Способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом

Изобретение относится к фармацевтической, косметической и пищевой промышленности и касается способа переработки морских водорослей. Способ переработки морских бурых водорослей, включающий дробление сырья, гомогенизацию смеси сырья в растворе с последующим извлечением водорастворимых биологически активных веществ за счет фильтрации и сушки, при этом сырье предварительно промывают водой, насыщенной озоном, гомогенизацию сырья проводят в растворе, представляющем собой воду с хлористым кальцием в концентрации его в растворе от 0,25 до 1%, дополнительное измельчение дробленых водорослей проводят в смеси сырья в растворе при оборотах роторно-пульсационного гомогенизатора, составляющих от 10 до 50% максимальных оборотов двигателя, при этом в ходе предварительной гомогенизации осуществляют порционную загрузку в гомогенизатор в пределах от 10 до 30% от общего количества смеси, после завершения загрузки и предварительной гомогенизации увеличивают частоту вращения роторно-пульсационного гомогенизатора и гомогенизируют смесь до 5 часов при температуре смеси не выше 75°С, при этом после стадии гомогенизации проводят криодеструкцию гомогената при температуре от минус 18 до минус 20 градусов в течение 20-48 часов, для чего гомогенат размещают в емкости от 0,5 до 10 л, после криодеструкции замороженный гомогенат оттаивают, после расслоения гомогената отделяют жидкость от осадка, осадок фильтруют под давлением и полученную жидкость смешивают с жидкостью, полученной на предыдущей стадии, жидкую фазу концентрируют на мембранной ячейке, удаляют хлористый кальций, осадок и жидкость сушат. Вышеописанный способ способствует получению продуктов с повышенным содержанием биологически активных веществ. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

 

Область техники

Изобретение относится к области пищевой промышленности, связанной со способами комплексной переработки морских бурых водорослей для производства биологически активных добавок к пище, напитков и косметических средств на их основе.

Уровень техники

В настоящее время растет интерес к использованию морских водорослей не только для употребления в пищу, но и для получения из них различных биологически активных веществ, как основу биологически активных добавок к пище, которые оказывают оздоровительный эффект. Биологически активные продукты в основном получают из экстрактов или концентратов водорослей.

Оздоровительный эффект применения биологически активных добавок используют для компенсации недостатка йода в организме [RU 2164144 С1, 20.03.2001; RU 2152737 С1, 20.07.2000], а также для восполнения недостающих микроэлементов, витаминов, или в качестве адаптогена и/или детоксиканта [RU 2142240 С1, 10.12.1999; RU 2165720 С2, 27.04.2001].

Биологически активные продукты в основном получают из экстрактов или концентратов водорослей. Способы получения экстрактов обычно включают предварительную химическую обработку бурых водорослей гидролизующим агентом [RU 2266750, 27.12.2005], последующее механическое разрушение структуры водорослей в аппаратах роторного типа [RU 2168908 С2, 20.06.2001] и экстракцию. Известно, что в качестве варианта способа разрушения структуры водорослей используют криодеструкцию при низкой температуре. К недостаткам известных способов можно отнести применение химических агентов для гидролиза водрослей.

Наиболее близкое техническое решение описано в технологии приготовления средства "Фуколамин", приведенное в патенте RU №2297234, 20.04.2007. Согласно описанному способу последовательно выполняют деструкцию и гидролиз по меньшей мере одной водоросли из группы, включающей ламинарию, зоостер и фукус, с последующим механическим отделением цитоплазматической фракции и добавлением водного раствора соли поливалентного металла пищевой кислоты, а затем проводят коррекцию кислотности до получения рН 5-7, сушку (отгонку воды) и преобразуют в форму, пригодную для хранения. Деструкцию водорослей производят до однородного состояния путем гомогенизации измельчением, или путем криодеструкции при температуре ниже минус 4°С, или путем кавитационной обработки при скорости истечения не более 120 м/с, гидролиз проводят в кислой среде с рН-5 или в щелочной среде с рН-7. В качестве раствора соли поливалентного металла используют раствор соли из группы: хлористый кальций, аспарагинат магния, малат кальция, тартрат цинка, цитрат железа, цитрат кальция, карбонат магния, пирофосфат алюминия, пирофосфат хрома, причем раствор соли поливалентного металла добавляют в количествах, выбранных исходя из содержания металлов в готовой продукции не более 7 мг/кг.

К недостатку способа можно отнести низкое содержание йода в жидком экстракте, которое составляет 30 мкг/100 г жидкого экстракта «Фуколамин».

Задачей данного изобретения является получение концентрированного полисахарида - фукоидана с сохранением его нативных свойств, а также с высоким содержанием йода.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в повышении содержания биологически активных компонентов за счет эффективного разрушения клеточных структур бурых водорослей и в расширении функциональных возможностей получаемого продукта за счет повышения его биологической ценности и улучшения качества.

Поставленные задачи достигаются тем, что предложен способ переработки морских водорослей, при котором последовательно выполняют измельчение сырья, промывание водой, насыщенной озоном, гомогенизацию смеси сырья в растворе с последующим извлечением водорастворимых биологически активных веществ за счет фильтрации и сушки. Новый способ использует раствор, который дополнительно содержит хлористый кальций в концентрации от 0.25% до 1%. Смесь гомогенизируют до 5 часов при температуре не выше 75°С. После стадии гомогенизации проводят криодеструкцию гомогената при температуре от минус 18 до минус 20 градусов в течение 20-48 часов, для чего гомогенат размещают в емкости от 0,5 до 10 л. Замороженный гомогенат оттаивают, при этом надсадочную жидкость отделяют, а остаток фильтруют через фильтрующий материал.

Описание изобретения

В процессе экспериментальных исследований по отработке способов извлечения биологически активных веществ было обнаружено, что комбинация гомогенизации бурых водорослей с помощью роторных гомогенизаторов в сочетании с дополнительным разрушением клеточных структур, входящих в состав гомогенизата, с помощью криодеструкции при формировании кристаллов льда и выдержке гомогенизата при минус 20 градусов дает возможность повысить эффективность способа извлечения основных макро- и микроэлементов при сохранении их биологической активности.

Способ состоит из следующих этапов. Дробленые бурые водоросли промывают многократно (3-5 раз) водой, насыщенной озоном, до концентрации 10 г на 1 м3. Промытый фукус порционно загружают в гомогенизатор роторного типа. Порционную загрузку в пределах от 10 до 30% от общего количества смеси, в которую входит сырье, вода осуществляет за несколько этапов. Вода дополнительно содержит хлористый кальций в концентрации от 0.25% до 1%. Дополнительное измельчение дробленых водорослей в смеси сырья в растворе проводят при оборотах роторно-пульсационного гомогенизатора, составляющих от 10 до 50% максимальных оборотов двигателя, что обеспечивается вариатором частоты тока. После завершения предварительных этапов загрузки проводят окончательное извлечение водорастворимых компонентов из сырья, при этом обороты двигателя увеличивают ступенчато или плавно за 1-5 минут до максимального значения частоты вращения роторно-пульсационного гомогенизатора и температуры смеси от 55 до 75°С. Использование гидродинамической установки роторно-пульсационного типа с диаметром ротора-статора 350 мм со специальной обработкой и закалкой с мощностью мотора 18-25 кВт обеспечивает воздействие гидроудара и кавитации на клетки растений, что позволяет получить концентрированные растворы и максимально извлечь водорастворимые компоненты.

Проводят гомогенизацию до 5 часов при температуре не выше 75°С. Полученный гомогенат разливают в пластиковые ведра объемом 5-10 л и помещают в морозильную камеру при температуре минус 18-20°С в течение 20-48 часов. Замороженный гомогент выдерживают при комнатной температуре до полного оттаивания. Надосадочную жидкость отделяют методом декантации. Остаток фильтруют через фильтрующий материал.

Жидкую фракцию концентрируют на мембране с размером пор 30 кДa до соотношения фильтрат - концентрат 10:1. На следующем этапе к концентрату добавляют 10 объемов дистиллированной воды и повторно концентрируют через мембрану 30 кДa до соотношения фильтрат - концентрат 10:1.

Концентрат высушивают на сушильных устройствах одним из способов, входящих в группу, состоящую из: сублимационной сушки, сушки в кипящем слое на инертных телах, распылительной сушки.

В качестве бурых водорослей используют Fucus vesiculosus (Fuc.V.), Sargasum Pallidum (Sar.P.) Ascophyllum nodosum (Asc.N.).

Пример 1

В гомогенизатор роторного типа загружают 50 л 0,5%-ного раствора хлористого кальция. 5 кг сухого дробленого фукуса (Ascophyllum nodosum) промывают многократно, до 3 раз водой, насыщенной озоном, до концентрации 10 г на 1 м3. Промытый фукус загружают порционно по 20% в гомогенизатор роторного типа и проводят гомогенизацию в течение 5 часов при температуре не выше 65°С. Гомогенат расфасовывают в пластиковые ведра по 5 л и помещают в морозильную камеру при температуре минус 18°С. Замораживание проводят до двух суток.

Проводят размораживание гомогената при комнатной температуре в течение 24 часов. При разморозке гомогент самопроизвольно расслаивается. Жидкую фазу №1 от осадка отделяют декантацией. Жидкую фазу №2 получают с помощью фильтрации под давлением. Жидкую фазу №1 и №2 объединяют и концентрируют на мембранной ячейке Миллипор с размером пор от 30 кДа до соотношения фильтрат/концентрат как 10:1. К концентрату повторно добавляют 10 объемов обессоленной воды и жидкую фракцию фильтруют через мембрану с размером пор 30 кДa до соотношения фильтрат - концентрат 10:1 для удаления хлористого кальция.

Осадок и жидкую фазу сушат методом сублимации. Содержание сухих веществ в жидкой фазе составляет 3,5-3,9%. Содержание фукоидана в сухом продукте составляет 56-58%. Концентрат сушат лиофильно. Концентрация сухих веществ около 8,6%. Количественное определение фукоидана проведено спектрофотометрическим методом по цветной реакции фукозы с серной кислотой и хлоргидратом L-цистеина, как описано в работе: А.И. Усов, Г.П. Смирнова и Н.Г. Клочкова, БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, Т. 27, №6, стр. 444-448 (2001).

В таблице 1 представлены данные анализа на содержание макро- и микроэлементов в различных фракциях процесса обработки экстракта водоросли Ascophyllum nodosum методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП).

Из результатов, приведенных в таблице 1, видно, что основные макро- и микроэлементы наибольшим образом представлены в виде солей. Так как содержание брома в экстракте увеличивается в 4,8 раза, можно утверждать, что он связан с молекулами, извлеченными водой. Содержание йода в концентрате после ультрафильтрации показывает его связь с фукоиданом.

Пример 2

Водоросли Fucus vesiculosus (Fuc.V.) и Sargasum Pallidum (Sar.P.) экстрагировали по аналогии с фукусом Ascophyllum nodosum (Asc. N.) по примеру 1.

Сухие экстракты анализировали на содержание полимерных продуктов и определяли моносахаридный состав методом газо-жидкостной хроматографии.

Результаты в процентах о навески представлены в таблице 2.

Полученные полимерные фракции являются смесью фукоидана и ламинарана.

Водоросль Ascophyllum nodosum обладает явными преимуществами перед двумя другими видами водорослей, так как дает фукоидан с наибольшим выходом (56%) с минимальной примесью ламинарана.

Промышленное применение

Предложенный способ извлечения позволяет получать препараты фукоидана с высоким содержанием йода, что открывает его применение как лечебно-профилактического препарата, где йод находится в так называемой органической форме.

1. Способ переработки морских бурых водорослей, включающий дробление сырья, гомогенизацию смеси сырья в растворе с последующим извлечением водорастворимых биологически активных веществ за счет фильтрации и сушки, отличающийся тем, что сырье предварительно промывают водой, насыщенной озоном, гомогенизацию сырья проводят в растворе, представляющем собой воду, с хлористым кальцием в концентрации его в растворе от 0,25 до 1%, дополнительное измельчение дробленых водорослей проводят в смеси сырья в растворе при оборотах роторно-пульсационного гомогенизатора, составляющих от 10 до 50% максимальных оборотов двигателя, при этом в ходе предварительной гомогенизации осуществляют порционную загрузку в гомогенизатор в пределах от 10 до 30% от общего количества смеси, после завершения загрузки и предварительной гомогенизации увеличивают частоту вращения роторно-пульсационного гомогенизатора и гомогенизируют смесь до 5 часов при температуре смеси не выше 75°С, при этом после стадии гомогенизации проводят криодеструкцию гомогената при температуре от минус 18 до минус 20 градусов в течение 20-48 часов, для чего гомогенат размещают в емкости от 0,5 до 10 л, после криодеструкции замороженный гомогенат оттаивают, после расслоения гомогената отделяют жидкость от осадка, осадок фильтруют под давлением и полученную жидкость смешивают с жидкостью, полученной на предыдущей стадии, жидкую фазу концентрируют на мембранной ячейке, удаляют хлористый кальций, осадок и жидкость сушат.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала используют мембрану.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что жидкую фазу концентрируют на мембранной ячейке Миллипор с размером пор от 30 до 50 кДa.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку проводят одним из способов, входящих в группу, состоящую из: сублимационной сушки, сушки в кипящем слое на инертных телах, распылительной сушки.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осадок с жидкой фазой разделяют с помощью фильтрации под давлением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу разделения каротиноидов и хлорофиллов. Способ разделения каротиноидов и хлорофиллов из экстракта растительного сырья путем последовательного использования двух экстрагентов, при этом липофильную вытяжку листьев крапивы двудомной, упаренную до 1-2 мл, растворяют в 25 мл петролейного эфира и встряхивают до полного растворения пигментов, далее к раствору пигментов в петролейном эфире прибавляют 25 мл спирта этилового 95%, встряхивают 30 минут, после этого разделяют спиртовую фазу, содержащую ксантофиллы и хлорофиллы, и фазу петролейного эфира, содержащую каротины и следы хлорофиллов; для отделения хлорофиллов к спиртовой фазе, содержащей хлорофиллы и ксантофиллы, приливают 25 мл петролейного эфира, раствор встряхивают в течение 30 минут, менее полярные хлорофиллы экстрагируются в петролейный эфир, фазы разделяют; для удаления следов хлорофиллов из фазы петролейного эфира их отделяют омылением путем добавления к фазе петролейного эфира, содержащей каротины и следы хлорофиллов, 10 мл раствора натрия гидрохлорида 20% и 25 мл спирта этилового 95%, встряхивания в течение 30 минут, отделения спиртовой фазы, содержащей омыленные хлорофиллы.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к антиметастатическому средству. Применение жидкого экстракта рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.), полученного экстрагированием листьев рябины, измельченных до размера частиц диаметром 0,3-0,5 см, 40% этиловым спиртом при температуре 75°С в течение 60 минут, в качестве антиметастатического и повышающего противометастатическое действие циклофосфана средства.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к средству, обладающему противогрибковым действием. Средство, обладающее противогрибковым действием в отношении грибов рода Candida, представляющее собой сухой экстракт, полученный путем измельчения кроющих листьев початков антоциановой диплоидной формы кукурузы, экстракции спиртом 96% на водяной бане до кипения и кипячения в течение 14-15 минут, выпаривания при температуре 55-60°С, разведения выпаренного остатка сначала дистиллированной водой при температуре 40-50°С, затем добавления хлороформа в пропорции 4/5 части воды и 1/5 части хлороформа, охлаждения до комнатной температуры и центрифугирования со скоростью 1500 оборотов в минуту в течение 15 минут, с последующим отделением водной фракции и высушиванием ее.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к применению средства, обладающего антиметастатической активностью и повышающего противометастатическое действие циклофосфана.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к способу получения фармакопейного экстракта из тканей рыб. Способ получения фармакопейного экстракта из тканей рыб, включающий группировку рыб по механизмам старения, полу и возрасту, причем выбирают рыб с отсутствием паразитов из среды обитания, в которой проводят экологический мониторинг, сбор от рыб образцов мышечной ткани или икры, далее образцы замораживают, измельчают мышечную ткань, пропуская через мясорубку, а икру раздавливают в ступке и заливают полученное сырье охлажденным экстрагентом - дистиллированной водой или 90%-ным водным раствором этанола, гомогенизируют в блендере, экстрагируют, экстракционную смесь переливают в центрифужные пробирки, которые уравновешивают и центрифугируют, надосадочную жидкость фильтруют от жира, для экстрактов, экстрагируемых водой, фильтрат собирают в сосуд для лиофильной сушки с последними фармакопейными требованиями - методом волюмометрического титрования при определенных условиях.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к экстракту для стимуляции пролиферации нейронов и/или лечения заболеваний головного мозга и/или нейродегенеративных заболеваний.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения биологически активных веществ из грибов. Способ получения биологически активных веществ из грибов включает измельчение грибного сырья до частиц размером не более 0,2 мм, далее измельченное сырье замораживают при температуре 15-20˚С в течение не менее 2-х часов, замороженное сырье облучают потоком ускоренных электронов с энергией 2,5-5 МэВ и дозе 16-20 Мрад, полученных в импульсном линейном ускорителе, после смешивают обработанное грибное сырье с жидким экстрагентом и выдерживают смеси в течение времени, при температуре и давлении, достаточных для наибольшего выхода целевых биологически активных веществ из сырья и растворения их в жидком экстрагенте с последующим отделением целевого продукта от экстрагента.

Изобретение относится к химической переработке древесных отходов, в частности, к комплексной переработке коры лиственницы с получением ценных химических продуктов.

Изобретение относится к фармакологической промышленности, в частности к средству, обладающему противотуберкулезным действием. Средство, обладающее противотуберкулезным действием, представляет собой сухой экстракт, полученный путем измельчения кроющих листьев початков антоциановой диплоидной формы кукурузы, экстракции спиртом 96% на водяной бане до кипения и кипячения в течение 14-15 минут, выпаривания при температуре 55-60°С, разведения выпаренного остатка сначала дистиллированной водой при температуре 40-50°С, затем добавления хлороформа в пропорции 4/5 части воды и 1/5 части хлороформа, охлаждения до комнатной температуры и центрифугирования со скоростью 1500 оборотов в минуту в течение 15 минут с последующим отделением водной фракции и высушиванием ее.

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья, конкретно к способу получения биологически активных веществ и кормовой муки из древесной зелени различных пород.

Изобретение относится к области косметологии и представляет собой состав для нехирургического удаления локализованного жирового отложения у субъекта, при этом состав содержит концентрацию, при которой лизируется жир, одного или нескольких из холата и хенодезоксихолата и имеет значение рН менее 8, где один или несколько из холата и хенодезоксихолата используются в качестве активного ингредиента для лизиса жира.

Изобретение относится к области косметических средств и представляет собой контактирующий с кожей элемент для использования на устройстве для удаления волос, при этом указанный контактирующий с кожей элемент содержит: носитель, имеющий контактирующую с кожей поверхность, причем указанная контактирующая с кожей поверхность образует по меньшей мере одно отверстие; и смазывающее вещество, находящееся в контакте с указанным носителем с возможностью высвобождения, при этом указанное по меньшей мере одно отверстие обнажает по меньшей мере часть указанного смазывающего вещества; причем смазывающее вещество содержит сополимер полиэтиленоксида и полипропиленоксида, имеющий молекулярную массу от 12000 до 13000.

Группа изобретений относится к области средств для ухода за зубами и способов их использования. Предлагаемая композиция средства для ухода за зубами содержит: глицерин 10-60 % мас., пропиленгликоль 0,01-60 % мас., блок-сополимер этиленоксида и пропиленоксида, ср.

Группа изобретений относится к области средств для гигиены полости рта и способов их использования. Предлагаемая отбеливающая зубы композиция для гигиены ротовой полости включает: (i) хлопья водорастворимой отбеливающей пленки, которая включает (a) формирующий пленку полимер, содержащий гидроксипропилметилцеллюлозу, вязкость 2% раствора при 20°С и 10 с-1 которой составляет 4-6 мПа⋅с, как измерено с использованием капиллярного вискозиметра Ubbelohde; и (b) пигмент голубого или голубовато-фиолетового цвета, с углом цветового тона в системе CIELAB в диапазоне от 220 до 320 градусов; и (ii) перорально приемлемый носитель.

Изобретение относится к ветеринарии и предназначено для профилактики послеродового эндометрита у коров. Используют интравагинальное введение бактериофагового препарата «Фагогин» однократно в дозе 30 мл внутриматочно через пластиковый или стеклянный одноразовый катетер после отделения последа.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой жидкофазную композицию природных жирных кислот антиатерогенного действия, представляющую собой жидкую смесь жирных кислот, выделяемых из жировой ткани нерпы кольчатой (Phoca Hispida) с содержанием омега-3 полинепредельных жирных кислот 30,8±0,7 мас.

Группа изобретений относится к фармации и медицине. Предложено применение комплекса гидроксипропил-β-циклодекстрина (ГПβЦД) с прогестероном или с тестостероном при мольном отношении от 2:1 до 2,2:1, причём ГПβЦД содержит менее 0,3 масс.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и медицине и представляет собой применение 3-метил-8-(пиперазин-1-ил)-7-(тиетан-3-ил)-1-этил-1H-пурин-2,6(3H,7H)-диона гидрохлорида в качестве средства для лечения и профилактики тромбоза посредством блокирования рецептора тромбоцитов ГП IIb-IIIa.

Изобретение относится к области композиций для полости рта. Предлагаемая композиция для полости рта содержит: растворитель, содержащий воду и сорастворитель, выбранный из C2-C5 спиртов и их комбинации; кислотный сополимер, содержащий кислотные акрилатные мономерные звенья, кислотные метакрилатные мономерные звенья или их комбинацию; и нейтральный сополимер, содержащий нейтральные акрилатные мономерные звенья, нейтральные метакрилатные мономерные звенья или их комбинацию.

Группа изобретений относится к липидным наночастицам и их применению в качестве фармацевтических композиций для ранозаживления. Раскрыта липидная наночастица для ранозаживления, включающая эпидермальный фактор роста (EGF), твердый при комнатной температуре липид, выбранный из группы, содержащей глицерилпальмитостеарат, глицерилмоностеарат и глицерилбегенат и их смеси, жидкий при комнатной температуре липид, выбранный из группы, содержащей триглицерид каприловой кислоты и каприновой кислоты, соевое масло, изопропилмиристат, касторовое масло и их смеси, и неионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, содержащей сложные эфиры сорбитана, полиэтоксилированные сложные эфиры сорбитана, полиэтилен-полипропилен гликоль и их смеси.

Изобретение относится к получению спечённого керамического материала и может быть использовано в стоматологической и медицинской технике. В предложенном материале на основе оксида циркония содержание тетрагонального оксида циркония находится между от 94 и 96 об.% и тетрагональная фаза химически стабилизирована. В качестве химических стабилизаторов использованы Sm2O3 и/или Gd2O3 или смесь указанных оксидов и доля Sm2O3 и Gd2O3 находится между 1 и 5 мол.% в каждом случае относительно содержания оксида циркония. В нем также содержится второй основной компонент в объемном количестве между 4 и 6% об., который состоит из алюмината стронция или алюмината лантана с относительной долей более чем 80%. Технический результат изобретения – повышение стойкости к гидротермальному старению и достижение оптимальных механических свойств в сочетании с пониженной твёрдостью. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх