MD146Y - Procedeu de extragere a astaxantinei din biomasa de Haematococcus pluvialis - Google Patents
Procedeu de extragere a astaxantinei din biomasa de Haematococcus pluvialis Download PDFInfo
- Publication number
- MD146Y MD146Y MDS20090167A MDS20090167A MD146Y MD 146 Y MD146 Y MD 146Y MD S20090167 A MDS20090167 A MD S20090167A MD S20090167 A MDS20090167 A MD S20090167A MD 146 Y MD146 Y MD 146Y
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- biomass
- astaxanthin
- haematococcus pluvialis
- extract
- centrifugation
- Prior art date
Links
- JEBFVOLFMLUKLF-IFPLVEIFSA-N Astaxanthin Natural products CC(=C/C=C/C(=C/C=C/C1=C(C)C(=O)C(O)CC1(C)C)/C)C=CC=C(/C)C=CC=C(/C)C=CC2=C(C)C(=O)C(O)CC2(C)C JEBFVOLFMLUKLF-IFPLVEIFSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 235000013793 astaxanthin Nutrition 0.000 title claims abstract description 38
- MQZIGYBFDRPAKN-ZWAPEEGVSA-N astaxanthin Chemical compound C([C@H](O)C(=O)C=1C)C(C)(C)C=1/C=C/C(/C)=C/C=C/C(/C)=C/C=C/C=C(C)C=CC=C(C)C=CC1=C(C)C(=O)[C@@H](O)CC1(C)C MQZIGYBFDRPAKN-ZWAPEEGVSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 229940022405 astaxanthin Drugs 0.000 title claims abstract description 38
- 239000001168 astaxanthin Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 241000168517 Haematococcus lacustris Species 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 20
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 abstract description 4
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 1
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 3
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 2
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 230000003533 narcotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000003260 vortexing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Inventia se refera la biotehnologie, si anume la un procedeu de extragere a astaxantinei din biomasa microalgelor, care poate fi folosita in industria microbiologica, alimentara, cosmetica si farmaceutica. Procedeul de extragere a astaxantinei din biomasa de Haematococcus pluvialis include separarea biomasei de lichidul cultural, distrugerea peretilor celulari ai biomasei, prelucrarea biomasei cu un solvent organic, agitarea amestecului obtinut si separarea extractului de astaxantina prin centrifugare. Noutatea inventiei consta in aceea ca se efectueaza distrugerea mecanica a peretilor celulari ai biomasei intr-un omogenizator, in calitate de solvent se utilizeaza alcool etilic de 96%, racit pana la temperatura de 0°C, iar agitarea se efectueaza pe un agitator mecanic orbital, timp de 5…10 min.
Description
Invenţia se referă la biotehnologie, şi anume la un procedeu de extragere a astaxantinei din biomasa microalgelor, care poate fi folosită în industria microbiologică, alimentară, cosmetică şi farmaceutică.
Microalga verde Haematococcus pluvialis este un recunoscut producător de astaxantină - pigment carotenoidic cu proprietăţi antioxidante performante. Rentabilitatea proceselor biotehnologice destinate obţinerii preparatelor în bază de astaxantină depinde de aplicarea unor procedee adecvate de extragere a pigmentului, care permit a păstra structura lui nativă în procesul manipulărilor şi care nu implică substanţe constisitoare, toxice sau de altă natură, care limitează domeniile de aplicare ale extractului astaxantinic.
Este cunoscut un procedeu de extragere a astaxantinei din biomasa de Haematococcus pluvialis care constă în amestecarea biomasei separate prealabil de lichidul cultural prin centrifugare şi prelucrarea pentru distrugerea peretelui celular cu dimetilsulfoxid (DMSO), încălzit în prealabil până la 55°C şi agitarea amestecului pe vortex [1].
Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că lucrările pot fi realizate doar în condiţii speciale, care includ ventilarea intensă, şi deci, cheltuieli suplimentare. În acelaşi timp, păstrarea extractelor astaxantinice fără deteriorarea structurii moleculei pigmentului este posibilă doar la 0°C, temperatură la care DMSO trece în formă cristalină, ceea ce prezintă un obstacol pentru lucrările ulterioare. Afară de aceasta, extragerea astaxantinei, realizată cu utilizarea DMSO este incompletă, o parte din pigment rămânând în componenţa reziduului celular, după cum se vede în fig. 1.
Mai este cunoscut şi procedeul de extragere a astaxantinei în metanol, care constă în amestecarea biomasei de Haematococcus pluvialis cu alcool metilic şi cu particule de cuarţ cu dimensiunea de 0,2…1,0 mm. Amestecul se agită pe un vibrator timp de 10 min, apoi se centrifughează timp de 10 min [2].
Dezavantajul procedeului indicat constă în faptul că pentru extracţia astaxantinei se utilizează o substanţă toxică (metanolul), ceea ce limitează esenţial domeniile de utilizare ulterioară a extractelor obţinute.
Cea mai apropiată soluţie este un procedeu de extragere a astaxantinei din biomasa de Haematococcus pluvialis, care se realizează în modul următor: biomasa de Haematococcus pluvialis, separată în prealabil de lichidul cultural prin centrifugare şi tratată pentru distrugerea peretelui celular, este amestecată cu acetonă, agitată atent pe un agitator magnetic şi lăsată pentru 16 ore la temperatura camerei [3].
Dezavantajul acestui procedeu constă în durata mare a timpului de extragere care are loc la temperatura camerei timp de 16 ore, la care se produce o degradare a moleculelor de astaxantină, mai ales în cazul când extracţia se petrece în vase neermetizate. Afară de aceasta acetona este o substanţă inclusă în lista precursorilor substanţelor narcotice şi, deci, procurarea, stocarea şi utilizarea ei este asociată cu dificultăţi suplimentare.
Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în elaborarea unui procedeu eficient, inofensiv şi uşor de realizat de extragere a astaxantinei din biomasa de Haematococcus pluvialis, în urma aplicării căruia se va obţine un produs, care poate fi utilizat în diferite domenii, inclusiv în industria alimentară, cosmetică, farmaceutică.
Procedeul de extragere a astaxantinei din biomasă de Haematococcus pluvialis include separarea biomasei de lichidul cultural prin centrifugare, distrugerea pereţilor celulari ai biomasei, prelucrarea biomasei cu un solvent organic, agitarea amestecului obţinut şi separarea extractului de astaxantină prin centrifugare. Totodată se efectuează distrugerea mecanică a pereţilor celulari ai biomasei într-un omogenizator. În calitate de solvent se utilizează alcool etilic de 96%, răcit până la temperatura de 0°C, iar agitarea se efectuează pe un agitator mecanic orbital, timp de 5…10 min.
Rezultatul invenţiei constă în faptul că în urma aplicării procedeului elaborat în condiţii care nu necesită cheltuieli suplimentare se obţine un extract de astaxantină non-toxic, care poate fi păstrat fără schimbări calitative şi cantitative timp de o lună la 0°C şi care poate fi utilizat în industria alimentară, cosmetică, farmaceutică.
În plus, se reduce termenul de extragere (5…10 min), faţă de soluţia cea mai apropiată - 16 ore.
Rezultatul obţinut se datorează faptului că pentru extragere este utilizat un solvent non-toxic (alcoolul etilic de 96%), acceptat în domeniile menţionate, care este relativ ieftin, accesibil, iar lucrul cu el nu necesită condiţii speciale. Pe lângă cele menţionate, extragerea astaxantinei cu alcool etilic din biomasa de Haematococcus pluvialis este completă, fapt ce poate fi urmărit microscopic după decolorarea completă a ciştilor (fig. 2). Datorită polarităţii specifice a alcoolului etilic la utilizarea lui în calitate de solvent are loc extragerea în el a astaxantinei pure, fără incluziuni lipidice. Răcirea alcoolului până la temperatura de 0°C permite evitarea oxidării termice a astaxantinei în procesul de extracţie, împiedicând de asemenea şi solubilizarea lipidelor polare. Astfel, utilizarea alcoolului etilic de 96%, răcit la 0°C permite obţinerea unui extract astaxantinic cu un grad sporit de puritate.
Exemple de realizare a invenţiei
Exemplul 1
Biomasa de Haematococcus pluvialis în vârstă de 20 zile, ce constă din cişti roşii este separată de lichidul cultural prin centrifugare la 1500 g timp de 5 min. Sedimentul celular este supus dezintegrării mecanice într-un omogenizator pentru distrugerea peretelui celulelor incapsulate. La 1 g de biomasă se adaugă 50 mL de alcool etilic, răcit în prealabil până la temperatura de 0°C. Amestecul se pune pentru 5 min pe un agitator orbital şi se agită cu viteza de 300 rotaţii/min, după aceasta amestecul se centrifughează la 2000g timp de 5 min. Extractul de astaxantină este examinat pentru a stabili puritatea lui şi concentraţia produsului activ. Pentru aceasta se înregistrează spectrul de absorbţie al extractului în intervalul de lungimi de undă de la 400 până la 530 nm şi se fixează maximul de absorbţie. Prezenţa unui singur maxim de absorbţie la lungimea de undă de 478 nm, ceea ce corespunde absorbţiei unei soluţii de astaxantină pură în alcool etilic, indică asupra gradului înalt de puritate al produsului obţinut. Concentraţia astaxantinei se determină conform unei curbe de calibrare construită pentru soluţii standarde de astaxantină pură în alcool. În cazul nostru ea constituie 412 mkg/mL.
Extractul de astaxantină din biomasa de Haematococcus pluvialis poate fi utilizat în continuare în diferite produse ori preparate. În caz de necesitate, extractul poate fi păstrat la rece (temperatura de 0°C). Pentru a verifica calitatea extractului după o anumită perioadă de păstrare de 14 şi de 28 zile au fost înregistrate spectrele de absorbţie ale extractelor. Prezenţa unui singur maxim de absorbţie cu valoare care se deosebeşte statistic neesenţial de valoarea maximului imediat după extragere vorbeşte despre faptul că în termenii studiaţi, modificări calitative şi cantitative ale extractului de astaxantină nu au avut loc.
Exemplul 2
Biomasa de Haematococcus pluvialis în vârstă de 20 zile, ce constă din cişti roşii este separată de lichidul cultural prin centrifugare la 1500 g timp de 5 min. Sedimentul celular este supus dezintegrării într-un omogenizator mecanic pentru distrugerea peretelui celulelor încapsulate. La 1 g biomasă se adaugă 50 mL alcool etilic, răcit în prealabil la temperatura de 0°C. Amestecul se pune pentru 10 min pe un agitator magnetic oribital şi se agită cu viteza de 300 rotaţii/min. După aceasta amestecul se centrifughează la 2000 g timp de 5 min. Extractul de astaxantină este examinat pentru a stabili puritatea lui şi concentraţia produsului activ. Pentru aceasta se înregistrează spectrul de absorbţie al extractului în intervalul de lungimi de undă de la 400 până la 530 nm şi se fixează maximul de absorbţie. Prezenţa unui singur maxim de absorbţie la lungimea de undă de 478 nm, ceea ce corespunde absorbţiei soluţiei astaxantinei pure în alcool etilic, indică asupra gradului înalt de puritate al produsului obţinut. Concentraţia astaxantinei se determină conform unei curbe de calibrare construită pentru soluţii standarde de astaxantină pură în alcool. În acest caz concentraţia astaxantinei constituie 438 mkg/mL.
Extractul de astaxantină din biomasa de Haematococcus pluvialis poate fi utilizat în continuare pentru introducerea lui în diferite produse ori preparate. În caz de necesitate, extractul poate fi păstrat la rece (la temperatura de 0°C). Prezenţa unui singur maxim de absorbţie cu valoare care se deosebeşte statistic neesenţial de valoarea maximului imediat după extragere denotă faptul că în termenii studiaţi modificări calitative şi cantitative ale extractului de astaxantină nu au avut loc.
1. Orosa M., Franquera D., Cid Abalde J. Carotenoid accumulation in Haematococcus pluvialis in mixotrophic growth. Biotechnology Letters. 2001, 23, p. 373-378
2. Tomohisa Katsuda et al. Astaxantin production by Haematococcus pluvialis under illumination with LEDs. Enzyme and Microbial Technology, 2004, 35, p. 81-86
3. Mendes-Pinto M. et al. Evaluation of different cell disruption processes on encysted cells of Haematococcus pluvialis: effects on astaxantin recovery and implications for bioavailability. Journal of Applied Phycology, 200 1, 13, p. 19-24
Claims (1)
- Procedeu de extragere a astaxantinei din biomasă de Haematococcus pluvialis, care include separarea biomasei de lichidul cultural prin centrifugare, distrugerea pereţilor celulari ai biomasei, prelucrarea biomasei cu un solvent organic, agitarea amestecului obţinut şi separarea extractului de astaxantină prin centrifugare, caracterizat prin aceea că se efectuează distrugerea mecanică a pereţilor celulari ai biomasei într-un omogenizator, în calitate de solvent se utilizează alcool etilic de 96%, răcit până la temperatura de 0°C, iar agitarea se efectuează pe un agitator mecanic orbital, timp de 5…10 min.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20090167A MD146Z (ro) | 2009-09-09 | 2009-09-09 | Procedeu de extragere a astaxantinei din biomasă de Haematococcus pluvialis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20090167A MD146Z (ro) | 2009-09-09 | 2009-09-09 | Procedeu de extragere a astaxantinei din biomasă de Haematococcus pluvialis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD146Y true MD146Y (ro) | 2010-02-26 |
| MD146Z MD146Z (ro) | 2010-11-30 |
Family
ID=43568916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20090167A MD146Z (ro) | 2009-09-09 | 2009-09-09 | Procedeu de extragere a astaxantinei din biomasă de Haematococcus pluvialis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD146Z (ro) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108703978A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-10-26 | 艾苛密（上海）健康科技股份有限公司 | 深层修复功能雨生红球藻提取物及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD4104C1 (ro) * | 2010-12-22 | 2011-10-31 | Валериу РУДИК | Tulpină de algă Haematococcus pluvialis Flotow − sursă de astaxantină |
-
2009
- 2009-09-09 MD MDS20090167A patent/MD146Z/ro not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108703978A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-10-26 | 艾苛密（上海）健康科技股份有限公司 | 深层修复功能雨生红球藻提取物及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD146Z (ro) | 2010-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| İlter et al. | Optimization of phycocyanin extraction from Spirulina platensis using different techniques | |
| CN101023966A (zh) | 虾青素的保存稳定性高的绿藻提取物 | |
| Leonhardt et al. | Bio-refinery of Chlorella sorokiniana with pulsed electric field pre-treatment | |
| JP4836786B2 (ja) | 生体化合物の安定同位体標識のための組成物及び方法 | |
| Stejskal et al. | Quality enhancement of refrigerated hake muscle by active packaging with a protein concentrate from Spirulina platensis | |
| JP6868611B2 (ja) | スーパーオキシドジスムターゼ（ｓｏｄ）に富むテトラセルミス チュイイ種の微小藻類のバイオマスを得る方法 | |
| Lakshmi et al. | Anticancer potentials of secondary metabolites from endophytes of Barringtonia acutangula and its molecular characterization | |
| Twentyman et al. | Use of a bacterial neutral protease for disaggregation of mouse tumours and multicellular tumour spheroids | |
| Wang et al. | Protective effects of whey protein hydrolysate on Bifidobacterium animalis ssp. lactis Probio-M8 during freeze-drying and storage | |
| Ma et al. | Influence of rutin, FeSO4, Tween 80, aspartate and complex vitamins on synthesis of fungal exopolysaccharide | |
| Krust et al. | Biological signalling supports biotechnology–Pulsed electric fields extract a cell-death inducing factor from Chlorella vulgaris | |
| MD146Y (ro) | Procedeu de extragere a astaxantinei din biomasa de Haematococcus pluvialis | |
| Lijassi et al. | Optimized extraction of phycobiliproteins from Arthrospira platensi s: quantitative and qualitative assessment of C-Phycocyanin, Allophycocyanin, and Phycoerythrin | |
| Şimşek et al. | Partial purification and kinetic characterization of mushroom stem polyphenoloxidase and determination of its storage stability in different lyophilized forms | |
| Safitri et al. | Antioxidant activity from the enzymatic hydrolysates of Chlorella sorokiniana and its potential peptides identification in combination with molecular docking analysis | |
| Lecina et al. | Structural changes of Arthrospira sp. after low energy sonication treatment for microalgae harvesting: Elucidating key parameters to detect the rupture of gas vesicles | |
| JP2007254459A (ja) | アスタキサンチンの保存安定性が高い緑藻抽出物 | |
| EP2938741B1 (fr) | Milieu de détection de micro-organismes comprenant au moins un alkyl(thio)glycoside | |
| Georgi et al. | The organelle nature of a particle isolated from Bacillus stearothermophilus | |
| Lindsley et al. | Reagents, stains, and media: mycology | |
| Hamadnalla | Anti-microbial and anti-oxidant activities of Ziziphus spina christi, Sudanese medicinal plant | |
| TWI654984B (zh) | 蛹蟲草菌菌絲體萃取物、其製備方法及其用途 | |
| Kivilcim et al. | Preparation of sumac extract loaded microemulsion-alg microcomposites | |
| Borovikova et al. | New test-system based on the evaluation of yeast cells resistance to dehydration-rehydration stress | |
| Salmon | In vitro studies on metabolism |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK4Y | Short term patent expired |