CZ298944B6 - Zpusob izolace chitin-glukanového komplexu z plísnových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou - Google Patents
Zpusob izolace chitin-glukanového komplexu z plísnových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou Download PDFInfo
- Publication number
- CZ298944B6 CZ298944B6 CZ20060035A CZ200635A CZ298944B6 CZ 298944 B6 CZ298944 B6 CZ 298944B6 CZ 20060035 A CZ20060035 A CZ 20060035A CZ 200635 A CZ200635 A CZ 200635A CZ 298944 B6 CZ298944 B6 CZ 298944B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- chitin
- autolysis
- mycelium
- enzymatic hydrolysis
- glucan
- Prior art date
Links
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 title claims abstract description 27
- 208000035404 Autolysis Diseases 0.000 title claims abstract description 24
- 206010057248 Cell death Diseases 0.000 title claims abstract description 24
- 230000028043 self proteolysis Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 title claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 15
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 23
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 17
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 description 14
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 description 14
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 12
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 9
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 8
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 6
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006052 feed supplement Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- FYGDTMLNYKFZSV-WFYNLLPOSA-N (2s,3r,4s,5s,6r)-2-[(2r,4r,5r,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,3s,4r,5r,6s)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-WFYNLLPOSA-N 0.000 description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 4
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 4
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 3
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 3
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 241000238424 Crustacea Species 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 2
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 2
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 2
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 2
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 2
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- MSWZFWKMSRAUBD-UHFFFAOYSA-N beta-D-galactosamine Natural products NC1C(O)OC(CO)C(O)C1O MSWZFWKMSRAUBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L magnesium stearate Chemical compound [Mg+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N tristearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- FYGDTMLNYKFZSV-URKRLVJHSA-N (2s,3r,4s,5s,6r)-2-[(2r,4r,5r,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5r,6s)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1[C@@H](CO)O[C@@H](OC2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-URKRLVJHSA-N 0.000 description 1
- MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose Chemical compound N[C@H]1C(O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 0.000 description 1
- 241000235349 Ascomycota Species 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 241000221198 Basidiomycota Species 0.000 description 1
- 101710130006 Beta-glucanase Proteins 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 241000985513 Penicillium oxalicum Species 0.000 description 1
- 241000228168 Penicillium sp. Species 0.000 description 1
- 240000001462 Pleurotus ostreatus Species 0.000 description 1
- 235000001603 Pleurotus ostreatus Nutrition 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012773 agricultural material Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000002009 allergenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000002790 anti-mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000000378 dietary effect Effects 0.000 description 1
- 235000013325 dietary fiber Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 229960002442 glucosamine Drugs 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000003262 industrial enzyme Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000037356 lipid metabolism Effects 0.000 description 1
- 230000004576 lipid-binding Effects 0.000 description 1
- 235000019359 magnesium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 230000036515 potency Effects 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Rešení se týká jednoduchého, levného a ekologického zpusobu izolace chitin-glukanového komplexu z plísnových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou, kdy autolýza mycelia probíhá pri koncentraci sušiny mycelia 1 až 20 % hmotn., za teploty 30 až 60 .degree.C, pri hodnote pH 4 až 9, po dobu 5 hodin až 2 týdnu, v jejímž prubehu probíhá enzymová hydrolýza, po které se oddelí nerozpustná cást s obsahem chitin-glukanového komplexu pro další zpracování. Získaný komplex obsahuje cenné látky pro další využití v potravinárství, medicíne i kosmetice.
Description
Vynález se týká způsobu izolace chitin-glukanového komplexu, chitosanu a jejich derivátů a degradačních produktů z odpadních průmyslových plísňových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou.
Dosavadní stav techniky
Při průmyslové výrobě kyseliny citrónové a jiných organických kyselin, antibiotik, enzymů, potravinářských barviv a některých dalších látek biotechnologickým procesem vznikají velká množství odpadního plísňového mycelia, která obvykle představují pro výrobce obtížný odpad. Přestože je tato odpadní biomasa zdrojem mnoha cenných sloučenin, je obvykle spalována bez jakéhokoli užitku, zaorávána do zemědělské půdy nebo dokonce ukládána na skládkách, kde se stává nezanedbatelnou ekologickou zátěží.
Buněčná stěna většiny průmyslově využívaných plísňových kmenů, pocházejících ze tříd Zygomycetes, Basidiomycetes, Ascomycetes nebo Deuteromycetes, je tvořena sítí polysacharidů, bílkovin a lipidů. Z odborné literatury je dobře známo, že převládajícími stavebními složkami jsou chitin a (1—>3, 1—>6)-P-D-glukany. Chitin je přítomen ve formě mikrovláken zakotvených v matrici tvořenou β-D-glukany. Oba polysacharidy jsou pravděpodobně spojeny kovalentní vazbou (Nwe N., and Stevens W. F. (2002) Biotechnology Letters, 24, 1461 - 64). Některé z plísňových kmenů mohou vedle chitinu obsahovat v buněčných stěnách také chitosan.
Chitin, systematickým názvem poly-N-acetyl-( 1-»4)^-D-glukosamin, je po celulóze druhým nejrozšířenějším biopolymerem na zeměkouli. Je přítomen v mnoha životních formách, včetně hmyzu, hub a schránek korýšů. Částečnou nebo úplnou deacetylací chitinu vzniká chitosan. Stupeň deacetylace komerčních chitosanů se obvykle pohybuje v rozsahu 70 až 95 %.
Komerční chitosan se vyrábí deacetylací chitinu získaného izolačním postupem ze schránek korýšovitých organismů, které jsou získávány jako odpadní materiál při jejich zpracování.
Polykationický charakter, velká tendence vytvářet chelatační komplexy, vysoká vazebná kapacita pro vodu a lipidy a výborná biokompatibilita činí tento materiál velmi atraktivním pro mnohá průmyslová odvětví. Mezi hlavní oblasti průmyslového využití chitosanu patří zpracování odpad40 nich vod, zemědělské materiály, potravinové a krmivářské doplňky, biomedicínské a farmaceutické materiály, chromatografická a imobilizační média, kosmetika a textilní a papírenský průmysl. Fyzikálně-chemické vlastnosti chitinu a chitosanu mohou být cíleně modifikovány žádoucími směry přípravou jejich různých chemických derivátů.
β-D-glukany jsou přírodní polysacharidy složené z rozvětveného řetězce jednotek glukózy, které jsou spojeny jiným typem vazby, než mnohem známějšími polysacharidy celulóza nebo škrob. V přírodě se β-D-glukany vyskytují zejména v obilovinách, kvasnicích a houbách. Jednotlivé βD-glukany se podle původu liší svou velikostí a biologickou aktivitou. Tyto polysacharidy patří mezi účinné nespecifické imunostimulátory, látky modulující imunitní systém člověka a antioxi50 danty. Používají se jako běžná součást potravních doplňků. Nejčastěji se izolují z pekařského droždí nebo hlívy ústřičné. Jejich pozitivní účinky jsou důkladně zdokumentovány v odborné literatuře.
-1 CZ 298944 B6
Způsobem přípravy chitosan-glukanového komplexu z průmyslového mycelia několika různých plísňových rodů, včetně Penicillium sp., popsal R. Muzzarelli v patentu publikovaném v r. 1981 (Muzzarelli R.: Chitosan-glucan complex, Method for its production and end uses, patent
IT 1104351 a související patenty BE 876990, DE 2923802, FR 2432046, GB 2026516,
NL 7904674, JP 55009691 a US 4282351). Chitosan-glukanový komplex je podle tohoto postupu získáván varem mycelia určitých rodů plísní v koncentrovaném roztoku silných alkálií (30 až 50 %, hmotn ./objem) po dobu 4 až 6 hodin při teplotách vyšších než bod varu těchto roztoků při normálním tlaku. Podstatná část chitinu obsaženého ve stěnách plísňové biomasy je za těchto podmínek deacetylována na chitosan.
Patenty RU 2043995 a US 6333399 popisují způsob přípravy chitosan-glukanového komplexu opakovaným opracováním mycelia alkalickým roztokem a roztokem minerální kyseliny při zvýšených teplotách, zahrnující nakonec alkalickou deacetylaci přítomného chitinu v 10 až 30% roztoku sodného či draselného louhu s následnou neutralizací a promytím pevného podílu nerozpustíš ného v alkalickém roztoku.
Patent US 4806474 popisuje způsob výroby chitosanové a glukanové frakce z mikrobiální biomasy zahrnující působení koncentrovaného louhu za horka a kyselou extrakci.
Přihláška vynálezu US 2005236328 popisuje způsob výroby chitosan - glukanového kopolymeru s poměrem glukosaminu a glukózy v rozsahu 1:5 až 5:1 z plísňové biomasy opět obvyklým způsobem kombinujícím alkalickou hydrolýzu koncentrovanými louhovými roztoky a kyselou extrakci.
Patentová přihláška WO 03068824 nárokuje přípravu derivátů buněčných stěn plísňové či kvasniěné biomasy a tyto produkty, chitin-glukanový komplex a chitosan, připravené popsaným postupem. Způsob sestává z přípravy chitinu nebo chitin-glukanového kopolymeru se zvýšeným obsahem chitinu a následné deacetylace chitinu na chitosan v následujících krocích:
- opracování biomasy alkalickým roztokem,
- vytvoření suspenze frakce biomasy nerozpustné v alkalickém prostředí v roztoku kyseliny,
- opracování této suspenze enzymy s β-glukanázovou aktivitou s cílem úplného nebo částečného odstranění β-glukanové frakce z chitin-glukanového kopolymeru,
- alkalická deacetylace získané chitinové nebo chitin-glukanové frakce při zvýšené teplotě kombinovaná s kyselou extrakcí nebo kombinovaná alkalická a enzymová deacetylace s pomocí deacetylačních enzymů v kyselém prostředí,
- vysrážení chitosanu z kyselého roztoku.
Patent CN 1629197 popisuje enzymovou metodu extrakce a separace chitosanu zplísňového mycelia po výrobě kyseliny citrónové s použitím proteázy produkované bakteriálním kmenem
Bacillus subtilis při předčišťování polysacharidového komplexu buněčných stěn a deacetylačních enzymů pro deacetylaci chitinu přítomného v tomto komplexu na chitosan s jeho následnou izolací.
Vzhledem k tomu, že deacetylační enzymy nejsou komerčně k dispozici k průmyslovému využití a také kjejich obecně známé nízké účinnosti, popisuje celá řada patentů postupy výroby chitosanu z mikrobiální biomasy založené na hydrolýze této biomasy a současné deacetylaci přítomného chitinu na chitosan v koncentrovaných roztocích alkalických louhů. Chitosan je izolován z pevného podílu po alkalické hydrolýze kyselou extrakcí a dále zpracován.
-2CZ 298944 B6
U chitin-glukanového komplexu izolovaného z průmyslového plísňového kmene Aspergillus niger byly zjištěny také antimutagenní, antimikrobiální a antivirální účinky (Kogan G., Rauko P., and Machová E (2003) Carbohydr. Res. 338 (9), 931-5; Kogan G., et al. Advances in Chitin Science. Vol. II (Eds. Domard A., Roberts G. A. F., and Varům K. M.), Jaques André Publisher,
Lyon 1998).
Dosavadní uvedené technologické postupy jsou nákladné, produkují velká množství odpadních vod nebo nejsou dostatečně účinné.
ío Z výše uvedeného jasně vyplývá snaha po nalezení nových způsobů získávání cenných látek z odpadních zdrojů a po zvyšování výtěžku těchto látek u dosud známých výrob. Velmi důležité je i snižování ekologického rizika těchto výrob.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob izolace chitin-glukanového komplexu z plísňových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že autolýza mycelia probíhá při koncentraci sušiny mycelia 1 až 20 % hmotn., za teploty 30 až
60 °C, při hodnotě pH 4 až 9, po dobu 5 hodin až 2 týdnů, v jejímž průběhu probíhá enzymová hydrolýza, po které se oddělí nerozpustná část s obsahem chitin-glukanového komplexu pro další zpracování.
Způsob podle vynálezu se dále vyznačuje tím, že autolýza mycelia probíhá výhodně při koncent25 raci sušiny mycelia 3 až 8 = hmotn., za teploty 48 až 52 °C, při hodnotě pH 5 až 7, po dobu 24 až 48 hodin.
Způsob podle vynálezu se ještě vyznačuje tím, že účinnost autolýzy mycelia je případně zvýšena přídavkem podpůrných látek, zejména chloridu sodného, etanolu nebo etylacetátu.
Způsob podle vynálezu je dále vyznačen tím, že účinnost autolýzy mycelia je případně zvýšena přídavkem podpůrných enzymů z třídy hydroláz.
Vynález si klade za cíl dát k dispozici nový způsob izolace frakce buněčných stěn obsahujících chitin-glukanový komplex jednoduchým způsobem, totiž autolýzou mycelia ve vodném roztoku za vhodných podmínek, případně podpořenou přídavkem podpůrných enzymů z třídy hydroláz pro dokonalé rozložení bílkovin, lipidů, nukleových kyselin a dalších polysacharidů, s výjimkou chitin - glukanového komplexu. Poté se degradací převedou do roztoku, aby se oddělil nerozpustný podíl obsahující požadovaný produkt, který se dále zpracuje.
Podle doposud nepublikovaných výsledků původců vynálezu mají orálně aplikované chitinglukanové komplexy izolované z průmyslových mycelií Aspergillus niger nebo Penicillium oxalicum mimo jiné pozitivní vliv na metabolismus krevních lipidů a redukci tělesné hmotnosti, srovnatelný s komerčními chitosany, a na zvýšení snůšky a kvality vajec u nosných slepic. Tyto komplexy můžou být tudíž použity jako speciální potravinové či krmivářské doplňky s pozitivními zdravotními účinky. Kromě toho mohou být chitin—glukanové komplexy použity také jako surovina pro výrobu chitosanu deacetylací chitinu působením roztoků alkalických louhů za horka podle obecně známých postupů.
Optimální podmínky pro autolýzu plísňové biomasy či jednotlivých hydrolytických enzymů jsou známy z odborné literatury či z návodů producentů průmyslových enzymů.
Účinnost autolýzy může být zvýšena přídavkem podpůrných látek známých z odborné literatury, zejména chloridu sodného, etanolu nebo etylacetátu.
-3 CZ 298944 B6
Nerozpustný podíl získaný po autolýze, případně kombinované s hydrolýzou průmyslovými hydrolytickými enzymy, je po důkladném promytí vodou vhodným způsobem oddělen, např. dekantací či odstředěním, a usušen. Pro sušení se jeví jako nej vhodnější fluidní sušárna.
Získaný polysacharidový komplex buněčných stěn může být tabletován či jinak finálně upraven a použit jako potravinový, případně krmný doplněk - speciální vláknina se specifickými biologickými aktivitami. Polysacharidový komplex je zvláště vhodný pro snižování hladiny celkového cholesterolu, LD-cholesterolu a triacylglycerolů a pro snižování celkové tělesné hmotnosti. Kromě využití jako potravinový či krmný doplněk je chitin - glukanový komplex vhodný i jako surovina pro výrobu biomateriálů pro medicínské využití či biodegradovatelných plastů a pro výrobu kvalitního chitosanu alkalickou deacetylací.
Způsob podle vynálezu umožňuje využití stabilně dostupného zdroje biomasy stálého složení bez přítomnosti jakýchkoliv kontaminujících látek a bez sezónních výkyvů. Riziko přítomnosti bílko15 vin a jiných alergizujících složek a anorganických látek v případě využití izolovaného komplexu jako potravinového doplňku či jako přísady potravin je v tomto případě podstatně sníženo ve srovnání s komerčními chitosany vyrobenými z odpadů po zpracování korýšů.
Způsob podle vynálezu je velmi jednoduchý, levný, ekologický, s minimální spotřebou chemiká20 lií a nenáročný na výrobní zařízení, kterým se izoluje hodnotná surovina chitin-glukanový komplex z odpadního materiálu.
Následující příklady provedení způsob podle vynálezu pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly.
Příklady provedení
Příklad 1
Příprava frakce buněčných stěn autolýzou mycelia Aspergillus niger kg vlhkého odstředěného mycelia Aspergillus niger (sušina 12 % hmotn./objem) bylo doplně35 no vodou na celkový objem 100 1. Hodnota pH vzniklé suspenze byla upravena na 6,0. Autolýza probíhala při teplotě 50 °C po dobu 48 h. Po ukončení autolýzy byl oddělen nerozpustný zbytek odstředěním, několikanásobně promyt destilovanou vodou a opět odstředěn. Bylo získáno 11,3 kg vlhkého pastovitého autolyzovaného mycelia (sušina 13 % hmotn./objem). Úbytek vložené sušiny mycelia v průběhu autolýzy byl tedy 38,8 %. Autolyzovaná biomasa obsahovala přibližně 65 % chitin — glukanového komplexu. Produkt byl usušen lyofilizací a tabletován s přídavkem sorbitolu a stearanu hořečnatého pro použití jako potravinový doplněk.
Příklad 2
Příprava frakce buněčných stěn autolýzu mycelia Aspergillus niger s přídavkem komerční proteázy Corolase L10 kg vlhkého odstředěného mycelia Aspergillus niger (sušina 12 % hmotn./objem) bylo doplně50 no vodou na celkový objem 50 1. Hodnota pH vzniklé suspenze byla upravena na 6,0 a suspenze byla doplněna 250 ml komerčního roztoku proteázy Corolase L10 (Barentz, spol. s.r.o., ČR) s minimální aktivitou 850 UHb.g ’. Autolýza společně s proteolýzou podporovanou přidaným enzymem probíhala při teplotě 50 °C po dobu 48 h. Po ukončení inkubace byl oddělen nerozpustný zbytek, důkladně promyt vodou a odstředěn. Bylo získáno 5,1 kg vlhkého pastovitého autoly55 zovaného mycelia (sušina 13 % hmotn./objem). Úbytek vložené sušiny mycelia v průběhu
-4CZ 298944 B6 kombinované autolýzy a proteolýzy byl tedy 44,75 %. Získaný produkt byl usušen ve fluidní sušárně. Bylo získáno 0,66 kg suchého prášku béžové barvy, obsahujícího minimálně 80 % chitin-glukanového kopolymerů. Produkt může být použit například jako speciální potravinářská vláknina se specifickými biologickými aktivitami ve formě potravinového doplňku nebo jako surovina k výrobě chitosanu alkalickou deacetylací.
Průmyslová využitelnost io Způsob podle vynálezu umožňuje jednoduché, levné a ekologické získávání chitin-glukanového komplexu z odpadního mycelia. Získaný komplex je zvláště vhodný jako potravinový či krmný doplněk pro snižování hladiny celkového cholesterolu, LD-cholesterolu a triacylglycerolů a pro snižování celkové tělesné hmotnosti, u kterého byly také prokázány antimikrobiální účinky.
Kromě využití jako potravinový či krmný doplněk je chitin - glukanový komplex vhodný i jako surovina pro výrobu biomateriálů pro medicínské využití či biodegradovatelných plastů a pro výrobu kvalitního chitosanu alkalickou deacetylací.
Claims (4)
- 25 1. Způsob izolace chitin-glukanového komplexu z plísňových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou, vyznačující se tím, že autolýza mycelia probíhá při koncentraci sušiny mycelia 1 až 20 % hmotn. za teploty 30 až 60 °C při hodnotě pH 4 až 9 po dobu 5 hodin až 2 týdnů, v jejímž průběhu se provádí enzymatická hydrolýza, po které se oddělí nerozpustná část s obsahem chitin-glukanového komplexu pro další zpracování.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že autolýza mycelia probíhá výhodně při koncentraci sušiny mycelia
- 3 až 8 % hmotn. za teploty 48 až 52 °C při hodnotě pH 5 až 7 po dobu 24 až 48 hodin.35 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že účinnost autolýzy mycelia je případně zvýšena přídavkem podpůrných látek, zejména chloridu sodného, etanolu nebo etylacetátu.
- 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že účinnost autolýzy mycelia je případně zvýšena přídavkem podpůrných enzymů z třídy hydroláz.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060035A CZ298944B6 (cs) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | Zpusob izolace chitin-glukanového komplexu z plísnových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060035A CZ298944B6 (cs) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | Zpusob izolace chitin-glukanového komplexu z plísnových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ298944B6 true CZ298944B6 (cs) | 2008-03-19 |
Family
ID=39182999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20060035A CZ298944B6 (cs) | 2006-01-17 | 2006-01-17 | Zpusob izolace chitin-glukanového komplexu z plísnových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ298944B6 (cs) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ281220B6 (cs) * | 1993-06-24 | 1996-07-17 | Mikrobiologický Ústav Avčr | Sodná sůl karboxymetyl-beta-/1,3/-D-glukan-chitozanu, způsob její přípravy a použití |
| US20020115639A1 (en) * | 2001-02-16 | 2002-08-22 | Weiyu Fan | Glucosamine and method of making glucosamine from microbial blomass |
| CZ293310B6 (cs) * | 2001-04-23 | 2004-03-17 | Pleuran, S. R. O. | Způsob izolace imunostimulačního glukanu z hlívy ústřičné |
| CN1629197A (zh) * | 2004-10-19 | 2005-06-22 | 武汉大学 | 从柠檬酸废菌丝体中提取分离壳聚糖的方法 |
-
2006
- 2006-01-17 CZ CZ20060035A patent/CZ298944B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ281220B6 (cs) * | 1993-06-24 | 1996-07-17 | Mikrobiologický Ústav Avčr | Sodná sůl karboxymetyl-beta-/1,3/-D-glukan-chitozanu, způsob její přípravy a použití |
| US20020115639A1 (en) * | 2001-02-16 | 2002-08-22 | Weiyu Fan | Glucosamine and method of making glucosamine from microbial blomass |
| CZ293310B6 (cs) * | 2001-04-23 | 2004-03-17 | Pleuran, S. R. O. | Způsob izolace imunostimulačního glukanu z hlívy ústřičné |
| CN1629197A (zh) * | 2004-10-19 | 2005-06-22 | 武汉大学 | 从柠檬酸废菌丝体中提取分离壳聚糖的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Freimund et al. | A new non-degrading isolation process for 1, 3-β-D-glucan of high purity from baker's yeast Saccharomyces cerevisiae | |
| EP2370475B1 (en) | Production of a saccharide composition comprising glucans and mannans by alkaline and acid hydrolysis of yeast cells | |
| Jeon et al. | Continuous production of chitooligosaccharides using a dual reactor system | |
| US8753668B2 (en) | Production of beta-glucans and mannans | |
| EP1414865B1 (en) | Isolation of glucan particles and uses thereof | |
| Pal et al. | Biological method of chitin extraction from shrimp waste an eco-friendly low cost technology and its advanced application | |
| Sitanggang et al. | Aspects of glucosamine production using microorganisms | |
| Sebastian et al. | Fungal chitosan: prospects and challenges | |
| Simpson et al. | Bioprocessing of chitin and chitosan | |
| EP1409553A1 (en) | Extraction of polysaccharides from vegetable and microbial material | |
| JPH08259602A (ja) | 新規多糖体物質 | |
| JP2014522240A (ja) | 酸性媒質中での酵素加水分解を用いた単一工程でのキチン抽出 | |
| Brück et al. | Chitin and chitosan from marine organisms | |
| Vidanarachchi et al. | 38 Chitin, Chitosan, and Their Oligosaccharides in Food Industry | |
| Selvasekaran et al. | Fungal exopolysaccharides: production and biotechnological industrial applications in food and allied sectors | |
| Yaghmaei et al. | Production of chitosan by submerged fermentation from Aspergillus niger | |
| Tâm et al. | Optimization of Βeta-Glucan extraction from waste brewer’s yeast Saccharomyces cerevisiae using autolysis, enzyme, ultrasonic and combined enzyme-ultrasonic treatment | |
| Zohri et al. | Biotechnological β-glucan Production from Returned Baker´ s Yeast and Yeast Remaining after Ethanol Fermentation | |
| CZ298944B6 (cs) | Zpusob izolace chitin-glukanového komplexu z plísnových mycelií autolýzou a enzymovou hydrolýzou | |
| CZ20031404A3 (cs) | Způsob izolace imunostimulačního glukanu z hlívy ústřičné | |
| CZ299903B6 (cs) | Zpusob izolace polysacharidového komplexu bunecných sten z plísnových mycelií chemickou hydrolýzou | |
| Muzzarelli et al. | Polyuronans obtained by regiospecific oxidation of polysaccharides from Aspergillus niger, Trichoderma reesei and Saprolegnia sp. | |
| JP3075443B2 (ja) | ラミナリオリゴ糖の製造法 | |
| Siroid et al. | PROSPECTS OF INDUSTRIAL PRODUCTION OF CHITIN-GLUCAN COMPLEXES FROM FUNGAL CULTURES. | |
| Kanimozhi et al. | Production and Optimization of Chitosan from Aspergillus niger by Solid State and Submerged Fermentation and Evaluation of its Antibacterial and Antioxidant activity. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20120117 |