Способ получения воска и стеринов из морской звезды patiria pectinifera



Способ получения воска и стеринов из морской звезды patiria pectinifera
Способ получения воска и стеринов из морской звезды patiria pectinifera
Способ получения воска и стеринов из морской звезды patiria pectinifera

Владельцы патента RU 2601311:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) (RU)

Изобретение относится к способу получения воска и стеринов из морской звезды Patiria pectinifera. Способ включает экстракцию сырья 96% раствором этилового спирта, процедуру повторяют трижды, объединенные экстракты упаривают, затем полученный концентрат разбавляют дистиллированной водой до содержания этилового спирта 20-30%, далее полученный раствор фильтруют и пропускают через колонку с DEAE-целлюлозой, уравновешенную 30% раствором этилового спирта, посторонние примеси отмывают градиентом этилового спирта (40→55%), а фракцию, содержащую воск и стерины, элюируют с сорбента градиентом этилового спирта (65→96%); затем элюат упаривают, концентрированный остаток растворяют в 96% этиловом спирте, фильтруют, далее полученный раствор вымораживают при температуре -18 - -20°C в течение 24 ч; затем выпавший осадок центрифугируют, промывают холодным 96% этиловым спиртом, высушивают на воздухе; затем полученный белый порошок, содержащий суммарную фракцию воска и стеринов, наносят на хроматографическую колонку с силикагелем и элюируют воск гексаном, далее элюат упаривают в вакууме и сушат, затем элюируют стерины градиентом гексан → ацетон, элюат упаривают в вакууме и сушат. Изобретение обеспечивает расширение спектра биологически активных веществ, получаемых из морской звезды Patiria pectinifera. 3 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к технологии переработки природных объектов и касается способа получения воска и стеринов из морской звезды Patiria pectinifera.

Воски представляют собой сложные эфиры высших жирных кислот и высших высокомолекулярных спиртов и могут быть минерального, животного, растительного и морского происхождения. Воски устойчивы к действию света, окислителей, нагреванию. Они применяются для уплотнения мазевых основ, кремов [RU 2277410 С2, 20.01.2006; RU 2290170 С1, 27.12.2006; RU 2480199 С2, 20.01.2013], повышают вязкость жиров и углеводов [RU 2167536 С1, 27.05.2001]. Воски используются в составе пищевых композиций [RU 2100938 С2, 10.01.1998; RU 2302743 С2, 20.07.2007; RU 2476076 С2, 27.02.2013], в составе фармацевтических и лечебно-профилактических средств [RU 2396081 С1, 10.08.2010; RU 2497376 С2, 10.11.2013], в составе сельскохозяйственной композиции в качестве кондиционирующего агента [RU 2291847 С2, 20.01.2007].

Среди животных восков одним из наиболее значимых является спермацет, который добывали из черепных полостей и тела кашалота и некоторых других видов китов [Wellendorf М. // Nature. 1963. V. 198. Р. 1086-1087]. Спермацет широко используется в парфюмерно-косметической промышленности. Он оказывает противовоспалительное, регенерирующее, ранозаживляющее, защитное действие, входит в состав биологически активных добавок [RU 2102062 С1, 20.01.1998; RU 2238092 С2, 20.10.2004; RU 2161887 С1, 20.01.2001]. В связи с запретом на китобойный промысел природный спермацет в составе кремов и мазей чаще всего заменяют импортными синтетическим цетилпальмитатом или киталаном.

Стерины - гидроароматические нейтральные спирты, являющиеся производным стероидов. Известны зоостерины, фитостерины и микостерины. Значительное количество стеринов содержится в гидробионтах: моллюсках, голотуриях, а также в спермацете кашалотов [Drazen J.C. // Comp. Biochem. and Physiol. 2008. V. 151 В. P. 79-87; Кандюк Р.П. // Экологические проблемы Черного моря: Сб. научн. ст./ ОЦНТЭИ; Одесса: ОЦНТЭИ. 1999. с. 330; Morris R.J. // Deep-Sea Research. 1973. V. 20. P. 911-916], и в ряде растительных объектов [RU 2015150 С1, 30.06.1994; RU 2238291 С1, 20.10.2004]. Стерины используются для приготовления медицинских, косметологических препаратов, БАД к пище [RU 2271820 С1, 20.03.2006; RU 2283318 С1, 10.09.2006; RU 2205015 С2, 27.05.2003; RU 2188563 С2, 10.09.2002; RU 2303373 С2, 27.07.2007; RU 2426452 С2, 20.08.2011].

Известен способ получения липидов, стеролов и жирно-кислотных композиций из голотурий и офиур [Drazen J.C. // Comp. Biochem. and Physiol. 2008. V. 151 В. P. 79-87]. Сущность способа состоит в следующем. У всех образцов удаляют внутренности, образцы лиофильно высушивают, измельчают, экстрагируют системой метанол-хлороформ-вода (2:1:0,8), фазы разделяют добавлением смеси хлороформ-вода. Экстракт концентрируют при температуре 40°C. Фракции разделяют методом двумерной бумажной хроматографии, получают воски, стеролы, свободные жирные кислоты и фосфолипиды. Фракции анализируют спектрофотометрическими методами.

Известен способ получения цетилпальмитата из кораллов Madrepora cervicornis [Lester D. et al. // J. Org. Chem. 1941. V. 6. P. 120-122]. Кораллы измельчают, экстрагируют в аппарате Сокслета ацетоном в течение 24 часов. Экстракт концентрируют и охлаждают. Выпавший кристаллический осадок фильтруют, промывают разбавленным ацетоном и высушивают в вакууме, затем перекристаллизовывают из ацетона.

Вышеописанные способы являются лабораторными и для промышленного производства непригодны (используются токсичные и пожароопасные реактивы). Полученные продукты применяют в лабораторных структурных исследованиях.

Среди морских гидробионтов перспективным источником биологически активных веществ являются морские звезды. Наличие в их пищевом рационе широкого диапазона различных субстратов обеспечивает возможность накопления в организме этих иглокожих разных по природе биологически активных соединений, не являющихся продуктом их собственного биосинтеза.

Известен способ получения ненасыщенных жирных кислот и стерола (эргоста-7, 22-диен-3-ола) из морской звезды Marthasterias glacialis [Pereira D.M. et al. // PLoS ONE. 2014 V. 9. N. 2. P. е8834]. Сущность этого способа состоит в следующем. Образцы замораживают, лиофильно высушивают и измельчают. Порошок экстрагируют системой ацетон-метанол (7:3) до полного обесцвечивания порошка. Экстракт помещают в делительную воронку с равным количеством смеси эфир-гексан (1:1). Добавляют 5% раствор NaCl в эквивалентном объеме. Смесь разделяют на две фазы. Верхнюю органическую фазу промывают водой и упаривают досуха. Состав фракций определен методом хромато-масс-спектрометрии с использованием газовой хроматографии. Метод лабораторный, для промышленного производства непригоден.

Способов одновременного получения восков и стеринов из морских звезд в доступной патентной и другой научно-технической литературе не обнаружено.

Одним из наиболее распространенных видов морских звезд залива Петра Великого Японского моря является Patiria pectinifera. Эти хищные иглокожие в массовом количестве скапливаются возле марикультурных огородов. Известно использование этого вида морских звезд для производства каротиноидных препаратов [RU 2469732 С1, 20.12.2012] и коллагена [RU 2509775 С1, 20.03.2014].

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в расширении спектра биологически активных веществ, получаемых из Patiria pectinifera.

В результате осуществления изобретения получают три продукта.

1. Комплекс воска и стеринов, который может служить основой для разработки новых фармацевтических и лечебно-профилактических средств, а также новых БАД к пище.

2. Воск - основа для уплотнения мазевых основ, кремов, смягчения и улучшения эластичности пищевых композиций.

3. Стерины - биологически активные вещества в составе фармацевтических композиций и БАД к пище, применяемые для профилактики и в комплексной терапии атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний.

Заявляемый способ получения воска и стеринов из морской звезды Patiria pectinifera характеризуется простотой, технологичностью, использованием стандартного оборудования, доступных недорогих реактивов, воспроизводимостью, наличием достаточного количества возобновляемых сырьевых ресурсов.

Способ заключается в следующем.

В качестве сырья используют свежевыловленных или замороженных, или законсервированных морских звезд Patiria pectinifera. Сырье сортируют, отделяют от посторонних примесей и морских гидробионтов других видов, помещают на сетчатый фильтр, промывают морской или пресной технической водой от песка и ила, подсушивают потоком воздуха при температуре 18-24°C. Замороженных морских звезд предварительно размораживают, сортируют, промывают, водой на сетчатом фильтре и подсушивают.

Подготовленное сырье заливают 96% этиловым спиртом при соотношении сырье : экстрагент 1:(1-1,2), оставляют на экстракцию в течение 18-24 ч. Экстракцию повторяют трижды. Экстракты объединяют, упаривают в вакууме при температуре 60°C. Полученный концентрат разводят дистиллированной водой до содержания этилового спирта 20-30%. Затем водно-этанольный раствор фильтруют через тканевой фильтр и наносят на ионообменную колонку с DEAE-целлюлозой, уравновешенную 30% этиловым спиртом. Колонку предварительно отмывают от сопутствующих примесей градиентом этанола (40→55%). Затем элюируют липидную фракцию градиентом этанола (65→96%). Полученный раствор (элюат) упаривают в вакууме при температуре 60-70°C до полного удаления растворителя. Остаток растворяют в 96% этиловом спирте, раствор фильтруют через бумажный фильтр или центрифугируют и помещают в холодильник при -18 - -20°C на 24 ч для вымораживания из этанольного раствора соединений липидной природы (восков, стеринов). Образовавшийся осадок отделяют центрифугированием при -18 - -20°C, промывают холодным 96% этиловым спиртом и сушат от остатка этанола на воздухе. Получают белый порошок - суммарный препарат восков и стеринов. Выход продукта составляет 3% от веса исходного сырья.

Полученный белый порошок наносят сухим способом на хроматографическую колонку с силикагелем. Колонку промывают гексаном, а затем градиентом гексан → ацетон в соотношении (8:2→7:3). Фракция, элюируемая гексаном, содержит природный воск. Методом хромато-масс-спектрометрии с использованием газовой хроматографии установлено, что полученный природный воск морской звезды P. pectinifera преимущественно имеет молекулярный ион с молекулярной массой 518 Да (С35Н66О2), что соответствует гептадеканолу линолевой кислоты.

Фракция, элюируемая градиентом гексан → ацетон, содержит смесь стеринов. Анализ полученных соединений выполняли методом хромато-масс-спектрометрии с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЖХ). Определен качественный состав фракции стеринов: холеста-2,4-диен; эргоста-7,22-диен-3-ол; ацетат стигмаста-5,22-диен-3-ола; стигмаст-5-ен-3-ол.

Хромато-масс-спектрометрию с использованием газовой хроматографии (ГХ/МС) проводили на газовом хроматографе НР-6890 с масс-спектрометрической приставкой НР-5973, капиллярной колонкой HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane 30m. Хромато-масс-спектрометрию с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЖХ/МС) проводили на LS-MS 2010 Shimadzu.

На фиг. 1 представлена хромато-масс-спектрометрия суммарного препарата воска и стеринов морской звезды P. pectinifera.

A. ГХ спектр суммарного препарата воска и стеринов. Пики со временем удерживания 15.29, 18.12, 18.78, 21.93 мин соответствуют стеринам; пик 30.86 мин - воска.

B. МС спектр пика воска со временем удерживания 30.86 мин.

На фиг. 2 представлена хромато-масс-спектрометрия с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЖХ спектр фракций стеринов морской звезды P. pectinifera).

На фиг. 3 представлены МС спектры фракций стеринов морской звезды Р. pectinifera (пики 1-4 фиг. 2). 1. Холеста-2,4-диен; 2. Эргоста-7,22-диен-3-ол; 3. Ацетат стигмаста-5,22-диен-3-ола; 4. Стигмаст-5-ен-3-ол.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

ПРИМЕР

Сырье - свежевыловленных морских звезд вида Patiria pectinifera в количестве 1,0 кг очищают от посторонних примесей, помещают на сетчатый фильтр, промывают морской или технической пресной водой от песка и ила и подсушивают, при необходимости, потоком воздуха при температуре 18-24°C.

Подготовленное сырье загружают в эмалированный реактор, или полимерную емкость, или другую, разрешенную для контакта с пищевыми продуктами, и заливают 96% этиловым спиртом «под зеркало» (1-1,2 л). Экстракция происходит в течение 20 ч. Полученный этанольный экстракт сливают в накопительную емкость. Повторяют процесс экстракции трехкратно. Объединенный этанольный экстракт упаривают в вакууме при температуре 60°C. Отгон этилового спирта возвращают на повторное экстрагирование сырья.

Концентрат доводят дистиллированной водой до содержания этилового спирта 25%. Водно-этанольный раствор фильтруют через тканевой фильтр и наносят на ионообменную колонку с DEAE-целлюлозой, уравновешенную 30% этиловым спиртом. Колонку последовательно отмывают от сопутствующих примесей ступенчатым градиентом этанола (40→55%). Фракцию, содержащую воск и стерины, элюируют с сорбента градиентом этанола (65→96%). Полученный элюат упаривают в вакууме при температуре 60-70°C. Концентрированный остаток растворяют в небольшом количестве 96% этилового спирта. Полученный раствор фильтруют через бумажный фильтр или центрифугируют и помещают в холодильник при -19°C на 24 ч. Выпавший на холоде осадок, содержащий воск и стерины, отделяют центрифугированием при -19°C, промывают холодным 96% этиловым спиртом (-19°C) и высушивают на воздухе. Получают белый порошок, содержащий суммарную фракцию воска и стеринов (30 г).

Для разделения воска и стеринов полученный белый порошок (30 г) наносят сухим способом на хроматографическую колонку с силикагелем. Колонку промывают гексаном, элюат упаривают в вакууме. Получают 17 г природного воска. Затем колонку элюируют градиентом гексан → ацетон в соотношении (8:2→7:3). После упаривания получают смесь стеринов в количестве 10 г.

Способ получения воска и стеринов из морской звезды Patiria pectinifera, характеризующийся тем, что сырье промывают водой и подвергают экстракции 96% раствором этилового спирта в течение 18-24 ч при соотношении сырье:экстрагент 1:(1-1,2), процедуру повторяют трижды, объединенные экстракты упаривают, полученный концентрат разбавляют дистиллированной водой до содержания этилового спирта 20-30%, далее полученный раствор фильтруют и пропускают через колонку с DEAE-целлюлозой, уравновешенную 30% раствором этилового спирта, посторонние примеси отмывают градиентом этилового спирта (40→55%), а фракцию, содержащую воск и стерины, элюируют с сорбента градиентом этилового спирта (65→96%); затем элюат упаривают в вакууме при температуре 60-70°C, концентрированный остаток растворяют в 96% этиловом спирте, фильтруют, далее полученный раствор вымораживают при температуре -18 - -20°C в течение 24 ч; затем выпавший осадок центрифугируют при -18 - -20°C, промывают холодным 96% этиловым спиртом, высушивают на воздухе; затем полученный белый порошок, содержащий суммарную фракцию воска и стеринов, наносят на хроматографическую колонку с силикагелем и элюируют воск гексаном, далее элюат упаривают в вакууме и сушат, затем элюируют стерины градиентом гексан → ацетон (8:2→7:3), элюат упаривают в вакууме и сушат.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности. Масло арбузных семян получают обработкой арбузных семян, собранных в сентябре, методом сверхкритической флюидной экстракции, при этом используют высушенные арбузные семена, измельченные до частиц размером 2,0-4,0 мм, а экстракцию проводят в течение 50 минут при давлении 300 атмосфер, температуре 40°С и скорости потока диоксида углерода 40 г/мин.

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к составу, подходящему для получения стильбенов, способу его получения, способу выделения стильбенов из сырового таллового масла, сложному эфиру смоляной кислоты и пиносильвина или его простому монометиловому эфиру.

Изобретение относится к способу выделения алкил-глицериновых эфиров, обладающих высоким биологическим действием, из морских жиров. .
Изобретение относится к способам очистки воска с помощью теплового излучения. .

Изобретение относится к химической переработке древесины и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях и в целлюлозно-бумажной промышленности для переработки коры сосны с получением хвойного воска, проантоцианидинов, пектина и активного угля.
Изобретение относится к способу выделения воска из продуктов переработки и очистки растительных масел. .
Изобретение относится к области заготовки продуктов животноводства, а именно к выделению шерстного жира из жиропота шерсти тонкорунных овец. .

Изобретение относится к химической переработке древесины и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях и в целлюлозно-бумажной промышленности для переработки коры кедра с получением хвойного воска, антоцианидинового красителя, пектина и активного угля.
Изобретение относится к химической переработке древесины, а именно коры ели с получением хвойного воска, дубильных веществ и активного угля. .

Изобретение относится к химической переработке древесины и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях и в целлюлозно-бумажной промышленности для переработки коры ели с получением хвойного воска, антоцианидинового красителя, пектина и активного угля.

Изобретение относится к биохимии. Описан способ стимулирования естественной защиты и индуцирования устойчивости к болезни, вызываемой Candidatus Liberibacter asiaticus, у цитрусовых растений (Huanglongbing), характеризующийся нанесением на растения соединения брассиностероида.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к применению ланохолестероловой фракции из шерстного жира в качестве биоэмульгатора для косметических антивозрастных средств.

Изобретение относится к способам сохранения целостности пептидов в пищеварительном канале путем применения хенодезоксихолевой кислоты, урсодезоксихолевой кислоты, гликодезоксихолевой кислоты, гликохенодезоксихолевой кислоты или бигуанида, которые ингибируют одну или более сериновые протеазы кишечника.

Изобретение относится к безопасному для окружающей среды «зеленому» способу непрерывной очистки триацилглицеролов с использованием порошкообразного, гранулированного или прессованного адсорбента, который применяют или в процессе химической, или в процессе физической очистки пищевых масел и жиров, каждый из которых обычно используется для очистки триацилглицеролов.

Изобретение относится к антиоксиданту, содержащему производное циклоланостана, выбранного из 9,19-циклоланостан-3-ола и 24-метилен-9,19-циклоланостан-3-ола, и производное лофенола, выбранного из 4-метилхолест-7-ен-3-ола, 4-метилэргост-7-ен-3-ола и 4-метилстигмаст-7-ен-3-ола, в концентрации по меньшей мере 0,0001% масс.

Изобретение относится к новым соединениям или его фармацевтически приемлемым солям, где соединение имеет формулу I, которые обладают активностью в отношении вируса гепатита С ("HCV").

Изобретение относится к области органической химии и химии природных соединений, конкретно - химии экдистероидов (гормонов линьки и метаморфоза насекомых и ракообразных).

Изобретение относится к химии природных соединений, конкретно - к улучшенному синтезу экдистероидов - гормонов линьки насекомых. .

Изобретение относится к рацемическому 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13α-эстра-1,3,5(10),8,15-пентаен-17-ону формулы , который используют в качестве индуктора липопротеидов высокой плотности, а также к способу его получения.

Изобретение относится к способу получения воска и стеринов из морской звезды Patiria pectinifera. Способ включает экстракцию сырья 96 раствором этилового спирта, процедуру повторяют трижды, объединенные экстракты упаривают, затем полученный концентрат разбавляют дистиллированной водой до содержания этилового спирта 20-30, далее полученный раствор фильтруют и пропускают через колонку с DEAE-целлюлозой, уравновешенную 30 раствором этилового спирта, посторонние примеси отмывают градиентом этилового спирта, а фракцию, содержащую воск и стерины, элюируют с сорбента градиентом этилового спирта ; затем элюат упаривают, концентрированный остаток растворяют в 96 этиловом спирте, фильтруют, далее полученный раствор вымораживают при температуре -18 - -20°C в течение 24 ч; затем выпавший осадок центрифугируют, промывают холодным 96 этиловым спиртом, высушивают на воздухе; затем полученный белый порошок, содержащий суммарную фракцию воска и стеринов, наносят на хроматографическую колонку с силикагелем и элюируют воск гексаном, далее элюат упаривают в вакууме и сушат, затем элюируют стерины градиентом гексан → ацетон, элюат упаривают в вакууме и сушат. Изобретение обеспечивает расширение спектра биологически активных веществ, получаемых из морской звезды Patiria pectinifera. 3 ил., 1 пр.

Наверх