CS259288B1 - Sposob komplexnej frakcionácie pekárskeho droždia - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká spósobu selektívneho využitia pekárskeho droždia. Podstata riešenia spočívá v tona, že supernatant kvasničného autolyzátu sa vyzráža etanolom pri teplote 2 až 5 °C v objemovom pomere 0,9 až 2 : 1, zostatok sa po odstránení etanolu vysuší, zo sedimentu autolyzátu sa vyextrahuje lipidická frakcia 20-násobným nadbytkům extrakčnej zmesi etanol-hexán v objemovom pomere 1 : 2, ktorá sa ďalej frankcionuje 5-násobným nadbytkom acetonu, pričom acetonový extrakt so po· zmydelneni 15 °/o-ným roztokom hydroxidu draselného· počas 1 h pri 80 °C ďalej extrahuje hexánom, zahustí a po přidaní acetonu na výslednú koncentráciu 33 % hmot. v hexáne krystalizuje pri teplote —5 °C, pričom delipidizovaný zvyšok, ktorý zostal po· extrakcii lipidov zo sedimentu autolyzátu sa po zriedení vodou na 8 až 10 %-nú suspenziu vysuší.

Description

Vynález sa týká sposobu komplexně] frakcionácie pekařského droždia.

Biómasa kvasiniek, teda aj pekařského droždia, je zdrojom mnoha cenných látok, ktoré boli doteraz izolované vačšinou jednotlivo, pričom po ich izolácii bola zostávajúca časť obsahu kvasničných buniek nevyužitá.

Bielkoviny sa získavajú z kvasiniek najčastejšie alkalickou extrakciou, resp. různými modifikáciami tejto metody po dezintegrácii buniek (Cooney, C. L., Rba, C., Tannenbaum, S. R., Adv. Food, Res. 26, 1—52, 1980 j. Hlavnou překážkou použitia takýchto mikrobiálnych bielkovín v 1'udskej výživě je vysoký obsah nukleových kyselin. Existuje niekoíko sposobov, ktoré umožňujú znížiť obsah nukleových kyselin v biomase kvasiniek a tým aj v izolovanom bielkovinovom produkte. Medzi najznámejšie patří zníženie obsahu nukleových kyselin v kvasinkách iniciované vhodným zložením kultivačného média (Rut, M., Štros, F., Hladeček, P., Kvasný průmysl '24, 58—66; Čs. vynález č. 188 575), pósobenie chemických činidel na intaktné buňky (Damodaran, S., Kinsella, J. E., Biotechnol. Bioeng. 25, 761—770, 1983; Patenty USA č. 3 615 654 a č. 3 775 393), použitie tepelného šoku (Deimann, W.,. Fabrini H. D., J. Exptl. Med., 23, 883—897, 1979; Patent USA č. 2 081 172), enzymatické štiepenie nukleových kyselin nukleázami endogénneho i exogénneho původu (Rottová, D., Fencl, Z., Průmysl potravin, 30, 531—3. 1979; Patent USA č. 3 867 255).

Ergosterol i celkové steroly sa najčastejšie izolujú metódou, ktorá před extrakciou do organického rozpúšťadla zahrňuje krok zmýdelnenia. Nezmydelnitelný podiel sterolov sa získá extrakciou nepolárným rozpúšťadlom, najčastejšie sa používá hexán, aceton, připadne extrakčný benzén (Čs. vynález č. 189 440).

Invertáza je jedným z priemyselne najpoužívanejších enzýmov. Tradičnou metódou na uvoínenie kvasničnej invertázy z buňky je auíolýza indukovaná zvýšenou teplotou, alebo chemickým spósobom. Na izoláciu sa využívá predovšetkým precipitácia organickými rozpúšťadlami, najčastejšie etanolom, polyetylénglykolom, dietyléterom (Neumann, P., Lampen, J. O., Biochemistry 6, 468—75, 1967; Bacon, S., Metbods Enzymol. 1, 251 až 262, 1955; čs. vynález č. 101971).

Polysacharidy kvasničných buňkových stien sa najčastejšie izolujú parciálnou alkalickou hydrolýzou, napr. glukany a manany (Manners, D. J., Masson, A. J., Patterson, J. C., J. Gen. Microbiol. 80, 411—417, 1974), alebo sa buňková stená kvasiniek enzymaticky naruší trypsínom, nerozpustné polysacharidy sa zbavia rozpuštěných glycidov a produktov odbúrania bielkovín vypieraním (Pillemer, L., Blum, L., Lepow, I. H., Wurz, L., Told, E. W., J. Exptl. Med. 103, 1 až 13, 1956). Týmto postupom je možné pískávat z kvasiniek zymozán (zmes glukanov a mananov), čo je preparát s imunochemickými vlastnostami. Postup přípravy chráni čs AO 185 063 j.

Nevýhodu týchto postupov je neefektívne využitie východiskové] suroviny. Túto nevýhodu odstraňuje spósob podta vynálezu, ktorého- podstata spočívá v tom, že supernatant kvasničného autolyzátu sa vyzráža etanolom pri teplote 2 až 5 ^JC v objemovorn pomere 0,9 až 2 : 1, zostatok sa po odstraněni etanolu vysuší, zo sedimentu autolyzátu sa vyextrahuje lipidická frakcia 20-násobným nadbytkoro extrakčnej zmesi etanol-hexán v objemovorn pomere 1 : 2, ktorá sa ďalej frakcionuje 5-násobným nadbytkem acetonu, pričom acetonový extrakt sa po zmydelnení 15 %-ným roztokom hydroxidu draselného počas 1 h pri 80 ^CC ďalej extrahuje hexánom, zahustí a po přidaní acetonu na výslednú koncentráciu 33 % hmot. v hexáne krystalizuje pri teplete —5 C, pričom delipidizovaný zvyšok, ktorý zostal po extra kcii lipidov zo sedimentu autolyzátu sa po zriedení vodou na 8 až 10 %-nú suspenziu vysuší. Kvasničný autolyzát sa rozdělí na supernatant hlavně bielkoviny a sediment zahrňujúci neropustné polysacharidy, frakciu lipidov, zvyšky bielkovín a nukleových kyselin, ktoré v priebehu autolýzy zostali viazané na buňkové steny. Supernatant sa finalizuje sušením v rozprašovacej sušiarni ako bielkovinový koncentrát s vysokým obsahom surověj bielkoviny alebo táto frakcia slúži na precipitaáciu preparátu invertázy organickým rozpúšfadlom, popřípadě k získanému supernatantu najskór za zníženej teploty přidáme vhodný objemový poměr organického rozpúšťadla, vzniknutý precipitát invertázy oddělíme centrifugáciou a fungát vysušíme ako proteinový koncentrát. Kompletná sedimentná frakcia sa po vhodnom riedení vodou vysuší v rozprašovacej sušiarni ako biosorbent pre vinárstvo alebo sa zo sedimentu kvantitativné extrahuje lipidická frakcia zmesou. organických rozpúšťadiel. Odseparovaním nerozpustného pedielu po extrakcii sa získajú delipidizované buňkové steny, vhodné pre izoláciu irounoaktívnych glukanov. Z lipidického extraktu sa odpaří rozpúšťadlo, odparek sa premýva nadbytkom acetonu, pričom do roztoku prejdú najma nepoláme lipidy. Po extrakcii zostane v acetone nerozpustná frakcia polárných lipidov, ktorá je vhodná ako emulgátor, například pre přípravu instantného droždia. Koncentrát sterolov možno získať n-hexánovou extrakciou nezmydelnitetného podielu z celkového lipidického extraktu sedimentnej frakcie. Je vhodný pre výrobu vitamínu Dž.

Výhodou komplexnej frakcionácie podta vynáleu je teda selektívne využitie pekárskeho droždia. Ďalšou výhodou uvedeného spósobu je, že celý proces je bezodpadovou technológiou, ktorá je nenáročná na materiálové a technické zabezpečenie. Princip komplexnosti vedie k určitým feompromisom v postupoch v porovnaní so sólo izoláciou jednotlivých zložiek, no napriek tomu výtažky a kvalita jednotlivých produktov sú dostatečné uspokojivé. Sposob komplexnej frakcionácie podlá vynálezu možno cíelene modififeova,: podta toho, ktoré produkty stoja v centre zaujmu, najma změnou iniciačných faktorov autolýzy, ovplyvňovaním jej priebehu, respektive změnami procesu izolácie a Unaližácie produktov.

Z jednej vsádzky pekárskeho droždia možno získat bielkovinový koncentrát pre tudskú výživu obsahujúci 40—80 % proteínov, hrubý preparát invertázy s aktivitou 6—23 ukat/g .sušiny vhodný pre cukrovinárske aplikácie, ergosterol s 80 %-nou čistotu pre farmaceutickú výrobu vitaminu Da, frakcia obsahuje 30 % fosfolipidov, vvužitstná ako emulgátor na přípravu instantného drozda, a produkt obsahujúci 70 % 'polysacharidov, z ktorého možno· získat imunoaktívne glukany, manany pre chemické aplikácie, resp. hydrolyzát pri biotechnologické živné média.

Příklad 1

Dezintegrácia 2 550 ml 10 %-nej suspenzie kvasničných buniek pekárskeho droždia sa iniciuje prídavkom 425 ml čerstvého kvasničného autolyzátu, 26 g NaCl a 128 g etanolu. Autolýza prebieha za stálého miešania pri 50 °C a ukončí sa po 5 hodinách. Autolyzát, ktorý obsahuje 153 g surověj bielkoviny, sa okamžité vysuší, alebo scentrifuguje, čím sa získá 2 400 ml supernatantu, pričom do supernatantu sa uvolní 38 % proteínov z celkového obsahu proteínov v kvasničných buňkách. V sedimente sa oproti íntaktným buňkách zachová nezmenená hladina lipidov a polysacharidov.

la) Supernatant sa vysuší v rozprašovače] sušiarni, čím sa získá produkt konzistencie, bieložltej farby, s koncentráciou proteínov 67 % hmot., alebo lb) K supernatantu sa přidá 0,9 naž 2-násobný objem 96 % etanolu, pričom etanol i supernatant sú ochladené na teploau 4 ^CC. Získá sa tak 4,5 g precipitátu s aktivitou invertázy 9 ukat na gram sušiny. Preparát invertázy je vhodný na použitie v potravinárstve, alebo lc) postup rovnaký ako v příklade lb, avšak po oddělení precipitátu invertázy centrifugáciou sa fugát vysuší v rozprašovacej sušiarni na proteinový koncentrát.

ld) Sediment sa riedi vodou a vysuší sa v rozprašovacej sušiarni. Získaný produkt má výhodné adsorpčné vlastnosti, porovnatelné s komerčnými preparátmi zahraničných firiem používaných ako biosorbenty vo vinárstve na stimuláciu kvasenia hroznových mušktov, alebo lej sediment sa zmydelňuje 3-násoobným hmotnostným množstvom etanolického roztoku KOH (1 mol/1) 3 hodiny pod spatným chladičem. Po ukončení alkalickej hydrolýzy a ochladení obsahu sa přidá destilovaná voda v množstve zodpovedajúcom 1/3 celkového objemu hydrolýzovaného sedimentu. Zmes sa premieša a extrahuj 3-krát n-hexánom v objemovom pomere 1 : 1. Hexanové extrakty sa spoja, rozpústadlo sa odpaří a sterolový koncentrát prefúka prúdom inertného' plynu. Uvedeným postupom možno získat až 80 % celkových kvasničných sterolov 50 %-nej čistoty. Preparát je možné využit priamo v polnohospodárstve na deratizačně účely, alebo po ďalšej purifikácii a konverzii na vitamín D2 vo farmácii.

If) Zo sedimentu sa extrahujú lipidy 20-násobným nadbytkom extrakčnej zmesi etanol-hexán v, objemovom pomere 1 : 2. Extrakt sa zahustí a k němu sa přidá, 500 ml acetónu. Koncentrovaný acetonový extrakt sa zmydelní 200 ml 15 %-ného metanolickébo KOH počas 1 hodiny pri CO ^CC a nezmydelnitelný podiel sa extrahuje bexánom. Hexánový extrakt sa odpaří na konečný objem 100 ml. K tomuto objemu sa přidá aceton a roztok sa ochladí na, —5 ^CG. Týmto postuipom sa získá 3,26 g preparátu vo formě bieložltých ihličiek, ktorý obsahuje 1,99 g sterolov, čo představuje 69,8 % z obsahu sterolov v intaktnom droždí. Získaná sterolová frakcia sa dá použiť na přípravu vitamínu Dr pre farmaceutické aplikácie, alebo

Igj lipidická frakcia sa extrahuje zo sedimentu 20-násobným nadbytkom extrakčnej zmesi etanol-hexán v objemoovom pomere 1 : 2. Rozpúšťadlo sa odpaří. Odparok sa extrahuje 4—5-krát 5-násobrtým nadbytkom acetonu. Po extrakcii zosíáva v acetone nerozpustná frakcia polárných lipidov (cca

3,5 g), ktorá obsahuje 30 % fosfolipidov. Táto frakcia može byť využitá pri príprave instantného droždia. Acetonové extrakty sa spoja, pričom postup ďalšieho spracovania je analogický ako v příklade le.

lhj Delipidizované buňkové steny, ktoré sa získajú extrákciou lipidickej frakcie podlá postupov If a lg sa odfiltrujú, zhomogenizujú a po nariadení vodou sa vysušia v rozprašovacej sušiarni. Získá sa tak velmi jemný práškovitý produkt, ktorý obsahuje 68—73 % polysacharidov, vhodný pre izoláciu čistých glukanov pre imunolarmakologické účely.

Příklad 2

Postup rovnaký ako v příklade 1, autolýza sa ukončí po 24 hodinách. V priebehu autolýzy sa do supernatantu uvolní viac ako 87 % z celkového obsahu proteínov v kvasničných buňkách.

2a j Postup rovnaký ako v příklade la, bielkovinový produkt obsahuje 76 % bielkovín.

2b) Postup rovnaký ako v příklade lb, precipitátu sa však získá. 15 g, čo je vlastně preparát invertázy s aktivitou 6,8 ukat na gram sušiny.

Příklad 3

Postup rovnaký ako v příklade 1, použije sa však objem 10 °/o suspenzie pekárskeho droždia — 1700 ml. Autolýza sa iniciuje prídavkom 170 ml čerstvého kvasničného autolyzátu, 2 g chloridu sodného a 17 g etanolu. Autolýza priebieha pri 50 °C za stálého miešania a ukončí sa po 10 hodinách. Autolyzát obsahuje 90 g surověj bielkoviny. Po centrifugácii sa získá 1300 ml supernatantu a 596 g sedimentu, pričom do supernatantu sa uvolní 30 °/o z celkového obsahu proteínov v kvasničných buňkách.

3a] Postup rovnaký ako v přiklade la, bielkovlnový produkt však obsahuje 80 % surověj bielkoviny.

b) Postup rovnaký ako v příklade lb, precipitáciou sa získá 1,7 g preparátu s aktivitou invertázy 23,5 ukat na gram sušiny.

Claims (1)

1. PREDMET

   Spósob komplexnej frakcionácie pekárskeho droždia vyznačujúci sa tým, že supernatant kvasničného autolyzátu sa vyzráža etanolom pri teplote 2 až 5 ^CC v objemovom pomere 0,9 až 2 : 1, zostatok sa po odstránení etanolu vysuší, zo· sedimentu autolyzátu sa vyextrahuje lipidická frakcia 20-násobným nadbytkom extrakčnej zmesi etanol-hexán v objemovom pomere 1 : 2, ktorá sa ďalaje frakcionuje 5-násobným nadbytkom acetónu, pričom acetónový extrakt sa po zmydelnení 15 %-ným roztokom hydroxidu draselného počas 1 h pri 80 °C dalej extrahuje hexánom, zahustí a po přidaní acetónu na výsledná koncentráciu 33 °/o hmot. v hexáne krystalizuje pri teplote —5 °C, pričom delipidizovaný zvyšok, ktorý zostal po extrakcii lipidov zo sedimentu autolyzátu, sa po zriedení vodou na 8 až 10 %-nú suspenzlu vysuší.

   Severografia, n. p. závod 7, Most

   Cena 2,40 Kčs