Способ получения пигмента-меланина из базидиоспор трутовых грибов


 


Владельцы патента RU 2565178:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к природному пигменту меланину, который может быть использован в пищевой, легкой и фармацевтической промышленности. Описывается способ получения пигмента меланина из базидиоспор трутовых грибов. Способ заключается в том, что предварительно плодовые тела трутовых грибов заселяют жуками-грибоедами для предобработки на 20-30 дней. Полученную массу обрабатывают этиловым спиртом с последующим отделением спиртового экстракта центрифугированием. Полученный при этом осадок подвергают кипячению с водой при массовом соотношении 1:20 в течение 2-х часов. Предложенный способ обеспечивает повышение выхода меланина и улучшение его качества за счет повышения концентрации его парамагнитных центров (ПМЦ -5,1·1017 спин/г) по сравнению с меламином, полученным без указанной предварительной обработки плодовых тел трутовых грибов. 2 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к пищевой, легкой и фармацевтической промышленности и может быть использовано в производстве безалкогольных и кондитерских изделий, а также при производстве БАД и лекарственных средств.

Известен способ получения водорастворимого меланина из виноградных выжимок /Патент СССР №939446. C07G 17/00, 1982 г./, включающий предварительную обработку спиртом и ультразвуком, экстракцию измельченного сырья, очистку экстракта от взвесей центрифугированием и удаление экстрагента выпариванием до получения сухого продукта.

Известен способ получения меланина /Международная заявка № WO 2009IN00703, С12Р 21/06 2010 г./ из штамма гриба Gliocephalotrichum симплексной МТСС No:5489 путем выращивания грибов в среде культуры, уборки клеток питательной среды, извлечения и очистки меланина от питательной среды и грибковых биомасс.

Известен способ получения меланина /Патент Украины №82960 А61К 36/06; С07К 5/00, 2008 г./, предусматривающий использование гриба чага как производителя. Включает посев на пивное сусло, культивацию и стимуляцию роста. При подготовке посева для стимуляции роста грибок облучают красным светом (длина волны составляет 660 Нм) в дозе 230 МДж/см2, с последующей гомогенизацией. После глубинного культивирования гриб облучают голубым светом (длина волны 488 нм) за весь период брожения.

Ближайшим аналогом является способ получения меланина из различных трутовых грибов (Сушинская Н.В., Кукулянская Т.А., Курченко В.П., Шостак Л.М. Физико-химические свойства и получение меланинов из базидиомицетов // Труды БГТУ. Cep.IV. - 2004. - Вып. XII. - С.193-197). Плодовые тела грибов, а также вегетативные формы чаги (наросты) измельчали до размеров 0,5-2 мм и сушили при температуре 40-45°С до постоянной массы. Для удаления липидов измельченное сырье обрабатывали смесью гексан-изопропанол (1:1) при соотношении субстрат - растворитель 1:10 в течение 24 ч и фильтровали через капроновую мембрану. Остатки смеси растворителей удаляли на роторном испарителе при температуре 30°С. Меланины экстрагировали из обезжиренного сырья 0,1 N NaOH при 45-50°С в течение 2 ч. Твердый остаток отделяли фильтрованием через капроновую мембрану. Полученный фильтрат подкисляли 1N HCl до рН 1,5, в результате чего меланин образовывал хлопьевидный осадок, который отделяли центрифугированием в течение 15 мин при 10000 g и растворяли в 0,1 N NaOH. Процедуру кислотного переосаждения проводили трижды, после чего полученный пигмент растворяли в 0,01 N NaOH и диализовали против воды до нейтральной pH. Полученный препарат сушили на лиофильной установке (Сушинская, 2004).

Недостатком известных способов является ограниченность высококачественного сырья (трутовых грибов) и невысокий выход пигмента (из гриба F. fomentarius выход пигмента составляет 7-8%).

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения коричневого пигмента из доступного сырья - трутовиков, в частности, трутовика настоящего (Fomes fomentarius (Fr.)), с максимальным выходом пигмента при использовании жуков-грибоедов.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения пигмента меланина из базидиоспор трутовых грибов, включающего измельчение плодовых тел трутовика настоящего, экстракцию, осаждение меланина, разделение фаз фильтрацией, предварительно плодовые тела трутовых грибов заселяют жуками-грибоедами для предобработки на 20-30 дней, полученную массу обрабатывают этиловым спиртом, с последующим отделением спиртового экстракта центрифугированием и кипячением полученного при этом осадка с водой при массовом соотношении 1:20 в течение 2-х часов.

Используя прием биологического освобождения меланина из трутовых грибов жуками-грибоедами можно повысить концентрацию пигмента в субстрате. Жуки-грибоеды относятся к семейству Mycetophagidae. Жуки и их личинки преимущественно мицетофаги. Развиваются в лесной подстилке, гнилой древесине, в плодовых телах трутовых грибов. Мировая фауна включает более 20 родов и свыше 200 видов. Около 10 родов и 50 видов свойственно Северной Палеарктике. В фауне Восточной Сибири отмечено два вида, близких по эколого-биологическим особенностям / Плешанова Г.И., Плешанов А.С. Практический определитель синантропных насекомых Восточной Сибири, Иркутск, 2006. Изд-во Института географии СО РАН, 2006, - 72 с./.

Способ осуществляется следующим образом

В качестве сырья используют трутовики, в частности трутовик настоящий F. fomentarius (трутовик настоящий как наиболее часто встречающийся в сибирских лесах). Трутовики используются после переработки (питания) жуками-грибоедами (Mycetophagus ischischerini Rit). Жуки-грибоеды, поедая мицелий в плодовом теле трутовика, не используют базидиоспоры, находящиеся в коричневом гименофоре, в то же время разрыхляют его. В гименофоре грибов и базидиоспорах сосредоточено наибольшее количество пигмента меланина. Перерабатывая мицелий и разрыхляя гименофор, жуки-грибоеды высвобождают пигмент из внутренних структур плодового тела. Находящийся меланин в мицелии плодового тела также не усваивается жуками и сосредотачивается в экскрементах, тем самым увеличивает общую концентрацию пигмента. В итоге после переработки плодовых тел трутовика жуками-грибоедами получается сыпучий коричневый порошок, состоящий из мелких фрагментов мицелия, гименофора, базидиоспор и зерноподобных экскрементов жуков-грибоедов. Обогащенный меланином порошок после обработки этиловым спиртом и горячей водой экстрагируют раствором щелочи. Экстракт обрабатывают соляной кислотой. Пигмент меланин после переосаждения очищают методом диализа в постоянно меняющемся потоке в течение 48 часов и сушат. Очищенный препарат пигмент меланин по внешнему виду порошок темно-коричневого цвета без вкуса и запаха. Предельная растворимость в воде составляет 95%. Он растворим также в слабощелочном растворе и не растворим в органических растворителях.

Пример 1. Получение меланина без предварительной обработки.

Берут навеску измельченных плодовых тел трутовика настоящего, например 20 г, и в течение 5 часов обрабатывают 200 мл этилового спирта. Спиртовой экстракт отделяют центрифугированием. Осадок кипятят при соотношении 1:20 исходного субстрата - воды в течение 2 часов. После центрифугирования осадок экстрагируют 0,5 N раствором NaOH в течение 24 часов при температуре 25-28°С. Щелочной экстракт обрабатывают соляной кислотой. Осадок после центрифугирования растворяют 0,1 N раствором NaOH. Переосаждение соляной кислотой проводят трижды, после чего раствор нейтрализуют до рН 7,0, диализуют в постоянно меняющемся потоке воды в течение 48 часов. Выход пигмента-биополимера составляет 1,58 г из 20 г трутовиков или 7,9%. Концентрация парамагнитных центров (ПМЦ) - 3,6·1016 спин/г.

Пример 2. Получение меланина с предварительной обработкой плодовых тел с признаками заселения жуками-грибоедами (из плодовых тел высыпаются мелкие фрагменты и экскременты жуков) и целых без признаков заселения, помещают в картонные или стеклянные контейнеры на 20-30 дней. Жуки, питаясь, разрушают плодовые тела с образованием порошкообразной сыпучей массы коричневого цвета, состоящей из мелких фрагментов мицелия, гименофора, базидиоспор и экскрементов жуков-грибоедов. Полученную массу, из расчета 20 г, течение 5 часов обрабатывают 200 мл этилового спирта. Спиртовой экстракт отделяют центрифугированием. Осадок кипятят при соотношении 1:20 исходного субстрата - воды в течение 2 часов. После центрифугирования осадок экстрагируют 0,5 N раствором NaOH в течение 24 часов при температуре 25-28°С. Щелочной экстракт обрабатывают соляной кислотой. Осадок после центрифугирования растворяют 0,1 N раствором NaOH. Переосаждение соляной кислотой проводят трижды, после чего раствор нейтрализуют до рН 7,0, диализуют в постоянно меняющемся потоке воды в течение 48 часов. Выход пигмента-биополимера составляет 2,65 г из 20 г порошкообразной массы трутовиков или 13,25%. Концентрация парамагнитных центров (ПМЦ) - 5,1·1017 спин/г.

Инфракрасные (ИК-) спектры меланина из трутовиков зарегистрированы по стандартной методике (суспензия в вазелиновом масле) на Фурье ИК-спектрометре IP 8-66 (фирмы Broker) в области 400-4000 см1 с разрешением 1 см1 и погрешностью определения интенсивности 1% /Огарков Б.Н. Mycota - основа многих биотехнологий, Иркутск, 2011/.

Из примеров видно, что предварительная обработка повышает выход меланина и концентрацию ПМЦ, что значительно увеличивает качество препарата.

Предлагаемый способ получения пигмента меланина из доступного растительного сырья с повышенным выходом качественного меланина при использовании биологических особенностей жуков-грибоедов, упрощающих технологию получения продукта.

Пигмент можно использовать в качестве пищевого красителя, БАД к пище, основы для производства лекарственных препаратов, фармакологии и в других областях.

Способ получения пигмента меланина из базидиоспор трутовых грибов, включающий измельчение плодовых тел трутовика настоящего, экстракцию, осаждение меланина, разделение фаз фильтрацией, отличающийся тем, что предварительно плодовые тела трутовых грибов заселяют жуками-грибоедами для предобработки на 20-30 дней, полученную массу обрабатывают этиловым спиртом с последующим отделением спиртового экстракта центрифугированием и кипячением полученного при этом осадка с водой при массовом соотношении 1:20 в течение 2-х часов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу получения красителя из плодов тутового дерева, используемого в медицине, фармацевтической промышленности, в частности при окраске гистологических препаратов и лекарственных форм.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к пищевому красителю для окрашивания продуктов с большим содержанием воды в черные цвета. Пищевой краситель выполнен в форме дисперсионной системы, включающей частицы растительного угля, эмульгатор- Полисорбат 80 и водорастворимое вязкое вещество.
Изобретение относится к способу получения транс-фукоксантинола из кристаллического фукоксантина, который включает применение липазы, полученной из поджелудочной железы свиньи, растворение фукоксантина в этиловом спирте до полного растворения, введение альбумина и хлористого кальция в раствор, выдерживание смеси 5-10 часов при последующем соотношении компонентов, г: Спиртовой 10%-ный раствор кристаллического фукоксантина 0,8-8,0 Липаза, выделенная из поджелудочной железы свиньи 0,01-0,5 4%-ный раствор хлористого кальция 1,0-10,0 Альбумин 0,01-0,1 Фосфатный буфер 105-525 .

Изобретение относится к защите от окисления натуральных красителей посредством солюбилизата. Солюбилизат содержит по меньшей мере, один натуральный краситель, нерастворимый или трудно растворимый в воде, по меньшей мере, один эмульгатор с гидрофильно-липофильным балансом от 8 до 19, по меньшей мере, один водорастворимый антиокислитель и, по меньшей мере, один жирорастворимый антиокислитель.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к изготовлению пищевых концентратов полифенолов из выжимок винограда. Способ получения предусматривает смешивание виноградных выжимок с этиловым спиртом, отделение экстракта от твердой фазы и его концентрацию под вакуумом.

Изобретение относится к натуральным красителям из растительного природного окрашенного сырья, в частности к способу получения натурального каротиноидно-антоцианового красителя, предназначенного для окрашивания пищевых продуктов.

Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности для производства натуральных антоциановых красителей. Способ получения антоцианового красителя из выжимок темных сортов ягод включает смешивание высушенного и измельченного сырья с экстрагентом - смесь воды и глицерина, взятых в массовом соотношении 1÷3, экстрагирование осуществляют при 90-98°С в течение 0,5-1 ч при перемешивании.
Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к способу получения жирорастворимого пищевого красителя для окрашивания пищевых продуктов, а также к жирорастворимому пищевому красителю, полученному указанным способом.
Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности, а именно в получении натуральной пищевой добавки - хлорофилла. Способ получения хлорофилла из высших водных растений включает мойку растительного сырья, измельчение, сушку сырья, экстракцию смесью гексана с этиловым спиртом, фильтрацию, отгонку растворителя, смешивание хлорофилла с маслом или с раствором NaOH в этаноле, и отделение хлорофилла в виде раствора.
Изобретение относится к красителям растительного происхождения, получаемым из окрашенной части растительных видов, клеточные ткани которой содержат иридисомы, ответственные за окрашивание указанной части.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу получения смеси пищевых порошков из растительного сырья. В качестве растительного сырья используют томаты, морковь и сельдерей. Томаты режут на пластины толщиной 5-8 мм, укладывают на сетчатый поддон в 1 слой и подвергают сушке ИК-лучами в течение 150-180 мин. Морковь и сельдерей режут на брусочки сечением 7×7 мм, по отдельности укладывают на сетчатый поддон в 1 слой толщиной 10-15 мм и подвергают ИК-сушке в течение 120-150 мин. ИК-сушку проводят в импульсном режиме нагрев-охлаждение с плотностью потока удельной энергии 12-15 кВт/м2 и диапазоном длин волн 1,2-2,4 мкм до достижения предельной температуры равной 55-65°C. В результате обработки понижается влажность томатов, моркови составляет 6-8%. Затем ИК сушеные томаты, морковь и сельдерей измельчают в роликовой планетарной мельнице проточного типа до размеров частиц в среднем 146 мкм и смешивают порошки в соотношении 80% порошка томата, 11,5% порошка моркови, 8,5% порошка сельдерея. Полученная смесь порошков из растительного сырья обладает высокой пищевой ценностью и повышенными органолептическими свойствами.

Изобретение относится к способам получения натуральных красителей из природного сырья и может быть использовано в пищевой, а также в парфюмерной и текстильной промышленности. В качестве сырья используется кора лиственницы (чаще всего лиственницы Гмелина). Способ включает измельчение коры лиственницы и его водную очистку с последующим первичным экстрагированием в талой воде при температуре 18±2°C в течение 12±2 часов и вторичным экстрагированием без применения химических добавок при температуре 80±10°C в течение 45-60 мин, при этом соотношение количества коры к воде по массе составляет от 1:10 до 1:8. Далее проводят фильтрацию горячего экстракта и сушку до получения сухого остатка при температуре от 15±2°C до 70±2°C в течение 22-24 часов в зависимости от требуемой цветовой гаммы получаемого красителя. Выпаренный сухой остаток измельчается до порошкообразного состояния и упаковывается в таком виде. Кроме того, экстракт после охлаждения может храниться в жидком виде в закрытой непрозрачной таре. По заявленному решению при минимальных энергозатратах получают экологически чистый и устойчивый краситель, причем без применения дополнительных химических реагентов и с сохранением биологически активных веществ, а использованная кора может применяться для удобрения или мульчирования обедненных почв, что способствует безотходному технологическому процессу. 2 табл.
Наверх