CS263298B1 - Způsob výroby kvasničného extraktu a ergosterolu - Google Patents

Abstract

Jedná se o způsob zpracování mikroorganismů, zejména kvasinkovitých, za účelem získání ergosterolu a kvasničného extraktu. Výhodou způsobu je dosaženi většího výtěžku ergosterolu (přes 85 %) bez nutnosti zmýdelnění lipidícké frakce při současné výrobě kvasničného extraktu. Buňky mikroorganismů o neutrálním nebo kyselém pH se prudce zahřejí z teploty 0 až 25 °C na teplotu 55 až 85 °C, načež se po 5 až 20 s rychle zchladí na teplotu 0 až 25 °C. Zchlazení musí proběhnout během jedné sekundy, načež po vyhřátí na 45 až 58 °C proběhne autolýza. Po odseparování tuhých částic, ze kterých po desintegraci se extrahuje ergosterol, se získá kvasničný extrakt. Výhodou postupu je, že dochází k podstatně menším ztrátám ergosterolu v průměhu zpracování, než u dosud používaných postupů, a využívá se i ostatních složek buňky, takže ner dochází k znehodnocení zvláště dusíkatých látek mikrobiální buňky. Postup je poměrně jednoduchý, tedy snadno realizovatelný. Nevznikají obtížně likvidovatelné odpady.

Description

Vynález se týká způsobu výroby kvasničného extraktu a ergosterolu.

Ekonimika výroby ergosterolu z mikroorganismů je závislá na jeho koncentraci ve výchozím materiálu. Z toho důvodu je vyvíjena snaha po dosaženi co největší koncentrace ergosterolu již ve stadiu fermentace. Pokusy o ovlivnění obsahu sterolů kultivačními podmínkami vedly k tomu, že sice celkový obsah sterolů se zvýšil, avšak hlavně zásluhou balasního 24 (28) dehydroerosterolu. Daleko výhodnější se ukázala cesta selekce kmene s konstitutivně vysokým obsahem ergosterolu. Tento !;ien obsahuje až 1,6 % ergosterolu. Další zvyšování obsahu ergosterolu biologickou cestou je velmi obtížné.

Způsoby úpravy surovin (např. kvasinek) biochemickou cestou, měly za cíl využít některé další části buňky před extrakt! ergosterolu tak, aby nedocházelo k jejich znehodnoceni a současně došlo k nakortcentrováni ergosterolu. Je popsán (čs. AO 189 440) způsob získávání buněčných stěn mikroorganismů pro výrobu ergosterolu založený na aktivaci lytiokýoh enzymů buňky desintegraci a následnou 10 hodinovou autolýzou. Oddělené buněčné, stěny slouží pak jako výchozí materiál pro získávání ergosterolu. Stejně tak AO 223 007 řeší nakoncentrováni ergosterolu v malém objemu balastníqh lipidů v návaznosti na technologický postup podle AO 161 299. V obou případech se jedná o nakoncentrováni části ergosterolu do určité frakce při zpracování kvasničných (mikrobiálních) buněk. Nevýhodou popsaných a známých postupů je nakoncentrováni pouze části ergosterolu. Jeho ztráty jsou sice vyváženy získáním dalších produktů, ale přesto ztráta 30 % a více % ergosterolu je dosti veliká.

Tuto nevýhodu odstraňuje způsob výroby kvasničného extraktu a ergosterolu, jehož podstatou je, že suspenze buněk mikroorganismů, s výhodou kvasinkovitýoh, o neutrálním nebo kyselém pH se podrobí .tepelnému šoku, zahřátím z teploty 0 až 36 °C na teplotu 55 až 85 °C a po 5 až 20 s zchlazením na teplotu 0 až 25 °C během doby kratší než jedna sekunda, načež se suspenze zahřeje na teplotu 45 až 58 °C, podrobí autolýze po dobu 0,5 až 4 h a oddělí se kvasničný extrakt od tuhých částic.

K extrakci ergosterolu z odseparovaných a po případném promytí tuhých částic se použije s výhodou směs nepolárního rozpouštědla, toluenu, petroleteru, hexanu nebo heptanu s přídavkem 5 až 20 4 objem, alifatického alkoholu.

Při navrhovaném postupu dojde k hydrolýze nukleových kyselin a bílkovin, přičemž lipidy, zvláště pak steroly zůstanou nezměněny. Oddělením vzniklých nízkomolekulárníoh látek dojde k úbytku suché hmoty buněk, získání kvasničného extraktu a tlm k realtivnímu nakoncentrováni ergosterolu v buňkách. Úbytek hmoty se pohybuje od 20 až 30 % původní hmoty. Nízkomolekulární látky oddělené z buněčné suspenze se po zahuštění a usušeni mohou použít jako kvalitní extrakt s vhodnými organoleptickými vlastnostmi. Postup podle vynálezu je velmi vhodný pro kontinuální výrobu a tedy pro automatizaci celého postupu. Navíc, je možnost provést desintegraci buněk po nakoncentrováni ergosterolu a jeho extrakci směsí např. petroleter-etanol (9:1) bez hydrolýzy (zmýdelnění) lipidických složek biomasy. Tím se celý postup dost zjednoduší.

Dále jsou uvedeny příklady objasňující, nikoliv však omezující podstatu vynálezu.

Příklad 1 % hmot. suspenze kvasinek Saccharomyces oerevisiae ve vodě o pH 4,5 a teplotě 21 °C byla čerpána rychlostí 1 300 ml/h přes měděný výměník, jehož konstrukce zajišťovala ohřátí suspenze na 75 °C za dobu cca 0,6 s á prodlevu při této teplotě 13 s, včetně spojovacího potrubí k chladiči, který za dobu 0,8 s ochladil suspenzi na teplotu 20 °C. Poté suspenze přicházela do průtočné temperované nádoby, kde dosáhla teploty 53 °C. Objem této míchné termostatované nádoby byl 3 000 ml, takže střední doba zdržení byla 2,3 h. Vždy po nahromadění 1 litru suspenze (v zásobní nádobě, po průtoku termostatovanou nádobou byly tuhé částice (opracované buňky) odděleny centrifugací (10 min) při 3 500 g a promyty stejným množstvím vody. Supernatent byl oddělen a po zahuštění usušen. Sediment (opracované buňky obsahující veškerý ergosterol) byl resuspendován na suspenzi 6 % hmot. suché hmoty, desintegrován a v poměru 1 díl suspenze, 2 díly etanolu a 18 dílů petroleteru (tv. 30 až 50 °C), po dobu 1 hodiny extrahován za intenzivního třepání. Z organické fáze byl isolován ergostt-rol. Obsah ergosterolu v jednotlivých frakcích v průběhu postupu podle příkladu 1 je uveden v tab 1.

Tabulka 1

Materiál	Množství suché hmoty g	Steroly g	24/28 dehydro -ergo- sterol g	Ergo· ster< g
suspenze před extrakcí	130,0	2,10	0,40	1,70
celk. suspenze po extrakci	130,0	2,10	0,40	1,70
vyextrahované buňky (opracovávané)	93,6	2,06	0,37	1,69
extrakt-suspernatant po oddělení tuhých částic	37,1	0,01	0	0,01
organická fáze po extrakci desintegrovaných opracováván, buněk		1,85	0,40	1,45

Celkový zisk ergosterolu je více než 85 % původního množství.

Přiklad 2

Stejným postupem jako v příkladu 1 byla zpracována 10 % hmot. suspenze kvasinek Candida utilis vyrostlých na sulfitových výluzích. Pro extrakci byl místo petroleteru použit hexan. Obsah sterolů v jednotlivých frakcích je uveden v tabulce 2

Tabulka 2

Materiál	Suchá hmotnost	Δ5,7- steroly	24/28 dehydro- ergosterol	Ergosterol
	g	g	g	g

pův. suspenze	130,0	0,60	0,13	0,47
suspenze po extrakci	130,0	0,58	0,11	0,47
vyextrahované buňky opracované	98,5	0,58	0,11	0,47
extrakt (supernatant po oddělení tuhých částic)	31,5	0	0	0
organická fáze (hexan) po extrakci desintegrovaných opracovaných kvasinek		0,51	0,10	0,41
Celkový zisk ergosterolu je 87	% původního množství.

Ztráty ergosterolu se při způsobu úpravy podle vynálezu pohybují do 20 %, čímž se dosahuje výhodnějších parametrů, než např. podle způsobu dle AO 189 440. Navíc je možno po desintegraci přímo extrahovat homogenát, protože k uvolnění ergosterolu z buněčného extraktu dojde v průběhu tepelného šoku a není třeba provádět zmýdelnění.

Claims (2)

1. Způsob výroby kvasničného extraktu a ergosterolu vyznčený tím, že suspenze buněk mikrorganismů, s výhodou kvasinkovitých, o neutrálním nebo kyselém pH se podrobí tepelnému šoku, zahřátím z teploty 0 až 36 °C na teplotu 55 až 85 °C a po 5 až 20 s zchlazením na teplotu 0 až 25 °C během doby kratší než jedna sekunda, načež se suspenze zahřeje na teplotu 45 až 58 °C, podrobí autolýze po dobu 0,5 až 4 h a oddělí se kvasničný extrakt od tuhých částic, které se extrahují.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že k extrakci ergosterolu z odseparovaných a po případném promytí dezintegrovaných tuhých částic se použije s výhodou směs nepolárního rozpouštědla, toluenu, petroleteru, hexanu nebo heptanu s přídavkem 5 až 20 4 objem, alifatic kého alkoholu.