Способ получения комплекса биологически активных продуктов из голотурии

 

Изобретение относится к медицине, пищевой и кормовой промышленности, в частности к способам получения комплексов сапонинов, каротиноидов и кормовой добавки из морских животных, например, голотурии Cucumaria frondoza, обитающей в Баренцевом море. Позволяет комплексно использовать добываемое сырье для последовательного получения нескольких биологически активных веществ. Способ предусматривает измельчение сырья, многократную экстракцию биомассы, объединение экстрактов, разделение и очистку полученных соединений и получение целевых продуктов.

Изобретение относится к медицине, пищевой и кормовой промышленности, в частности к способам получения комплексов сопонинов, каротиноидов и кормовой добавки из морских животных, например, голотурии Cucumaria frqndoza, обитающей в Баренцевом море.

Известны несколько способов получения сапонинов из дальневосточных голотурий.

Известен способ получения сапонинов комбинированным методом (Holothurin of some philippine holothurianis and its hemolytic activity. Glorina N. Pocsidio (The Philippine Jorual of seience, 1983, с. 13) включающий экстракцию сырья метанолом, последовательную фильтрацию и упаривание метанольного экстракта, растворение полученного остатка в этаноле, бутаноле, затем снова в этаноле с последующим упариванием до целевого продукта. Этот способ также предусматривает получение только комплекса сапонинов.

Известен также способ получения комплекса сапонинов-кукумариозидов (Кизеветтер И.В. Лов и обработка промысловых беспозвоночных дальневосточных морей/Владивосток. Приморское кн. изд-во, 1962, ч. 7 - 27) включающий длительное кипячение биомассы голотурии. При этом разрушаются такие ценные БАВ как каротиноиды и фосфолипиды.

Известен способ комплексной переработки голотурии Cucumaria frondoza Баренцева моря, включающий измельчение сырья, многократное экстрагирование биомассы органическим растворителем, объединение экстрактов, очистку полученных соединений и выделение целевых продуктов (Комплексный подход к утилизации голотурии Cucumaria frondoza Баренцева моря. Андреева Л.А., Ревина Т.А и Аразашвили А.И. Рыбное хозяйство, 1985, N 7, с. 69).

В результате комплексной переработки получают комплекс голотуринов (сапонинов), липидов и шрот-муку (белковую кормовую добавку).

Указанный способ обеспечивает достаточно высокий выход целевого продукта (выход смеси голотуринов составил 0,11% относительно живой массы объекта), но не предлагает получения такого биологически-активного вещества, как каротиноиды.

Целью настоящего изобретения является комплексное использование добываемого сырья для последовательного получения нескольких биологически активных веществ, таких как комплекс каротиноидов, комплекс сапонинов и белковой кормовой добавки.

Поставленная цель достигается тем, что кукумарию измельчают, проводят многократную экстракцию биомассы, объединение экстрактов, разделение и очистку полученных соединений и выделение целевых продуктов. При этом экстракцию биомассы проводят смесью этанол-хлороформа при их соотношении соответственно (1: 2: 2) - (1:1:2), повторное экстрагирование - этанолом при комнатной температуре и соотношении сырье:этанол (1:1) - (1:3), а последующее - этанолом при температуре кипения и соотношении сырье:этанол (1:3) - (1:5), плотный остаток, полученный после многократных экстракций, высушивают, измельчают и получают белковую кормовую добавку, а экстракты объединяют, фильтруют, упаривают, полученный при этом остаток многократно экстрагируют ацетоном при соотношении остаток: ацетон (1:5) - (1:10), получают осадок, содержащий сапонины и ацетоновый экстракт, содержащий каротиноиды, затем с целью получения целевых продуктов ацетоновый экстракт фильтруют, упаривают до сухого остатка, растворяют остаток в этаноле при соотношении остаток:этанол (1:3), фильтруют и упаривают до получения концентрата каротиноидов, а плотный осадок, содержащий сапонины, растворяют в этаноле при соотношении осадок:этанол (1: 3), раствор упаривают до одной трети исходного объема, фильтруют в горячем виде, фильтрат растворяют в бутаноле при соотношении фильтрат:бутанол (1: 3) - (1:5), раствор фильтруют в горячем виде и упаривают фильтрат до сухого остатка, затем остаток растворяют в этаноле при соотношении остаток:этанол (1:8) - (1:10), фильтруют в горячем виде и фильтрат упаривают до сухого остатка - концентрата сапонинов.

Концентрат каротиноидов содержит 85 - 93% сухого остатка, концентрат сопонинов содержит до 85 - 90% целевого продукта, при этом выход комплекса сапонинов от исходного содержания составляет более 80%, а сухой остаток (шрот) после этанол-хлороформенной и спиртовой экстракции содержит до 95% белка, при этом выход его составляет 75 - 80% от массы сухого вещества.

Пример. Голотурию Cucumaria frondoza, выловленную в зимний период в Баренцевом море, в неразделанном виде измельчают при помощи мясорубки и к 300 г полученного фарша добавляют 600 мл этанола и 600 мл хлороформа. Смесь перемешивают в течение двух часов, отжимают, к полученному экстракту добавляют 600 мл дистиллированной воды, настаивают полученную смесь в течение 8 - 12 ч.

Повторное экстрагирование проводят этанолом при соотношении осадок:этанол (1:3) при комнатной температуре и этанолом при соотношении соответственно (1:3) при температуре кипения.

Полученные экстракты объединяют.

Плотный осадок, полученный при этом, высушивают при температуре от 60 до 80^oC, измельчают до состояния муки. Полученный продукт - белковая кормовая добавка - содержит до 80% белка, при этом выход белковой добавки от массы исходного сырья составляет 78%.

Объединенные экстракты фильтруют, упаривают в роторном испарителе, полученный остаток от 3 до 5 раз экстрагируют ацетоном при соотношении остаток: ацетон (1:5).

В результате получают осадок, содержащий сапонины и ацетоновый экстракт, содержащий каротиноиды.

Для выделения комплекса каротиноидов из ацетонового экстракта, его фильтруют, упаривают досуха и полученный остаток растворяют в этаноле при соотношении остаток: этанол (1:3), охлаждают в течение 8 - 10 ч при температуре -20^oC, фильтруют и полученный фильтрат упаривают до плотного остатка, который содержит концентрат каротиноидов с содержанием целевых продуктов до 90% (содержание сухого остатка 85 - 93%).

Для выделения комплекса сапонинов из плотного осадка, образующегося после ацетоновой экстракции, его растворяют в этаноле при соотношении осадок: этанол (1:3), упаривают раствор до одной трети исходного объема, фильтруют в горячем виде, полученный фильтрат растворяют в бутаноле при соотношении фильтрат:бутанол (1:3), фильтруют в горячем виде и упаривают, полученный остаток растворяют в этаноле при соотношении соответственно (1:8) - (1:10), раствор фильтруют в горячем виде и фильтрат упаривают до сухого остатка, который представляет собой концентрат сапонинов с содержанием целевого продукта до 88% (85 - 90%), при выходе комплекса сапонинов от исходного содержания в сырье более 80%.

При получении сапонинов, каротиноидов и белковой кормовой добавки предложенным способом химический состав исходного сырья определяли стандартными методами на оборудовании фирмы Шимадзу. Идентификацию отдельных фракций, в том числе сапонинов, каротиноидов выполняли при использовании следующих систем растворителей: - хлороформ:метанол 50:50; - хлороформ:метанол:вода 65:30:5; - хлороформ:метанол:аммиак 65:25:5 (аммиак 28%); - хлороформ: ацетон:метанол:уксусная кислота:вода 50:20:10:10:5 и стандартов препаратов фирм Sigma и Merch.

Приводим некоторые характеристики сырья и очищенных продуктов, полученных предлагаемым способом: 1. Исходное сырье (измельченное до однородной массы неразделанное) Белок - 8,05 Жир - 7,40 Влага - 78,23 Зола - 2,61
Сапонины - 18,30
Каротиноиды - 51,60
2. Комплекс сапонинов
(голотурины) - 88,00
3.Каротиноиды
кантаксантин - 39,31
астаксантин - 49,20
4. Белковая кормовая добавка
белок - 76,35.

Предлагаемый способ позволяет комплексно использовать сырье, получая не только комплекс сапонинов, используемых для получения стероидных гормонов и других лекарственных препаратов, обладающих противоопухолевым и иммуномоделирующим действием, антимикробной и антивирусной активностью, но и каротиноиды - пигменты, синтезируемые морскими организмами, которые необходимы в пищевой и кормовой промышленности и широко используются при приготовлении корма для лососевых, а также для выпуска таких продуктов, как крабовые палочки, кроме того, возможно получение белковой кормовой добавки, которая может быть использована при приготовлении корма для рыб и животных или в качестве субстанции для получения таких веществ, как коллаген, используемый в косметике и медицине.

Выход целевого продукта от исходного содержания составляет для комплекса сапонинов более 80%, а белковой кормовой добавки - 78%. Концентрат каротиноидов содержит до 90% целевого продукта.

Формула изобретения

Способ получения комплекса биологически активных продуктов из голотурии Cucumaria frondoza, включающий гомогенизацию сырья, многократное экстрагирование, объединение экстрактов, очистку и последовательное выделение целевых продуктов, отличающийся тем, что экстрагирование биомассы проводят смесью этанол-хлороформа при их соотношении соответственно (1:2:2) - (1:1:2), повторное экстрагирование - этанолом при комнатной температуре и соотношении сырье : этанол (1:1) - (1:3), а последующее - этанолом при температуре кипения и соотношении сырье : этанол (1:3) - (1:5), плотный остаток, полученный после многократных экстракций, высушивают, измельчают и получают белковую кормовую добавку, а экстракты объединяют, фильтруют, упаривают, полученный при этом остаток многократно экстрагируют ацетоном при соотношении остаток : ацетон (1:5) - (1:10) и получают осадок, содержащий комплекс сапонинов и ацетоновый экстракт, содержащий каротиноиды, затем ацетоновый экстракт фильтруют и упаривают до сухого остатка, растворяют остаток в этаноле при соотношении остаток : этанол 1:3, фильтруют и упаривают до получения концентрата каротиноидов, а плотный осадок, содержащий комплекс сапонинов, растворяют в этаноле при соотношении осадок : этанол 1:3, упаривают до одной трети исходного объема, фильтруют в горячем виде, фильтрат растворяют в бутаноле при соотношении фильтрат : бутанол (1:3) - (1:5), фильтруют в горячем виде и упаривают фильтрат до сухого остатка, затем остаток растворяют в этаноле при соотношении остаток : этанол (1:8) - (1:10), фильтруют раствор в горячем виде и фильтрат упаривают до сухого остатка - концентрата комплекса сапонинов, при этом полученный продукт дополнительно содержит каротиноиды.