CS272218B2

CS272218B2 - Method of biomass winning from rugae

Info

Publication number: CS272218B2
Application number: CS863044A
Authority: CS
Inventors: Laszlo Dede; Miklos Fabian; Gyula Dr Ing Hernadi; Gabor Ing Bozoki; Magdolna Dr Ott; Jozsef Sabjan; Julia Ing Jeney; Maria Ing Balint; Magdolna Marossy
Original assignee: Caola Kozmetikai
Priority date: 1986-04-25
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS71288A1; CS304486A2; CS274202B1

Description

Vynález se týká způsobu pěstování řas se zlepšenými biologickými vlastnostmi, kterých lze používat například pro výrobu kosmetických prostředků pro potravinářský, a pro krmivářský průmysl a způsobu získávání biomasy z těchto řas.

Řasy používá člověk již dávno pro nejrůznější účely. Použití pro kosmetické účely, pro potravinářský průmysl a jakožto přísad do krmiv je velmi rozšířené.

Pro uvedené účely se obecně používají mořské řasy, jakkoliv je jejich použitelnost omezena pro jejich obsah vlákniny, neboť není vypracován vhodný a ekonomický způsob pěstování řas. Tento nedostatek ztěžuje ještě skutečnost, že se v posledních letech zvyšuje znečištění moří radioaktivními látkami, kancerogenními látkami, jedovatými těžkými kovy a průmyslovými odpady; právě tyto škodlivé nečistoty se totiž v organismu hromadí. Proto se takto získané řasy nemohou použít jako celek pro kosmetické a potravinářské účely a jako přísady do krmiv; použitelná je pouze taková frakce řas, ze které se jedovaté nebo balastní směsi odstraní. Takový způsob čištění řas je znám z publikace li. Carames de Gouvea: Cosmetics and Toiletries (Kosmetické a toiletní přípravky) .svazek 95, prosinec, str. 47 až 50 (1980).

Proces čištění řas znamená, ale zásah, kterým se část biologicky účinných složek řas zničí a takto získaná frakce řas je pro kosmetické a potravinářské účely méně hodnotná (M. Jochum: Die Thalassotherapie-Alglogie, Kosmetic International,1982 (říjen), str. 76 až 78; Zajič: Properties and Products of Algae (Vlastnosti a produkty řas), N. Y. Plenům, 1970).

Při zpracování se obecně postupuje tak, že se z řas získá agar, karragenin a kyselina alginová a jednotlivě se pak tyto složky.používají.

V důsledku procesu čištění se odbourávají hodnotné provitaminy, například beta-karoten, nenasycené tuky, oleje, například kyselina arachová a linolová, čímž se snižuje hodnota kosmetických a potravinářských produktů a přísad do krmiv obsahujících takové řasy. Řasy pěstované a rostoucí v povrchových vodách mohou ve svém organismu hromadit bakterie a viry, a proto se nedají použít obecně pro kosmetické a potravinářské účely.

Tento vynález se týká způsobu pěstování řas a získávání biomasy z těchto řas, při kterém se jednak shora uvedené nedostatky odstraňují, jednak jsou takto vypěstované řasy účinnější ve srovnání s řasami získanými podle dosud známých postupů, neboť vzhledem k tomu, že se řasy vypěstované podle vynálezu nemusejí podrobovat žádnému dodatečnému čištění nebo tepelnému zpracování a v důsledku toho nejsou účinné látky řas poškozeny, takže zůstává zachována celá biologická hodnota řas. Takovéto řasy se mohou přidávat do různých kosmetických a potravinářských produktů. Způsobem podle vynálezu pěstované řasy mají další neočekávanou přednost, že pro organismus, popřípadě p-o pokožku nepostradatelné mikroprvky zavádějí do organismu ve formě vázané na mukoproteidovou bílkovinu. Tímto způsobem zaváděné různé prvky se mohou resorbovat ve větší míře a mohou působit prospěšně v, lidském nebo v živočišném organismu.

Je známo, že v případě, kdy se pěstují kmeny řas ve-sterilizované minerální vodě, například léčivé vodě nebo v termální vodě přírodního původu nebo v živném roztoku, obsahujícím jejich směsi, mohou se získat řasy, u nichž je vyloučeno, že by měly ve svém organismu nahromaděné toxické látky (rtuť, olovo, kadmium, radioaktivní nečistoty, bakterie, viry, kancerogenní a podobné látky.

Při tom se pod pojmem minerální, popřípadě minerální léčivé nebo termální vody přírodního původu míní vody obsahující především ionty a stopové prvky a to vždy v závislosti na .lokalitě jejich výskytu, které jsou pro živé organismy důležité a nezbytné. Při tom je nutno uvést, že pod pojem minerální vody patří i vody, které nemají léčivý účinek nebo mají tento léčivý účinek jen v nepatrné míře, jako např. stolní minerální vody. Ke stopovým prvkům, popřípadě jejich iontům patří především zlato, hliník, zinek, stříbro, vápník, chrom, mangan, hořčík, sodík, nikl, stroncium, měď, selen, křemík, železo a wolfram.

Složení a výskyt minerálních vod nehraje u vyrobené biomasy z řas žádnou podstatnou roli, je ale vždy lepší, když se biomasa vyrobí za pomoci minerální vody než vodovodní popřípadě destilované vody, nebot anorganické sole přítomné v minerálních vodách působí příznivě na pěstování řas a anorganické sole inkorporované do řas působí příznivě při používání biomasy (například v kosmetickém prostředku působí anorganické sole příznivě na lidskou kůži).

Jako příklad se uvádí složení některých minerálních a léčivých vod:

Budapešťský Margaretin pramen:

Kationty	mg	mg ekvivalent
K⁺	20,58	0,53
Na⁺	1759,00	76,47
wh?	0,61	0,03
Γ» Ca	6,18	0,31
.. ++ Mg	3,57	0,29
Fe⁺⁺	0,09	0,03
Al⁺⁺⁺	1,77	0,20
Suma	1791,81	77,86
Anionty
no₃~	nezjistitelný	-
ho₂	II	-
Cl	1815,5	51,20
Br	12,51	0,16
J	7,49	0,16
r	1,40	0,07
so₄”	4,76	0,10
HCO3-	1575,0	25,81
1 1 8 1	16,40	0,47
suma	3433,06	77,97
hbo₂	97,37	-
HgSiO^	47,81	-
volný COg	nezjistitelný	-
absorbovaný Og	lf	-
suma	5370,05	155,83

Minerální léčivá voda z Hevizu:

	Kationt	mg	mg ekvivalent
K + Na vyjádřeno
jako	Na⁺	42,63	1,81
nh₄ ⁺		0,2	0,01
„ ++ Ca		77,18	3,85
Mg⁺⁺		34,10	2,81
Pe⁺⁺		0,01	-
Mn⁺⁺		stopy	-
Al^		nedokazatelný	-
. +++
As
suma		154,12	8,48
Aniont
no₃~		nedokazatelný	-
no₂		((	-
Cl“		28,0	9,73
Br“		0,15.	0,001
d		0,02	-
JF“		1,32	0,56
so₄		61,91	1,28
HCO₃“		380,1	6,23
s		3,0	0,18
suma		474,50	8,982
hbo₂		5,10	-
H₂SíO₂		22,84	-
co_?		119,24
		nedokazatelný	-
suma		775,80	17,462

Stopové prvky patří rovněž k anorganickým iontům (například Au, Ag, Cr, Se). Výraz stopové prvky je užší pojem než sole nebo ionty. Vztahuje se na ty anorganické ionty, které jsou přítomny v nepatrném množství, a příznivě působí.

Léčivá minerální voda ^z Paradu obsahuje podobně kationty draslíku, sodíku, vápníku, hořčíku, dYoumocného železa, a hliníku, a z aniontů anionty chloridové, síranové, fosforečnanové a hydrogenuhličitanové a oxid uhličitý při teplotě rody 12 °C.

Minerální voda pramenů Gyula obsahuje kationt sodný, amoniový, vápenatý, hořečnatý, železnatý, hlinitý a arsenitý a aniont chloridový, bromidový, jodidový, fluoridový, síranový a hydrogenuhličitanový a oxid uhličitý.

Minerální vody, minerální léčivé a termální vody mohou kromě shora uvedených stopových prvků obsahovat ještě další stopové prvky, jako například arsen, bismut, bor, cín, zirkon, galium, germanium, indium, iridium, molybden, osmium, paladium, platinu, rhenium, radon, thuthenium, samarium, skandium, thalium, tantal, tepur, titan a vanad.

4· živný roztok se shora uvedenými kovovými ionty se může též obohacovat fluoridy.

Je známo, že účinné látky, obsažené v minerálních léčivých vodách, například malá množství anorganických iontů, se hromadí v organismu řas, připravených'způsobem podle vynálezu. Balneologické použití těchto látek má velký význam již po staletí.

Způsobem podle vynálezu získaná biomasa z vypěstovaných řas má další přednost, že se jejím prostřednictvím zavádějí do organismu potřebná malá množství anorganických iontů ve formě vázané na mukoproteidovou bílkovinu. Takto zaváděné různé prvky se mohou resorbovat ve větší míře a mohou lépe působit v lidském organismu nebo v živočišném organismu. Tímto způsobem se může ve velké míře snížit nedostatek stopových prvků v organismu.

Obzvláště příznivého působení se může dosáhnout, jestliže se řasy pěstují v živném roztoku, jehož obsah kovových iontů se přísadou dalších kovů zvyšuje. Je účelné upravovat obsah kovů v živném roztoku na koncentraci 1O“⁷ až 10“ mol/litr živného roztoku, přepočteno na každý kovový iont. V jednom živném roztoku se může pěstovat současně i několik druhů řas.

Živným roztokem se provádí sterilní proud vzduchu, obsahující oxid uhličitý v objemovém množství 0,5 až 20 %, s výhodou 1,5 až 5 %· Je účelné naočkovat roztok a během provádění sterilního vzduchu ho osvětlovat zářivkou.

Cyklus pěstování trvá 7 až 30 dní, s výhodou 12 až 14 dní. Takto získané řasy se ze živného roztoku oddělí a zpracují se. Zpracování se může provádět o sobě známými fyzikálními a chemickými způsoby. Cílem zpracování je rozštěpit buněčnou membránu mechanickým způsobem, popřípadě změnou osmotického tlaku a tímto způsobem získat buněčný obsah. Pro zpracování se může použit:

- tepelné zpracování při teplotě 40 až 200 °C za tlaku až 5 MPa,

- zpracování ultrazvukem

- zpracování detergentem, například laurylethersíranem sodným,

- zpracování mechanickým způsobem, například rozmělňováním v přítomnosti nosičového materiálu.

Zpracovávané řasy se mohou popřípadě dále zpracovávat, například tím, že se jejich buněčný obsah nechá zreagovat se sterilním roztokem sloučeniny kovu k dosažení koncentrace kovu 10 ⁷ až 10 mol/kg řas. Takto získané řasy se mohou v suché formě nebo bez vysušení dále používat. V případě kosmetických, potravinářských nebo krmivář· ských produktů se,jich používá, vztaženo na sušinu, hmotnostně 0,05 až 95 %, vedle známých kapalných a pevných přísad.

Předmětem vynálezu je tedy způsob získávání biomasy z řas pro využití v kosmetice, potravinářství a krmivářství, jehož podstata spočívá v tom, že se kultura řas naočkuje do živného roztoku s obsahem minerální vody přírodního původu nebo směsi těchto vod o hodnotě pH 5 až 7, obsahující anorganické ionty a stopové prvky a jako přísady fluorid a/nebo soli ušlechtilých kovů, sterilizovaného za tlaku nejvýše 1 MPa při teplotě 100 až 140 °C a roztokem se vede sterilní proud vzduchu s obsahem 0,5 až 20 % obj. oxidu uhličitého při teplotě místnosti a po 7 až 30 dnech růstu se řasy oddělí při teplotě 0 až 80 °C a rozrušením buněčných stěn se uvolní buněčný obsah.

Anorganické ionty zahrnují například zlato, hliník, zinek, stříbro, vápník, chrom, hořčík, mangan, sodík, nikl, stroncium, měú, selen, křemík, železo, wolfram, arsen, vizmut, bor, cín, zirkon, galium, germenium, indium, iridium, molybden, osmium_;paladium, platinu, rhenium, radon, ruthenium, samarium, skandium, thalium, tantal, telur, titan, vanad.

Mezi stopové prvky patří tytéž prvky, které byly uvedeny shora, nehoň tyto představují stejné anorganické ionty, například zlato,' stříbro, chrom a další.

Přísadami jsou například fluoridy shora uvedených anorganických iontů nebo soli shora uvedených anorganických iontů až do koncentrace 10 až 10 mol/1 počítáno pro každý kovový iont.

Sterilní proud vzduchu obsahuje 1,5 až 5 % obj. oxidu uhličitého.

Oddělení řas ze živného roztoku se provede filtrací nebo odstředěním.

Rozrušení buněčných stěn se provede teplem, při teplotě 40 až 200 °C a tlaku 5,

MPa nebo působením ultrazvuku, nebo detérgentu nebo mechanicky.

K uvolněnému buněčnému obsahu řas se přidávají sloučeniny kovů ze souboru uvede_Q —9 ného v bodu 4 až do koncentrace kovových iontů 10 ⁷ až 10 mol/1, počítáno pro každý kovový iont.

Vynález objasnují,ale neomezují následující příklady:

Příklad 1

Minerální léčivá voda z budapeštských lázní Lukács r množství 1 litru se plní do skleněné nádoby pro pěstování řas a sterilizuje se po dobu 3o minut při 121 °C za přetlaku 0,1 MPa. Sterilní roztok se naočkuje čistou kulturou řasy Scenedesmus obtisiusculus. Živným roztokem se vede sterilní proud vzduchu obsahujícího objemově 1,5 % oxidu uhličitého při 25 °C za osvětlování zářivkou a po 14 dnech se řasy oddělí od živného roztoku filtrací nebo odstředěním. Získaná řasa obsahuje malé množství anorganických iontů z léčivé minerální vody; zpracuje se ultrazvukem a získaný materiál, obsahující vodu, se používá pro kosmetické účely.

Příklad 2

Pěstování řas

Postupuje se způsobem podle příkladu 1, ale používá se minerální léčivá voda z Hévizu.

Příklad 3

Pěstování řas

Postupuje se způsobem popsaným v příkladu 1, ale používá se minerální léčivá voda z Hajduszoboszlo.

Příklad 4 . Pěstování řas

Postupuje se způsobem popsaným v příkladu 1, ale používá se minerální léčivá voda z Piešňan (ČSSR) a po naočkování kulturou se zavádí sterilní proud vzduchu, obsahující objemově 5 % oxidu uhličitého při teplotě 25 °C a za osvětlování zářivkou.

Příklad 5

Pěstování řas

Postupuje se způsobem podle příkladu 1, do minerální léčivé vody se ale za sterilních podmínek přidává 10“^ g/ml chloridu zlatitého.

Příklad 6

Pěstování řas

Postupuje se způsobem popsaným v příkladu 1, ale do minerální léčivé vody se za sterilních podmínek přidává 10“^ g/ml chloridu železitého.

Příklad 7

Postupuje se způsobem podle příkladu 2, avšak do léčivé minerální vody se přidává 10 mg/1 fluoridu lithného.

Příklad 8

Postupuje se způsobem popsaným v příkladu 1, avšak použije se minerální voda z Parádu namísto minerální léčivé vody podle příkladu 1, a tato se doplní 1 g /1 dusičnanu draselného a 0,2 g /1 hydrogenfosforečnanu draselného. Hodnota pH živného roztoku se přísadou 2N roztoku kyseliny chlorovodíkové nastavuje na 6,5. Zpracování vypěstované řasy se provádí chemickou cestou : 4 g řasy ee smísí s 825 g vody a 392 g laurylethersíranu sodného a roztok se zahřeje na teplotu 60 °C.

Příklad 9

Postupuje se způsobem podle příkladu 1, avšak místo kmene řas Scenedesmus obtisiusculus se používá kmen Chlorella pyrenoidosa.

Příklad 10

Postupuje se způsobem podle příkladu 1, avšak do živného roztoku se přidává 20 mg/1 hexachlorplatinátu sodného.

Příklad 11

Příklad 12

Postupuje se způsobem podle příkladu 1, avšak do živného roztoku se přidává wolframát sodný v množství 30 mg/1.

Claims

1. Způsob získávání biomasy řas pro využití v kosmetice, potravinářství a krmivářství, vyznačující se tím, že se kultura řas naočkuje do živného roztoku s obsahem minerální vody přírodního původu nebo směsi těchto vod o hodnotě pH 5 až 7, obsahující anorganické ionty a stopové prvky a jako přísady fluorid a/nebo soli ušlechtilých kovů, sterilizovaného za tlaku nejvýše 1 MPa, při teplotě 100 až 140 °C a roztokem se vede sterilní proud vzduchu s obsahem 6,5 až 20 % obj. oxidu uhličitého při teplotě 0 až 80 °C a rozrušením buněčných stěn se uvolní buněčný obsah.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že anorganické ionty zahrnují například zlato, hliník, zinek, stříbro, vápník, chrom, hořčík, mangan, sodík, nikl, stroncium, měď, selen, křemík, železo, wolfram, arsen, vizmut, bor, cín, zirkon, galium, germanium, indium, iridium, molybden, osmium, paladium, platinu, rhenium, radon, ruthenium, samarium, skandium, thalium, tantal, telur, titan, vanad.

3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že přísadami jsou například fluorid —2 nebo solí kovů ze souboru uvedeného v bodě 2 až do koncentrace 10 až 10 mol/1 počítáno pro každý kovový iont.

4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že sterilní proud vzduchu obsahuje 1,5 až 5 % obj. oxidu uhličitého.

5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že oddělení řas ze živného roztoku se provede filtrací nebo odstředěním.

6. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že rozrušení buněčných stěn se provede teplem, při teplotě 40 až 200 °C a tlaku až 5 MPa nebo působením ultrazvuku, nebo detergentů a nebo mechanicky.

7. Způsob podle bodu 6, vyznačující se tím, že k uvolněnému buněčnému obsahu řas se přidávají sloučeniny kovů ze souboru uvedeného v bodě 2 až do koncentrace kovových iončů 10⁹ až 10~² mol/1, počítáno pro každý kovový kont.