DD246789A5

DD246789A5 - Method of growing algae with improved biological properties

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Publication number: DD246789A5
Authority: DD
Publication date: 1987-06-17

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.The invention relates to a method for growing prokaryols and eukaryols with improved biological properties which are suitable for cosmetic and futterergaenzende compositions. The method consists in enriching a mineral, medicinal and / or thermal water of natural origin or nutrient solution containing mixtures thereof, optionally with metal compounds up to a concentration of 10 2 mol / liter, calculated for each metal ion Pressure of a maximum of 10 bar sterilized at a temperature of 100 to 140C and then with an algae culture impt. Then a 0.5 to 20 vol .-% carbon dioxide-containing sterile air flow at room temperature through the Naehrloesung, whereupon the algae after a breeding of 7 to 30 days at a temperature of 0C to 80C separated, the algae thus obtained, if necessary known physical or chemical methods and the digested algae, if appropriate, to reach a maximum concentration of 10 2 mol / kg, calculated for each metal ion, react with metal compounds.

Description

Field of application of the invention

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.The invention relates to a process for the cultivation of prokaryotes and eukaryotes, or in other words algae having improved biological properties. The algae thus produced are suitable for cosmetic and supplemental compositions.

Characteristic of the known technical solutions

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.Algae have been used by humanity for a long time and on a large scale. The use of algae for cosmetic and food supplementing purposes and their use in the food industry are widespread.

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.In the absence of a suitable and, above all, an economical breeding method, marine algae are generally used for this, although their applicability is limited by their fibrous content. This drawback is exacerbated by the fact that marine pollution has been greatly increased in recent years by radioactive or carcinogenic substances, by heavy metals and other harmful industrial wastes, with the result that these pollutants are accumulated in the organism of the algae. As a result, the whole algae thus obtained can not be used for cosmetic purposes or in the food sector. Rather, only one such fraction can be used, which has been freed from the aforementioned pollutants. A possible purification procedure is described in the work of M. Caridesde Gouvea: "Cosmetics and Toiletries", Vol. 95 (December) pages 47-50 (1980).

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:However, this cleaning process is an intervention by which a part of the biologically active substances of the alga is destroyed, and the algal fraction thus produced is less valuable in terms of cosmetic efficiency or nutritional value. (M.Jochum: "Thalassotherapy Algology", Cosmetic International 1982 [October], pages 76-78; Jajic:

„Properties and Products of Algae", N. Y., Plenum, 1970)."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.In the workup, the procedure is generally such that agar, carrageenin and alginic acid are extracted from the algae and applied individually.

Wegen der Reinigungsprozesse werden die wertvollen Provitamine, z. B. beta-Karotin, die ungesättigten Fette und Öle, z. B.Because of the purification processes, the valuable provitamins, z. B. beta-carotene, the unsaturated fats and oils, eg. 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.Arachidic acid and linoleic acid, whereby the value of such algae-containing cosmetic compositions or feed supplement is reduced. Algae existing or grown in surface waters can accumulate bacteria and viruses in their organism, which means that they can not generally be used for cosmetic and nutritional purposes.

Object of the invention

Mit der Erfindung sollen die aufgezeigten Mangel des Standes der Technik beseitigt werden.With the invention, the indicated deficiency of the prior art should be eliminated.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention relates to a method for algae breeding, on the one hand, the above-mentioned disadvantages can be eliminated and on the other hand, the algae thus produced have an excess of activity over the algae obtained by the previously known methods.

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.The inventive method is characterized in that a mineral, curative or thermal water of natural origin or mixtures containing nutrient solution, which is optionally enriched with metal compounds to a concentration of 10 ~ ² mol / liter, calculated for each type of metal ion, under sterilized at a temperature of 100 to 14O ⁰ C and then inoculated with an algae pure culture, whereupon at room temperature, a 0.5 to 20 vol .-% carbon dioxide-containing sterile air flow through the nutrient solution leads, and that then the algae are separated after a cultivation of 7 to 30 days at a temperature of 0 to 8O ⁰ C, the so obtained algae optionally digests by known physical or chemical methods and the digested algae, if necessary, to reach a maximum concentration of 10 ~ ² mol / kg, calculated for each type of metal ion, react with metal compounds l ßt.

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.According to the new method, algae can be obtained in which it is excluded that toxic substances (mercury, lead, cadmium, radioactive contaminants, bacteria, viruses, carcinogenic substances, etc.) accumulate in their organism.

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.It has been observed that the beneficial substances present in the medicinal waters, e.g. B. trace elements and vitamins are enriched in the organism of the algae prepared by the process according to the invention.

Die balneologische Anwendung dieser Substanzen hat seit Jahrhunderten eine große Bedeutung.The balneological application of these substances has been of great importance for centuries.

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.The active substances and trace elements present in the medicinal waters are not only enriched in the organism of the algae grown according to the invention, but they also form addition or complex compounds with the mucoproteins of the algae.

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.The algae obtained according to the invention need not be subjected to a subsequent cleaning or heat treatment process; thereby, the whole alga can be mixed with the various cosmetic or food-industrial compositions or feed supplements. The active ingredients of the algae are not damaged, but the full biological value of algae is preserved. The algae prepared in this way have the further unexpected advantage of being able to introduce into the organism the trace elements indispensable for the organism or for the skin in a form bound to the mucoproteins.

Die in dieser Weise eingeführten verschiedenen Spurenelemente können in einem höheren Maße resorbiert werden und ihre Wirkung im menschlichen oder tierischen Organismus ausüben.The various trace elements introduced in this way can be absorbed to a greater extent and exert their effect in the human or animal organism.

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.The algae-containing cosmetic compositions according to the invention not only serve to increase the water content of the skin, but they also optimize the function of the enzymes present in the organism by the introduction of trace elements, which are present in a readily absorbable form.

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.The same is true for the vitamins and oils added together with the algae. A similar effect can be observed with food-grade products and with feed supplements.

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.All these outstanding and unexpected effects are attributed to the fact that the substances indispensable for the organism can be brought into the human organism in a form bound to the proteins of the algae organism, thus greatly improving their biological utilization.

Wenn die Spurenelemente allein in den Organismus eingeführt werden, so erreichen sie nicht den biologisch aktiven Zustand und können die Lebensprozesse nicht beeinflussen.When the trace elements are introduced into the organism alone, they do not reach the biologically active state and can not affect the life processes.

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.Zinc is z. As a component of at least thirty enzymes of the organism and therefore plays an important role in the protein synthesis of the skin. Zinc-containing enzymes are involved in the synthesis of deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA), and the transmission of the information needed to form the proteins is hampered by their deficiency, making it difficult to regenerate the skin.

Bei auftretendem Kupfermangel wird die kollagene Struktur der Haut geschädigt.If copper deficiency occurs, the collagenous structure of the skin is damaged.

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.Due to iron deficiency, the function of the hematopoietic organs is considerably impaired and it has been shown that iron compounds which have been applied alone as such in the organism are absorbed only insufficiently.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäß gewonnenen Algen kann ein Mangel an Spurenelementen im Organismus weitgehend verhindert werden.By using the algae obtained according to the invention, a lack of trace elements in the organism can be largely prevented.

Der erwähnte Kohlendioxyd enthaltende, sterile Luftstrom hat zweckmäßig eine Kohlendioxyd-Konzentration von 0,5 bis 20Vol.-%, vorzugsweise 1,5 bis 5Vol.-%.The mentioned carbon dioxide-containing sterile air stream expediently has a carbon dioxide concentration of 0.5 to 20% by volume, preferably 1.5 to 5% by volume.

Es ist zweckmäßig, die Nährlösung während der Durchführung der Luft mittels einer Leuchtstofflampe zu beleuchten.It is expedient to illuminate the nutrient solution during the passage of the air by means of a fluorescent lamp.

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.The aim of the resolution is to split a point of the cell membrane by a mechanical method, or by changing the osmotic pressure and in this way to gain the cell content.

Die Aufschließung kann man mittels der folgenden Methoden ausführen:The digestion can be carried out by the following methods:

— durch Wärmebehandlung bei 40 bis 200⁰C unter einem Druck von 0 bis 50 bar;- By heat treatment at 40 to 200 ⁰ C under a pressure of 0 to 50 bar;

— durch Ultraschallbehandlung;- by ultrasonic treatment;

— durch Behandlung mit einem Detergens, z. B. Natrium-laurylether-sulfat;By treatment with a detergent, e.g. For example, sodium lauryl ether sulfate;

— durch mechanische Methoden, z. B. durch Zerkleinerung in Anwesenheit eines festen Trägermaterials.- By mechanical methods, eg. B. by crushing in the presence of a solid support material.

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.If desired, the digested algae can be allowed to react further with the solution of a sterile metal compound. The invention will be explained in more detail with reference to the following examples, but is not limited to these examples.

EXAMPLES example 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.7 liters of healing water of the Budapest Lukacs bath are filled into an algae cultivation glass and sterilized for 30 minutes at 121 ° C, at an overpressure of 1 bar. The sterile solution is inoculated with an algae culture of Scenedesmusobtisiusculus. Then a sterile air stream containing 1.5% by volume of carbon dioxide is passed through the nutrient solution at 25 ° C. under illumination by means of a fluorescent lamp. After a breeding cycle of 14 days, the algae are separated from the nutrient solution. The algae thus obtained contains the valuable trace elements of medicinal water without toxic substances. The alga is disrupted by sonication and the resulting hydrous material used in cosmetic compositions.

Example 2

Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet aber ein Heilwasser aus Heviz.The procedure is as in Example 1, but uses a healing water from Heviz.

Example 3

Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet jedoch ein Heilwasser aus Hajduszoboszlo und führt keine Aufschließung mittels Ultraschall aus.The procedure is as in Example 1, but using a healing water from Hajduszoboszlo and performs no resolution by means of ultrasound.

-3- 4ΆΧ3 /ö»-3- 4ΆΧ3 / ö »

Example 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.The procedure is as in Example 1, but using a medicinal water from Piestany (Czechoslovakia) and leads after vaccination with the culture of a sterile 5VoI .-% carbon dioxide-containing air stream at 25 ° C through the nutrient solution under illumination by means of a fluorescent lamp.

Example 5

Man verfährt wie im Beispiel 1, fügt aber unter sterilen Bedingungen 10~^eg/ml Gold(lll)-chlorid dem Heilwasser zu.The procedure is as in Example 1, but added under sterile conditions 10 ~ ^e g / ml of gold (III) chloride to the healing water.

Example 6

Man verfährt wie im Beispiel 1, fügt aber 10~⁶g/ml Eisen (lll)-chloriddem Heilwasser unter sterilen Bedingungen zu.The procedure is as in Example 1, but adds 10 ~ ⁶ g / ml of iron (III) chloride to the medicinal water under sterile conditions.

Example 7

Man verfährt wie im Beispiel 2, fügt der Nährlösung jedoch 10 mg/1 Lithiumfluorid zu.The procedure is as in Example 2, but the nutrient solution adds 10 mg / l lithium fluoride.

Example 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.The procedure is as in Example 1, but using a mineral water from Parad, which is mixed with 1 g / liter of potassium nitrate and 0.2 g / liter of dipotassium hydrogen phosphate. The pH of the nutrient solution is adjusted to 6.5 by adding 2 N hydrochloric acid solution. The decomposition is not done by ultrasound, but by chemical means. For this purpose, 4 g of algae are mixed with 825 g of water and 392 g of sodium Iaurylethersulfat, whereupon the solution is heated to 60 ⁰ C.

Example 9

Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet aber den Algenstamm Chlorella pyrenoidosa anstelle von Scenedesmus obtisiusculus.The procedure is as in Example 1, but uses the algae strain Chlorella pyrenoidosa instead of Scenedesmus obtisiusculus.

Claims

claims:

1. A process for the cultivation of algae with improved biological properties, characterized in that a mineral, curative or thermal water of natural origin or mixtures containing nutrient solution, optionally with metal compounds to a concentration of 10 ~ ² mol / liter, for each type of metal ion is calculated, enriched, sterilized under a pressure of at most 10 bar at a temperature of 100 to 140 ⁰ C and then inoculated with an algae pure culture, whereupon at room temperature a 0.5 to 20Vol .-% carbon dioxide-containing sterile air flow through the Nutrient solution leads, and that then separated the algae after culturing for 7 to 30 days at a temperature of 0 to 80 ° C, the algae thus obtained optionally by known physical or chemical methods and unlocks the disrupted algae, if necessary, to achieve a concentration of maximum 10 ~ ² mol / kg, for each type of metal ions echnet, react with metal compounds.

2. The method according to claim 1, characterized in that one carries a sterile, 1.5 to 5Vol .-% carbon dioxide-containing air flow through the nutrient solution.

3. The method according to claim 1, characterized in that the algae are disrupted by ultrasonic treatment.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that fluorides and / or precious metal salts are used in the nutrient solution as additional materials.