Способ получения биологически активного вещества из устрицы crassostrea gigas

Изобретение относится к фармацевтической, пищевой, косметической отраслям промышленности, а именно к способу получения биологически активного вещества из устрицы Crassostrea gigas. Способ получения биологически активного вещества из устрицы Crassostrea gigas включает получение спиртового экстракта путем экстракции сырья 96% этиловым спиртом в соотношении сырье:экстрагент 1:1 и обогащение масляного раствора витамина Ε (группы токоферолов) физиологически активными веществами, при этом в качестве сырья используют устрицы С. gigas, экстракцию ведут 24 ч при температуре 20±2°С, затем отгоняют этиловый спирт и воду, а образовавшийся остаток объединяют с масляным раствором витамина Ε (группой токоферолов) в соотношении 1:1 и перемешивают полученную смесь до однородной консистенции. Вышеописанный способ позволяет получить профилактический продукт, обогащенный селеном и серой масляного раствора витамина Ε (группы токоферолов), где источником микроэлементов служат створки и/или мясо устрицы С. gigas. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии, а точнее к способам получения биологически активных препаратов на основе устриц, и может быть применено в фармацевтике, а также в производстве косметических и пищевых продуктов.

Для сохранения здоровья и предупреждения заболеваний людей важнейшее значение имеет первичная профилактика, которая охватывает все стадии развития, начиная с эмбрионального периода. В соответствии с этим, возникает необходимость в биологической защите организма, направленной на его резистентность и предрасположенность к неблагоприятному влиянию различных вредных факторов. Биологическая защита в первую очередь направлена на торможение процессов свободнорадикального окисления биомолекул, т.е. предотвращение процесса разрушения биомембран. Реализовать подобные механизмы могут вещества, обладающие противоокислительными свойствами, например, антиокислительная система, образованная витамином Е, серой и селеном.

Известен способ получения биологически активной добавки из асцидии (Пат. 2339387, РФ, МПК A61K 35/56 A23L 1/30, 2007) с повышенным содержанием БАД, обладающих антиоксидантной активностью, в котором сырое или высушенное сырье из мантии и/или туники асцидии экстрагируют 96% этанолом или ацетоном в соотношениях сырье - экстрагент: 1:1 или 1:3 - для сухого сырья и 1:5 - для сырого в течение 16-24 часов; полученный экстракт фильтруют, соединяют с маслом и водой в соотношениях: 5:1:10 - для сырого сырья и 2:1:4 - для сухого сырья; в темноте проводят реэкстракцию в течение 22-24 часов; отделяют масляный экстракт, промывают его водой и сушат. Недостатками изобретения являются длительное время экстракции, применение ацетона в качестве экстрагента, а также воды для отмывки целевого продукта.

Наиболее близким к заявляемому по техническому выполнению является способ получения масляной композиции, обогащенной полиненасыщенными жирными кислотами и каротиноидами из мидии М. galloprovincialis (Пат. 2743019, РФ, МПК A23D 9/00, С11В 1/10, A23L 33/10, 2020), который предназначен для получения масляного раствора витамина Е, обогащенного эйкозапентаеновой (С20:5ω3), докозагексаеновой (С22:6ω3), арахидоновой (С20:4ω6) ПНЖК и каротиноидами. Продукт пригоден для применения в чистом виде в фармацевтике и в производстве косметических и пищевых продуктов. Способ, включает получение спиртового экстракта из морских гидробионтов, соединение масла со спиртовым экстрактом и водой и отделение масляной фракции. В качестве сырья для получения спиртового экстракта используют собранные во время массового нереста половые продукты - яйцеклетки или сперматозоиды, или гонады мидии М. galloprovincialis, в качестве масляной композиции 10% масляный раствор витамина Е. Объединяют 10% масляный раствор витамина Е, спиртовой экстракт из морских гидробионтов и дистиллированную воду в соотношении 1:1:1 соответственно, затем смесь перемешивают в течение 5 мин, отстаивают 30-40 мин и отделяют не содержащую спирта масляную фракцию. Несмотря на простоту метода, способ имеет существенный недостаток: добавление дистиллированной воды для отмывки липидного слоя. После смешения спирта с водой и образования несмешивающейся с водой масляной фракции, водный слой удаляют, что приводит к потере ценных компонентов, в том числе макро- и микроэлементов, а также серосодержащих аминокислот, так как спирт с растворенными в нем ценными веществами способен неограниченно смешиваться с водой.

Задачей способа получения биологически активного вещества из устрицы С.gigas является разработка технологии получения профилактического продукта, обладающего противоокислительной биологической защитной функцией, т.е. замедляющего процессы свободнорадикального окисления в организме.

Технический результат от решения поставленной задачи проявляется в получении профилактического продукта, обогащенного селеном и серой масляного раствора витамина Ε (группы токоферолов), где источником микроэлементов служат створки и/или мясо устрицы С. gigas.

Заявленный технический результат достигается благодаря тому, что в способ, включающий получение спиртового экстракта путем экстракции сырья 96%-м этиловым спиртом в соотношении сырье - экстрагент 1:1, и обогащение масляного раствора витамина Ε (группы токоферолов) физиологически активными веществами, вносят ряд изменений. Так, в качестве сырья используют устрицы С. gigas. Экстракцию ведут 24 часа при температуре 20±2°С. Затем отгоняют этиловый спирт и воду, а образовавшийся остаток объединяют с масляным раствором витамина Ε (группой токоферолов) в соотношении 1:1 и перемешивают полученную смесь до однородной консистенции. Кроме того, в качестве сырья используют измельченные створки и мясо устрицы С. gigas. Также, в качестве сырья используют мясо устрицы С. gigas.

Общим с прототипом является экстракция биологически активных веществ из гидробионтов и насыщение ими масляного раствора витамина Е. Новым в заявляемом способе является то, что для получения целевого продукта используют устрицу С. gigas, причем не только мясо гидробионтов, но и их створки; для насыщения масляного раствора витамина Ε (группы токоферолов) используют не спиртовой экстракт из створок и/или мяса устриц С. gigas, а вязкий остаток, образующийся после отгонки этилового спирта и воды из спиртового экстракта; смешивание масляного раствора витамина Ε (группы токоферолов) и вязкого остатка, образующегося после отгонки этилового спирта и воды, при соотношении компонентов 1:1, установленном экспериментальным путем.

Отличительные признаки заявляемого способа от прототипа заключаются в следующем:

- выбор устриц С. gigas в качестве сырья объясняется высоким уровнем перехода элементов серы и селена из створок и мяса устриц С. gigas в спиртовые растворы;

- использование для получения целевого продукта не только мяса устриц, но и их створок, позволяет более полно использовать исходное сырье, увеличить выход конечного продукта, снизить стоимость производства. Кроме того, можно использовать некондиционное сырье;

- использование вязкого остатка, образующегося после отгонки из спиртового экстракта этилового спирта и воды, для насыщения масляного раствора витамина Ε (группы токоферолов) позволяет получать более концентрированный продукт в небольшом объеме;

- количественные соотношения компонентов и режимы выполнения операций выбраны авторами опытным путем с целью достижения заявляемого результата.

Перечисленные отличительные признаки позволяют сделать вывод о наличии новизны в предлагаемом техническом решении. Проведенные патентные исследования, а также изучение доступных научных публикаций, относящихся к теме изобретения, не обнаружили решений, имеющих признаки, сходные с заявляемым изобретением, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень». Критерий патентоспособности «промышленная применимость» подтверждается примерами конкретного выполнения.

В процессе обмена веществ возникают определенные взаимоотношения между витамином Е, селеном и серосодержащими аминокислотами как компонентами антиокислительной системы. Витамин Ε (группа токоферолов) не синтезируется в организме. Особенно важен витамин Ε для эритроцитов, так как поддерживает функциональную устойчивость внешних плазматических мембран клеток, т.е. является незаменимым фактором резистентности эритроцитов по отношению к гемолитическим агентам. Многие вещества, вызывающие гемолиз, при своем окислении в организме становятся источником свободных радикалов, которые инициируют перекисное окисление полиненасыщенных жирных кислот и тем самым способствуют разрыхлению эритроцитарных мембран и деградации их фосфолипидов. В конечном счете, все это приводит к выходу гемоглобина из эритроцитов в плазму крови [1].

Селен является незаменимым фактором питания. Метаболизм селена хорошо изучен [2]. Селен включается в различные клеточные и внеклеточные структуры [3]. Особенно быстро он соединяется с белками гепатоцитов. Больше всего селена обнаруживается в белках с высоким содержанием цистина. При этом происходит образование селенотрисульфидов, которые подобно SH-группам мембранных белков, регулируют стабильность и проницаемость биомембран. Селен находится в липопротеидах плазмы крови и в форменных элементах, а также обнаруживается в тканевых белках. Селен тесно связан с обменом метионина и цистина, противодействующих развитию Е-гиповитаминоза. Селен и витамин Ε активируют превращение метионина в цистеин, и это сопровождается активацией синтеза глутатиона.

У высших животных и человека потребность в сере удовлетворяется за счет основных аминокислот: цистеина, цистина и метионина, из которых при их превращении образуются разнообразные серосодержащие вещества [4]. Метионин является незаменимым фактором питания. Важным свойством метионина является превращение его в цистеин и цистин, которые входят в состав белков, активных центров ферментов и ряда гормонов (инсулин, окситоцин и др.), а также служат предшественниками глутатиона (трипептида, образованного цистеином, глутаминовой кислотой и глицином) и коэнзима А. Эти биомолекулы, включающие SH-группы, обеспечивают функционирование механизма антиокислительной системы. Антиоксидантное действие глутатиона катализируется ферментами, инактивирующими липидные гидроперикиси в цитозолях клеток: глутатионпероксидазой, содержащей атомы селена, и глутатионпредуктазой; а также глутатион-S-транферазой, функционирующей в гепатоцитах и предназначенной для детоксикации ряда соединений посредством переноса на них атомов серы с последующим образованием меркаптидов - соединений серы с металлами и меркаптуровых кислот.

Гигантская устрица С. gigas имеет высокий экономический потенциал для аквакультуры, т.к. обладает эффективным фильтрующим типом питания, благодаря которому на протяжении долгого времени способна накапливать макро- и микроэлементы, высокими темпами роста и репродуктивной способностью, а также толерантностью к широкому спектру условий окружающей среды [5, 6]. Размер устриц С. gigas примерно в три - четыре раза превышает размер мидий, и, как показывают экспериментальные данные, коэффициент перехода элементов из створок и мяса устриц С. gigas в спиртовые растворы достаточно высок: для серы - 73%; для селена - 60%.

Учитывая тот факт, что верхний допустимый уровень потребления селена установлен в 0,3 мг в сутки [7], а норма потребления серы в сутки составляет 0,5-1 г [8], приведенные ниже примеры показывают эффективность применения в соответствующей дозировке полученных продуктов в качестве профилактического питания, в фармацевтике, и в производстве косметических продуктов.

Примеры реализации способа.

Пример 1

Из 500 г створок и мяса устрицы С. gigas предварительно получали спиртовой экстракт. Для этого измельчали устриц вместе со створками и заливали 96% этиловым спиртом в соотношении 1:1. Смесь тщательно перемешивали и оставляли на 24 часа при температуре 20±2°С. Надосадочный слой отфильтровывали, с помощью роторного испарителя отгоняли этиловый спирт и воду. В результате получали 5 г вязкого остатка, к которому добавляли масляный раствор витамина Ε (группы токоферолов) в соотношении 1:1 и перемешивали до однородной консистенции. В 10 г готового продукта методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой установлено содержание селена - 0,05 мг или 5,5 мг/кг, серы - 0,05 г или 5 г/кг.

Пример 2

Из 500 г мяса устрицы С. gigas предварительно получали спиртовой экстракт. Для этого мясо отделяли от створок и заливали 96% этиловым спиртом в соотношении 1:1. Смесь тщательно перемешивали и оставляли на 24 часа при температуре 20±2°С. Надосадочный слой отфильтровывали, с помощью роторного испарителя отгоняли этиловый спирт и воду. В результате получали 5 г вязкого остатка, к которому добавляли масляный раствор витамина Ε (группы токоферолов) в соотношении 1:1 и перемешивали до однородной консистенции. В 10 г готового продукта методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой установлено содержание селена - 0,05 мг или 4,5 мг/кг, серы - 0,04 г или 4 г/кг.

Полученный продукт обладал слабой желтой окраской, приятным запахом, на вкус ничем не отличался от масляного раствора витамина Е.

Оптимальная температура хранения составляет от плюс 5 до плюс 20°С. Срок хранения до четырех лет.

Источники литературы, принятые во внимание:

1. Rizvi S. The role of vitamin Ε in human health and some diseases / S. Rizvi, S. T. Raza, A. Faizal, A. Absar, S. Abbas, F. Mahdi // Sultan Qaboos University medical journal. - 2014. - Vol. 14, iss. 2: el57-el65. PMID: 24790736

2. Mehdi Y. Selenium in the environment, metabolism and involvement in body functions/ Y. Mehdi, J-L. Hornick, L. Istasse, I. Dufrasne // Molecules. - 2013. - Vol. 18. - P. 3292-3311. https://doi.org/10.3390/moleculesl8033292

3. Карбышев Μ.С. Биохимия оксидативного стресса: учебно-методическое пособие / М. С. Карбышев, Ш. П. Абдуллаев. - Москва: Изд-во XX, 2018. - 60 с.

4. Allen K. Metabolism of sulfur amino acids in Mytilus edulis and Rangia cuneata / K. Allen, J. Awapara // Biology Bulletin. - 1960. - Vol. 118. - P. 173-182.

5. Emel Ozcan Gokcek. First molecular record of the alien species Pacific oyster {Crassostrea gigas, Thunberg 1793) in the Marmara Sea, Turkey/ Emel Ozcan Gokcek, Sefa Acarl, Bilge Karahan, Pervin Vural, Evren Koban Bastanlar // Marine Science and Technology Bulletin. - 2020. - Vol. 9, iss. 1. - P. 23-31. https://doi.org/10.33714/masteb.668529

6. Fuhrmann M. Metabolism of the Pacific oyster, Crassostrea gigas, is influenced by salinity and modulates survival to the Ostreid herpesvirus OsHV-1 / M. Fuhrmann, L. Delisle, B. Petton, C. Corporeau, F. Pernet //Biology Open. - 2018. - Vol. 7, iss. 2: bio028134. https://doi.org/10.1242/bio.028134

7. MP 2.3.1.2432-08 о нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации от 18.12.2008 г.

8. Елоева Д.В. Биологическая роль серы и применение ее соединений в медицине/ Д.В. Елоева, О.В. Неелова // Успехи современного естествознания. - 2014. - №8. - С. 166-166.

1. Способ получения биологически активного вещества из устрицы Crassostrea gigas, включающий получение спиртового экстракта путем экстракции сырья 96% этиловым спиртом в соотношении сырье:экстрагент 1:1 и обогащение масляного раствора витамина Ε (группы токоферолов) физиологически активными веществами, отличающийся тем, что в качестве сырья используют устрицы С. gigas, экстракцию ведут 24 ч при температуре 20±2°С, затем отгоняют этиловый спирт и воду, а образовавшийся остаток объединяют с масляным раствором витамина Ε (группой токоферолов) в соотношении 1:1 и перемешивают полученную смесь до однородной консистенции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сырья используют измельченные створки и мясо устрицы С. gigas.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сырья используют мясо устрицы С. gigas.