MD4360C1

MD4360C1 - Procedeu de obţinere a mixoxantofilei din biomasa cianobacteriei Spirulina platensis

Info

Publication number: MD4360C1
Application number: MDA20130066A
Authority: MD
Inventors: Валентина БУЛЬМАГА; Валериу РУДИК; Мария ПИСОВ; Лидия ДЕНЧИКОВ; Мария ГОНЦА; Георге ДУКА
Original assignee: Государственный Университет Молд0
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2016-02-29
Also published as: MD20130066A2; MD4360B1

Abstract

Invenţia se referă la biotehnologie, în special la un procedeu de obţinere a pigmentului carotenoidic mixoxantofila din biomasă de Spirulina platensis pentru utilizare în industria alimentară sau în medicină.Conform invenţiei, procedeul constă în aceea că se efectuează extragerea repetată a mixoxantofilei din biomasă cu soluţie hidroetanolică de 70…96% cu separarea biomasei prin centrifugare şi unificarea extractelor obţinute, la care se adaugă hidroxid de kaliu de 40%, în raport de 3:1 faţă de cantitatea de biomasă supusă extracţiei, se menţine 4…6 ore şi se adaugă hexan, după care prin decantare se separă fracţia etanolică cu conţinut de mixoxantofilă, care se diluează cu apă până la concentraţia alcoolului etilic de 45…50%, se centrifughează la 6000 rot/min, iar cristalele obţinute se spală cu soluţie de etanol de 45…50% şi se usucă.

Description

Invenţia se referă la biotehnologie, în special la un procedeu de obţinere a pigmentului carotenoidic mixoxantofila din biomasă de Spirulina platensis pentru utilizare în industria alimentară sau în medicină.

Mixoxantofila este un carotenoid glicozidic. Interesul sporit faţă de carotenoizi, inclusiv faţă de mixoxantofilă, este legat de capacitatea lor antioxidantă, ceea ce pune în faţa cercetătorilor sarcina de a elabora tehnologii de separare şi purificare a carotenoizilor pentru producerea lor în cantităţi industriale.

Este cunoscut un procedeu de obţinere a mixoxantofilei din biomasa cianobacteriei Synechocystis PCC 680, care include următoarele etape: separarea în faza staţionară (în a 4-a zi de cultivare) a biomasei de lichidul de cultură prin centrifugare, obţinerea extractului de mixoxantofilă prin adăugarea acetonei de 50% într-un mojar cu bile de sticlă, centrifugarea şi eliminarea precipitatului. În supernatantul portocaliu se conţin 95% din conţinutul total de mixoxantofilă şi doar cantităţi mici de alţi pigmenţi. Purificarea ulterioară se efectuează supunând extractul acetonic obţinut la extracţie ulterioară în faza lichid-lichid în conformitate cu următoarele proporţii (volumul total de aproximativ 1 litru): extract de mixoxantofilă - 1 parte, 1 parte acetonă, 1 parte de hexan + 1 parte de apă, se toarnă treptat una după alta într-o pâlnie şi se agită, după care se adaugă 10 g NaCl. La etapa ulterioară de separare, mixoxantofila se află în faza hexanică. Extractul hexanic este evaporat într-un evaporator rotativ la 25°C în întuneric, în decurs de 30 min. Precipitatul de mixoxantofilă se usucă. Purificarea ulterioară se efectuează prin cromatografie preparativă cu faze inverse pe coloană de Biocard (250 x 25 mm) la presiunea de 10…15 bar. Pentru separarea şi eluţia pigmentului de mixoxantofilă se utilizează soluţiile A şi B cu concentraţia iniţială în raport de 80:20 şi cea finală de 0:100. Soluţia A: amestec de acetonă-metanol cu 10% soluţie tampon fosfat, soluţia B - etilacetat. Detecţia pigmenţilor se efectuează la 405 nm. Se recomandă utilizarea mixoxantofilei sau echinenonei pentru tratamentul profilactic şi/sau terapeutic în condiţii determinate sau favorizate de procese oxidative la oameni şi animale [1].

Dezavantajele acestui procedeu constau în utilizarea unor solvenţi toxici ca acetona şi metanolul, precum şi purificarea suplimentară pe coloană de Biocard, ceea ce majorează costul şi diminuează randamentul.

Problema pe care o rezolvă invenţia propusă constă în elaborarea unui procedeu de obţinere a mixoxantofilei din biomasa cianobacteriei Spirulina platensis, care asigură excluderea unor astfel de solvenţi toxici ca acetona şi metanolul, majorarea randamentului şi obţinerea mixoxantofilei în formă de cristale cu o puritate înaltă.

Esenţa invenţiei constă în faptul că se efectuează extragerea repetată a mixoxantofilei din biomasă cu soluţie hidroetanolică de 70…96% cu separarea biomasei prin centrifugare şi unificarea extractelor obţinute, la care se adaugă hidroxid de kaliu de 40%, în raport de 3:1 faţă de cantitatea de biomasă supusă extracţiei, se menţine 4…6 ore şi se adaugă hexan, după care prin decantare se separă fracţia etanolică cu conţinut de mixoxantofilă, care se diluează cu apă până la concentraţia alcoolului etilic de 45…50%, se centrifughează la 6000 rot/min, iar cristalele obţinute se spală cu soluţie de etanol de 45…50% şi se usucă.

Rezultatul tehnic obţinut constă în utilizarea alcoolului etilic în calitate de extragent al mixoxantofilei şi excluderea unor astfel de solvenţi volatili şi toxici ca acetona şi metanolul, ceea ce facilitează etapele ulterioare de purificare (saponificarea şi precipitarea mixoxantofilei prin diminuarea concentraţiei alcoolului la valorile de 45…50%) şi asigură obţinerea mixoxantofilei sub formă de cristale, ce determină o puritate înaltă (99,9%) şi un randament de 99,0%.

Rezultatul tehnic obţinut se datorează insolubilităţii mixoxantofilei în soluţii alcoolice de 45…50%, ceea ce reprezintă o noutate şi permite separarea ei de alţi pigmenţi, care rămân în soluţie.

Exemple de realizare a invenţiei

Exemplul 1

5 g de biomasă de spirulinã se suspendă în 25 ml de apă purificată şi 175 ml de alcool etilic de 80% şi se agită în decurs de 60 min. Se centrifughează la 6000 rot/min pentru a separa extractul de restul de biomasă, la care se adaugă 100 ml alcool etilic de 70% şi se agită timp de 30 min pentru extracţia repetată a pigmenţilor. La extractele reunite se adaugă 15 ml KOH de 40%, se lasă pentru 4…6 ore pentru saponificare, apoi se adaugă 100 ml hexan pentru înlăturarea beta-carotenului şi a fracţiei lipidice. În pâlnia de decantare se separă fracţia de clorofilă saponificată, apoi fracţia etanolică ce conţine mixoxantofilă se diluează cu apă până la atingerea concentaţiei alcoolului de 50%, după care se supune centrifugării la 6000 rot/min. Cristalele obţinute se spală cu soluţie de C2H5OH de 50% şi se usucă.

Exemplul 2

10 g de biomasă de spirulină se suspendă în 75 ml de apă purificată şi 200 ml de alcool etilic de 96% şi se agită în decurs de 60 min. Se centrifughează la 6000 rot/min şi se separă extractul de restul de biomasă. La precipitatul obţinut se adaugă 140 ml alcool etilic de 96% şi se agită timp de 30 min pentru extracţia repetată a pigmenţilor. La extractele reunite se adaugă 30 ml de KOH de 40%, se lasă pe 4…6 ore pentru saponificare, apoi se mai adaugă 100 ml hexan pentru înlăturarea carotenoizilor şi a fracţiei lipidice şi se agită. În pâlnia de decantare se separă fracţia de clorofilă saponificată, apoi fracţia etanolică ce conţine mixoxantofilă se diluează cu apă până la atingerea concentraţiei alcoolului de 45%, după care se supune centrifugării la 6000 rot/min. Cristalele obţinute se spală cu soluţie de C2H5OH de 45% şi se usucă.

1. WO 2002024183 A1 2002.03.28

Claims

Procedeu de obţinere a mixoxantofilei din biomasă de Spirulina platensis, care constă în aceea că se efectuează extragerea repetată a mixoxantofilei din biomasă cu soluţie hidroetanolică de 70…96% cu separarea biomasei prin centrifugare şi unificarea extractelor obţinute, la care se adaugă hidroxid de kaliu de 40%, în raport de 3:1 faţă de cantitatea de biomasă supusă extracţiei, se menţine 4…6 ore şi se adaugă hexan, după care prin decantare se separă fracţia etanolică cu conţinut de mixoxantofilă, care se diluează cu apă până la concentraţia alcoolului etilic de 45…50%, se centrifughează la 6000 rot/min, iar cristalele obţinute se spală cu soluţie de etanol de 45…50% şi se usucă.