DD246789A5 - Verfahren zur Züchtung von Algen mit verbesserten biologischen Eigenschaften - Google Patents

Verfahren zur Züchtung von Algen mit verbesserten biologischen Eigenschaften

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuechtung von Prokaryolen und Eukaryolen mit verbesserten biologischen Eigenschaften, die fuer kosmetische und futterergaenzende Kompositionen geeignet sind. Das Verfahren besteht darin, dass man eine Mineral-, Heil- und/oder Thermalwasser natuerlichen Ursprungs oder deren Gemische enthaltende Naehrloesung, die gegebenenfalls mit Metallverbindungen bis zu einer Konzentration von 10 2 Mol/Liter, fuer jedes Metallion berechnet, angereichert wird, unter einem Druck von maximal 10 bar bei einer Temperatur von 100 bis 140C sterilisiert und dann mit einer Algenreinkultur impt. Dann blaest man einen 0,5 bis 20 Vol.-% Kohlendioxyd enthaltenden sterilen Luftstrom bei Raumtemperatur durch die Naehrloesung, woraufhin man die Algen nach einer Zuechtung von 7 bis 30 Tagen bei einer Temperatur von 0C bis 80C abtrennt, die so gewonnenen Algen gegebenenfalls mittels bekannter physikalischer oder chemischer Methoden aufschliesst und die aufgeschlossenen Algen gegebenenfalls bis zur Erreichung einer Konzentration von maximal 10 2 Mol/kg, fuer jedes Metallion berechnet, mit Metallverbindungen reagieren laesst.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Züchtung von Prokaryoten und Eukaryoten, oder anders ausgedrückt, von Algen mit verbesserten biologischen Eigenschaften. Die so hergestellten Algen sind für kosmetische und futterergänzende Kompositionen geeignet.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Algen werden von der Menschheit seit langem und im großen Umfang verwendet. Die Verwendung von Algen für kosmetische und futterergänzende Zwecke sowie ihre Verwendung in der Lebensmittelindustrie sind weit verbreitet.
Mangels eines geeigneten und vor allem eines ökonomischen Züchtungsverfahrens werden hierfür im allgemeinen Meeresalgen verwendet, obwohl ihre Anwendbarkeit durch ihren Faserstoffgehalt beschränkt ist. Dieser Nachteil wird durch die Tatsache noch verstärkt, daß die Verunreinigung der Meere in den letzten Jahren durch radioaktive oder krebserregende Stoffe, durch Schwermetalle und andere schädliche industrielle Abfälle stark angestiegen ist, was zur Folge hat, daß diese Schadstoffe im Organismus der Algen angehäuft werden. Dadurch kann die so gewonnene Vollalge für kosmetische Zwecke oder auf dem Ernährungssektor nicht verwendet werden. Vielmehr ist nur eine solche Fraktion einsetzbar, die von den erwähnten Schadstoffen befreit worden ist. Ein etwaiges Reinigungsverfahren ist in der Arbeit von M.Caramesde Gouvea: „Cosmetics und Toiletries", Bd.95 (Dezember) Seiten 47-50 (1980) beschrieben.
Dieser Reinigungsprozeß stellt jedoch einen Eingriff dar, durch den ein Teil der biologisch aktiven Substanzen der Alge vernichtet wird, und die so hergestellte Algenfraktion ist hinsichtlich der kosmetischen Wirksamkeit bzw. hinsichtlich ihres Nährwertes weniger wertvoll. (M.Jochum: „DieThalassotherapie-Algologie", Kosmetic International 1982 [Oktober], Seiten 76-78; Jajic:
„Properties and Products of Algae", N. Y., Plenum, 1970).
Bei der Aufarbeitung verfährt man im allgemeinen so, daß aus den Algen Agar, Carrageenin und Alginsäure herausgezogen und einzeln angewendet werden.
Wegen der Reinigungsprozesse werden die wertvollen Provitamine, z. B. beta-Karotin, die ungesättigten Fette und Öle, z. B.
Arachinsäure und Linolsäure, verkrackt, wodurch der Wert der solche Algen enthaltenden kosmetischen Zusammensetzungen oder Futterergänzungsmittel vermindert wird. In Oberflächenwässern existierende oder gezüchtete Algen können in ihrem Organismus Bakterien und Viren anhäufen, wodurch sie für kosmetische und Ernährungszwecke nicht allgemein angewendet werden können.
Ziel der Erfindung
Mit der Erfindung sollen die aufgezeigten Mangel des Standes der Technik beseitigt werden.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Algenzüchtung, durch das einerseits die oben erwähnten Nachteile beseitigt werden können und andererseits die so hergestellten Algen einen Wirkungsüberschuß gegenüber den nach den bisher bekannten Verfahren gewonnenen Algen aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mineral-, Heil- oder Thermalwasser natürlichen Ursprungs oder deren Gemische enthaltende Nährlösung, die gegebenenfalls mit Metallverbindungen bis zu einer Konzentration von 10~2 Mol/Liter, für jede Metallionenart berechnet, angereichert wird, unter einem Druck von maximal 10 bar bei einer Temperatur von 100 bis 14O0C sterilisiert und dann mit einer Algenreinkultur impft, woraufhin man bei Raumtemperatur einen 0,5 bis 20 Vol.-% Kohlendioxid enthaltenden sterilen Luftstrom durch die Nährlösung führt, und daß man sodann die Algen nach einer Züchtung von 7 bis 30 Tagen bei einer Temperatur von 0 bis 8O0C abtrennt, die so gewonnenen Algen gegebenenfalls mittels bekannter physikalischer oder chemischer Methoden aufschließt und die aufgeschlossenen Algen gegebenenfalls bis zur Erreichung einer Konzentration von maximal 10~2 Mol/kg, für jede Metallionenart berechnet, mit Metallverbindungen reagieren läßt.
Nach dem neuen Verfahren können Algen gewonnen werden, bei denen es ausgeschlossen ist, daß sich toxische Substanzen (Quecksilber, Blei, Kadmium, radioaktive Verunreinigungen, Bakterien, Viren, krebserregende Stoffe usw.) in ihrem Organismus anhäufen.
Es wurde beobachtet, daß die in den Heilwässern vorhandenen nützlichen Substanzen, z. B. Spurenelemente und Vitamine, in dem Organismus der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Algen angereichert werden.
Die balneologische Anwendung dieser Substanzen hat seit Jahrhunderten eine große Bedeutung.
Die in den Heilwässern vorhandenen Wirkstoffe und Spurenelemente werden im Organismus der erfindungsgemäß gezüchteten Algen nicht nur angereichert, sondern sie bilden auch Additions- oder Komplexverbindungen mit den Mucoproteiden der Algen.
Die erfindungsgemäß gewonnenen Algen brauchen keinem nachträglichen Reinigungs- oder Wärmebehandlungsprozeß unterworfen werden; dadurch kann die Vollalge den verschiedenen kosmetischen oder lebensmittelindustriellen Kompositionen oder Futterergänzungsmitteln zugemischt werden. Die Wirkstoffe der Algen werden nicht beschädigt, vielmehr bleibt der volle biologische Wert der Algen erhalten. Die auf diese Weise hergestellten Algen weisen den weiteren unerwarteten Vorteil auf, daß sie die für den Organismus bzw. für die Haut unentbehrlichen Spurenelemente in einer an die Mucoproteine gebundenen Form in den Organismus eingeführt werden können.
Die in dieser Weise eingeführten verschiedenen Spurenelemente können in einem höheren Maße resorbiert werden und ihre Wirkung im menschlichen oder tierischen Organismus ausüben.
Die erfindungsgemäß hergestellten Algen enthaltenden kosmetischen Kompositionen dienen nicht nur zur Steigerung des Wassergehaltes der Haut, sondern sie optimalisieren auch die Funktion der im Organismus vorhandenen Enzyme durch die Einbringung von Spurenelementen, die in einer leicht resorbierbaren Form vorliegen.
Dasselbe gilt auch für die zusammen mit den Algen eingebrachten Vitamine und Öle. Eine ähnliche Wirkung ist bei lebensmittelartigen Produkten und bei Futterergänzungsmitteln zu verzeichnen.
Alle diese hervorragenden und unerwarteten Wirkungen werden dem Umstand zugeschrieben, daß die für den Organismus unentbehrlichen Substanzen in einer an die Eiweiße des Algenorganismus gebundenen Form in den menschlichen Organismus gebracht werden können, wodurch ihre biologische Verwertung hochgradig verbessert wird.
Wenn die Spurenelemente allein in den Organismus eingeführt werden, so erreichen sie nicht den biologisch aktiven Zustand und können die Lebensprozesse nicht beeinflussen.
Zink ist z. B. eine Komponente von mindestens dreißig Enzymen des Organismus und spielt deshalb eine bedeutende Rolle bei der Eiweißsynthese der Haut. Zinkhaltige Enzyme sind an der Synthese der Desoxyribonuckleinsäure (DNS) und der Ribonucleinsäure (RNS) beteiligt, und die Übertragung der zur Bildung der Eiweiße benötigten Informationen wird durch ihren Mangel gehemmt, wodurch die Regeneration der Haut erschwert wird.
Bei auftretendem Kupfermangel wird die kollagene Struktur der Haut geschädigt.
Durch Eisenmangel wird die Funktion der blutbildenden Organe erheblich beeinträchtigt und es hat sich gezeigt, daß Eisenverbindungen, die allein als solche in dem Organismus angebracht wurden, nur ungenügend resorbiert werden.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäß gewonnenen Algen kann ein Mangel an Spurenelementen im Organismus weitgehend verhindert werden.
Der erwähnte Kohlendioxyd enthaltende, sterile Luftstrom hat zweckmäßig eine Kohlendioxyd-Konzentration von 0,5 bis 20Vol.-%, vorzugsweise 1,5 bis 5Vol.-%.
Es ist zweckmäßig, die Nährlösung während der Durchführung der Luft mittels einer Leuchtstofflampe zu beleuchten.
Ziel der Aufschließung ist es, einen Punkt der Zellmembran mittels einer mechanischen Methode, bzw. durch Veränderung des osmotischen Druckes zu spalten und auf diese Weise den Zellinhalt zu gewinnen.
Die Aufschließung kann man mittels der folgenden Methoden ausführen:
— durch Wärmebehandlung bei 40 bis 2000C unter einem Druck von 0 bis 50 bar;
— durch Ultraschallbehandlung;
— durch Behandlung mit einem Detergens, z. B. Natrium-laurylether-sulfat;
— durch mechanische Methoden, z. B. durch Zerkleinerung in Anwesenheit eines festen Trägermaterials.
Die aufgeschlossene Alge kann man gegebenenfalls mit der Lösung einer sterilen Metallverbindung weiter reagieren lassen. Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert, ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Ausführungsbeispiele: Beispiel 1
7 Liter Heilwasser des Budapester Lukacs-Bades werden in ein Algenzüchtungsglas gefüllt und 30 Minuten bei 121 °C, bei einem Überdruck von 1 bar sterilisiert. Die sterile Lösung wird mit einer Algenreinkultur von Scenedesmusobtisiusculus geimpft. Dann wird ein steriler, 1,5 Vol.-% Kohlendioxyd enthaltender Luftstrom durch die Nährlösung bei 25°C unter Beleuchtung mittels einer Leuchtstofflampe geführt. Nach einem Züchtungszyklus von 14 Tagen wird die Alge von der Nährlösung getrennt. Die so gewonnene Alge enthält die wertvollen Spurenelemente des Heilwassers ohne toxische Substanzen. Die Alge wird durch Ultraschallbehandlung aufgeschlossen und das so gewonnene, wasserhaltige Material in kosmetischen Kompositionen verwendet.
Beispiel 2
Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet aber ein Heilwasser aus Heviz.
Beispiel 3
Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet jedoch ein Heilwasser aus Hajduszoboszlo und führt keine Aufschließung mittels Ultraschall aus.
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Beispiel 4
Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet aber ein Heilwasser aus Piestany (Tschechoslowakei) und führt nach dem Impfen mit der Kultur einen sterilen, 5VoI.-% Kohlendioxyd enthaltenden Luftstrom bei 25°C durch die Nährlösung unter Beleuchtung mittels einer Leuchtstofflampe.
Beispiel 5
Man verfährt wie im Beispiel 1, fügt aber unter sterilen Bedingungen 10~eg/ml Gold(lll)-chlorid dem Heilwasser zu.
Beispiel 6
Man verfährt wie im Beispiel 1, fügt aber 10~6g/ml Eisen (lll)-chloriddem Heilwasser unter sterilen Bedingungen zu.
Beispiel 7
Man verfährt wie im Beispiel 2, fügt der Nährlösung jedoch 10 mg/1 Lithiumfluorid zu.
Beispiel 8
Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet aber ein Mineralwasser aus Paräd, das auf 1 g/Liter Kaliumnitrat und 0,2 g/Liter Dikaliumhydrogenphosphat versetzt ist. Der pH-Wert der Nährlösung wird durch Zugabe von 2 N Salzsäurelösung auf 6,5 eingestellt. Die Aufschließung erfolgt nicht mittels Ultraschall, sondern auf chemischem Wege. Hierzu werden 4g Algen mit 825g Wasser und 392g Natrium-Iaurylethersulfat vermischt, woraufhin man die Lösung auf 600C erwärmt.
Beispiel 9
Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet aber den Algenstamm Chlorella pyrenoidosa anstelle von Scenedesmus obtisiusculus.

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zur Züchtung von Algen mit verbesserten biologischen Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mineral-, Heil- oder Thermalwasser natürlichen Ursprungs oder deren Gemische enthaltende Nährlösung, die gegebenenfalls mit Metallverbindungen bis zu einer Konzentration von 10~2 Mol/Liter, für jede Metallionenart berechnet, angereichert wird, unter einem Druck von maximal 10 bar bei einer Temperatur von 100 bis 140 0C sterilisiert und dann mit einer Algenreinkultur impft, woraufhin man bei Raumtemperatur einen 0,5 bis 20Vol.-% Kohlendioxyd enthaltenden sterilen Luftstrom durch die Nährlösung führt, und daß man sodann die Algen nach einer Züchtung von 7 bis 30 Tagen bei einer Temperatur von 0 bis 80°C abtrennt, die so gewonnenen Algen gegebenenfalls mittels bekannter physikalischer oder chemischer Methoden aufschließt und die aufgeschlossenen Algen gegebenenfalls bis zur Erreichung einer Konzentration von maximal 10~2 Mol/kg, für jede Metallionenart berechnet, mit Metallverbindungen reagieren läßt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen sterilen, 1,5 bis 5Vol.-% Kohlendioxyd enthaltenden Luftstrom durch die Nährlösung führt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Algen durch Ultraschallbehandlung aufgeschlossen werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nährlösung als Zusatzmaterialien Fluoride und/oder Edelmetallsalze verwendet werden.

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