными органическими растворителями и разделении на ионообменных смолах.

Недостатком способа является низкий выход целевого продукта (не более 5,5% от массы сырья) и присутствие в нем холестерина.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения комплекса фосфолипидов [2], основанный на высушивании сублимацией измельченной икры кальмаров и других головоногих моллюсков, с последующей экстракцией сырья спиртом, упариванием экстракта, растворением остатка в гексане, фильтрацией раствора и его высушиванием.

Недостатками известного способа являются низкий выход продукта (7,68%) и присутствие в нем в качестве примеси значительных количеств (до 10% от массы сырья) холестерина. Это ограничивает возможности его использования в продуктах питания, поскольку холестерин является атеросклеротическим фактором риска.

Целью изобретения является расширение сырьевой базы, увеличение выхода комплекса фосфолипидов и снижение содержания в нем примесей холестерина.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения комплекса фосфолипидов, включающем измельчение сырья, экстракцию его спиртом, растворение в гексане и сушку, в качестве сырья используют соединительную ткань, служащую местом прикрепления икры осетровых рыб (икорные пленки), перед измельчением сырья проводят его замораживание, а перед экстракцией сырья спиртом обрабатывают его водой при соотношении сырья и воды 1 : 2-3 и температуре 60-80^оС в течение 1-2 ч, после чего смесь охлаждают до температуры 2-8^оС. При этом экстракцию спиртом проводят при рН 3,0-3,5 и температуре 4-8^оС.

Схематически процесс получения целевого продукта по известному и предложенному способам выглядит следующим образом (см.табл.1) Выход комплекса фосфолипидов по предложенному способу составляет 12,8-14,4% к массе сырья, а содержание в нем холестерина - 0,5-0,8%.

Сопоставительный анализ показывает, что заявленное техническое решение отличается от известного использованием иного сырья - соединительной ткани, служащей местом прикрепления икры осетровых рыб, и иными приемами его обработки, в результате чего достигается увеличение выхода и улучшение качества целевого продукта.

На основании этого можно сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию изобретения "Существенные отличия".

Наличие отличительных признаков подтверждают, что заявленное техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Используемые в заявляемом способе существенные признаки являются логически обоснованными.

Известно, что икра осетровых рыб содержит значительное количество биологически активных веществ, в том числе фосфолипидов . Этот класс соединений был обнаружен и в соединительной ткани, являющейся местом прикрепления икры осетровых рыб (условно - икорные пленки).

Было установлено, что фосфолипиды составляют более 80% липидной матрицы икорных пленок осетровых рыб (севрюги - Acipenser stellatus) осетра русского - Acipenser guldenstadti, белуги - Huso huso, стерляди - Acipenser ruthenus). При этом наиболее высокое содержание фосфолипидов было выявлено в сырье стерляди. Вместе с тем, указанное сырье содержит и другие соединения, в том числе водорастворимые белки, пептиды, аминокислоты, присутствие которых в комплексе фосфолипидов нежелательно. Для удаления их из целевого продукта в соответствии с предложенным способом сырье предварительно замораживают при температуре -10 - -20^оС с целью его последующего измельчения, поскольку без замораживания икорные пленки, представляющие собой пластичный, мнущийся материал, не поддаются воздействию обычных измельчающих аппаратов (мясорубка, гомогенизатор тканей и т.п.). Затем сырье экстрагируют 2-3 объемами воды при 60-80^оС в течение 1-2 ч, после чего смесь охлаждают до 2-8^оС. При использовании меньшего жидкостного коэффициента (менее 1 : 2) образуется масса густой консистенции и процесс экстракции сырья замедляется, а при большем жидкостном коэффициенте (более 1 : 3) происходит излишнее и нецелесообразное разбавление системы. При нагревании до температуры менее 60^оС жиры, содержащиеся в сырье, полностью не диспергируются в водной фазе, а при охлаждении до температуры выше 8^оС жировая пленка на поверхности воды не образуется, что затрудняет отделение липидов. При нагревании до температуры выше 80^оС и при охлаждении до температуры ниже 2^оС достичь более полного отделения жиров не удается, вследствие чего такое излишнее повышение и понижение температуры приводит к нецелесообразным расходам энергетических ресурсов. При соблюдении указанных параметров процесс застывания жирового слоя на поверхности воды происходит за 1-2 ч. При меньшем времени (менее 1 ч) жиры не успевают затвердеть, а большее время (более 2 ч) является технологически нецелесообразным.

Принимая во внимание относительно высокое содержание в сырье холестерина (до 15% от липидной матрицы), в предложенном способе предусматривается стадия удаления холестерина, основанная на экстракции липидного слоя после отделения белков этиловым спиртом. При этом для более полного выделения холестерина используют спирт, подкисленный HCl до рН 3,0-3,5 и охлажденный до 4-8^оС. При снижении или увеличении рН, а также температурного режима экстракции в экстракт либо частично переходят, помимо холестерина, и фосфолипиды, в силу чего выход целевого продукта снижается, либо, наоборот, в целевом продукте обнаруживаются примеси холестерина.

Что касается заключительных стадий технологического процесса - растворение остатка после извлечения холестерина гексаном, фильтрация и сушка раствора, то они оставлены без изменений по сравнению с известным способом.

П р и м е р 1. 1 кг Замороженных икорных пленок стерляди (Acipenser ruthenuis) измельчают на мясорубке, заливают 2 л воды (жидк. коэффициент 1 : 2), нагревают при 60^оС и перемешивании 1 ч, затем охлаждают до 2^оС, застывший на поверхности воды слой липидов отделяют, измельчают и экстрагируют 3 л этилового спирта (3 объема к массе сырья), подкисленного HCl до рН 3,0, в течение 2 ч при 4^оС. Экстракт отделяют центрифугированием (3000 об/мин, 15 мин) и направляют на очистку холестерина, а к остатку добавляют 2 л гексана, фильтруют после растворения и фильтрат сушат распылением. Получают 12,8 г комплекса фосфолипидов (12,8% к массе сырья), содержащего 75% лецитина, 12,2% фосфатидилсерина, 6,4% фосфатидилглицерина, 5,7% фосфатидилинозита и 0,8% холестерина (определение содержания фосфолипидов и холестерина проводили по методу Илька ).

П р и м е р 2. 1 кг замороженных икорных пленок белуги (Huso huso) измельчают на мясорубке, заливают 2,5 л воды (ж.к. 1 : 2,5), нагревают при 70^оС и перемешивании 1,5 ч, затем охлаждают до 5^оС, застывший на поверхности воды слой липидов отделяют, измельчают и экстрагируют 3,5 л этилового спирта (3,5 объема к массе сырья), подкисленного HCl до рН 3,25, в течение 3 ч при 6^оС. Экстракт отделяют центрифугированием и направляют на очистку холестерина, а к остатку добавляют 2 л гексана, после растворения смесь фильтруют и фильтрат сушат распылением. Получают 13,6 г комплекса фосфолипидов (13,6% к массе сырья), содержащего 76% лецитина, 12,0% фосфатидилсерина, 6,6% фосфатидилглицерина, 5,8% фосфатидилинозита и 0,7% холестерина.

П р и м е р 3. 1 кг Замороженных пленок севрюги (Acipenser stellatus) измельчают на мясорубке, заливают 3 л воды (ж.к. 1 : 3), нагревают при 80^оС и перемешивании 2 ч, охлаждают до 8^оС, застывший на поверхности воды слой липидов отделяют, измельчают и экстрагируют 4 л этилового спирта (4 объема к массе сырья), подкисленного HCl до рН 3,5, в течение 3 ч при 8^оС. Экстракт отделяют центрифугированием и направляют на очистку холестерина, а к остатку добавляют 2 л гексана, после растворения фильтруют, фильтрат сушат распылением и получают 14,4 г комплекса фосфолипидов (14,4% к массе сырья), содержащего 75% лецитина, 12,8% фосфатидилсерина, 6% фосфатидилглицерина, 6,0% фосфатидилинозита и 0,5% холестерина.

При изменении заявленной совокупности признаков положительный эффект не достигается, что подтверждается сравнительными примерами 4-10.

П р и м е р 4. 1 кг Замороженных икорных пленок стерляди измельчают на мясорубке и проводят экстракцию этиловым спиртом, как в примере 1, минуя стадию предварительной обработки сырья водой. При этом в готовом продукте обнаруживаются, помимо фосфолипидов, около 7% примесей белковых веществ.

П р и м е р 5. 1 кг Измельченных после замораживания икорных пленок стерляди заливают 1 л воды (ж.к. 1 : 1), нагревают при 60^оС и перемешивании 1 ч, затем охлаждают до 2^оС. Получают массу густой консистенции, из которой не представляется возможным выделить слой липидов.

П р и м е р 6. 1 кг Измельченных после замораживания икорных пленок стерляди заливают 4 л воды (ж.к. 4 : 1) и далее поступают как в примере 1. Получают комплекс фосфолипидов с тем же выходом (12,8% к массе сырья), что свидетельствует о нецелесообразности излишнего разбавления системы водой.

П р и м е р 7. 1 кг Измельченных икорных пленок стерляди заливают 2 л воды и далее поступают как в примере 1, за исключением того, что нагревание смеси сырья и воды проводят при 50^оС, а охлаждение при 10^оС. При этом полного диспергирования липидов в водной фазе не достигается, количество застывшего на поверхности воды жира снижается и выход целевого продукта уменьшается (10,4% к массе сырья).

П р и м е р 8. 1 кг Измельченных икорных пленок стерляди заливают 2 л воды и далее поступают как в примере 1, за исключением того, что нагревание смеси сырья и воды проводят при 90^оС, а охлаждение при 0^оС. При этом выход целевого продукта остается таким же, как в примере 1 (12,8% к массе сырья), что свидетельствует о нецелесообразности повышения энергетических затрат на нагревание и охлаждение системы.

П р и м е р 9. 1 кг Измельченных икорных пленок стерляди заливают 2 л воды и далее поступают как в примере 1, за исключением того, что экстракцию липидов проводят спиртом, подкисленным HCl до рН 2,5 при 2^оС. Получают целевой продукт с меньшим выходом (9,25% к массе сырья) за счет перехода части фосфолипидов в спиртовой экстракт.

П р и м е р 10. 1 кг Измельченных икорных пленок стерляди заливают 2 л воды и далее поступают как в примере 1, за исключением того, что экстракцию липидов проводят спиртом, подкисленным HCl до рН 4,5 при 10^оС. При этом в целевом продукте обнаруживаются примеси холестерина в количестве 4,8 от массы липидной матрицы.

Сопоставительный анализ технико-экономических показателей заявляемого и известного способов приведен в табл.2.

Из табл. 2 видно, что предлагаемый способ позволяет в 1,6-1,8 раза повысить выход целевого продукта и в 12-16 раз снизить содержание в нем примесей холестерина.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОЛИПИДОВ ИЗ ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ, включающий измельчение, экстракцию этиловым спиртом, центрифугирование, обработку гексаном, фильтрацию и сушку целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода фосфолипидов и уменьшения примесей холестерина, в качестве сырья используют икорные пленки, перед измельчением сырье замораживают, экстракцию сырья проводят вначале водой при соотношении 1 : 2 - 3 при 60 - 80^oС в течение 1 - 2 ч и после охлаждения до 2 - 8^oС подкисленным до рН 3,0 - 3,5 этиловым спиртом при 4 - 8^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2