PL214566B1

PL214566B1 - Sposób usuwania związków selenu z mleka słodkiego

Info

Publication number: PL214566B1
Application number: PL389119A
Authority: PL
Inventors: Jan Lubinski; Antoni Waldemar Morawski; Cezary Cybulski; Bohdan Górski
Original assignee: Read Gene Spolka Akcyjna
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2013-08-30
Also published as: PL389119A1

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 214566 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 389119 ^{(51) Int.Cl.}

A23C 7/04 (2006.01) A23L 1/015 (2006.01) A23L 2/80 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 24.09.2009

(54)	Sposób usuwania związków selenu z mleka słodkiego
		(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	READ-GENE SPÓŁKA AKCYJNA, Szczecin, PL
	28.03.2011 BUP 07/11	(72) Twórca(y) wynalazku:
		JAN LUBIŃSKI, Szczecin, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	ANTONI WALDEMAR MORAWSKI, Szczecin, PL
	30.08.2013 WUP 08/13	CEZARY CYBULSKI, Wołczkowo, PL BOHDAN GÓRSKI, Szczecin, PL

PL 214 566 B1

Opis wynalazku

Selen jest pierwiastkiem niezbędnym do funkcjonowania organizmu człowieka. Stężenie w surowicy krwi odzwierciedla zawartość selenu w organizmie. Dzienne zapotrzebowanie dorosłego człowieka jest rzędu 50 - 80 microgramów. Zarówno nadmiar jak i niedomiar selenu jest niekorzystny dla organizmu. Nadmiar selenu jest toksyczny, wywołuje zespół zwany selenozą, przejawiający się niedokrwistością, atrofią organów wewnętrznych, zesztywnieniem kości, wypadaniem włosów. Dyskutowany jest też wpływ nadmiernego poziomu selenu w organizmie na ryzyko występowania raka. W takich przypadkach do diety należy wprowadzać produkty o niskiej zawartości selenu.

Jednym z najważniejszych nośników selenu z diety człowieka jest krowie mleko pochodzące ze stad hodowanych na terenach o podwyższonej zawartości selenu w glebie. Nie bez znaczenia jest również źródło selenu pochodzące z gazów spalinowych elektrociepłowni węglowych oraz pojazdów mechanicznych. Uwalniane tlenki selenu, podobnie jak tlenki siarki, migrują do roślin stanowiących karmę krów. Dodatkowo, popularne jest selenowanie paszy bydła L(+)selenometioniną, otrzymaną z dezaktywowanych komórek drożdży (Saccharomyces cerevisiae NCYC R397). W rezultacie w surowym mleku w Polsce w niektórych regionach notuje się zawartość selenu do 200 microgramów na litr. Przy stosowaniu tego mleka do produkcji wyrobów mleczarskich - sery, twarogi, białka, itp., mamy do czynienia ze zwiększoną koncentracją selenu. Produkty te wydają się bardzo nieodpowiednie jako składniki diety dla osób o podwyższonej zawartości selenu w surowicy krwi.

Usuwanie selenu z mleka nie zostało dotąd opisane w literaturze patentowej. Selen w mleku występuje w białkach, głównie jako selenometionina oraz selenocysteina, które posiadają charakter amfoteryczny. Wydobycie tych prostych aminokwasów, w których siarka zastąpiona została selenem, jest utrudnione ze względu na strukturę białek.

Nieoczekiwanie okazało się, że cel ten można osiągnąć przez zastosowanie sorbenta, który także posiada charakter amfoteryczny, z możliwością tworzenia silnych połączeń chemisorpcyjnych na powierzchni. Dodatkowym wymogiem jest, aby był to materiał dopuszczony do kontaktu z żywnością, nietoksyczny o wysokiej odporności na różne środowiska. Okazało się, że wymogom tym najlepiej odpowiada ditlenek tytanu o wysokiej powierzchni właściwej. Wspomaganie zdolności sorpcyjnych nieoczekiwanie można osiągnąć przez dodatkowe utlenienie mleka.

W zgłoszeniu patentowym RP nr P.388980 (Read-Gene S.A., Szczecin) stosowano ditlenek tytanu do usuwania selenu ze środowiska wodnego. Zakres tego zgłoszenia dotyczył wód naturalnych

2i zanieczyszczonych, zawierających nieorganiczne formy selenu, w postaci seleninów (SeO3^2-) oraz 2selenianów (SeO4^2-). Zgłoszenie to nie dotyczyło selenometioniny i selenocysteiny ze środowiska innego niż wody naturalne i zanieczyszczone, jak np. z mleka.

W publikacji L. Zhang et al., Sorption behavior of Nano-TiO₂ for the removal of selenium ions from aqueous solution, J. Hazard. Mater. (2009) doi:10.1016/j.jhazmat.2009.05.098 przedstawiono także modelowe pomiary adsorpcji nieorganicznego selenu na nano-ditlenku tytanu w wodzie destylowanej. Autorzy pracy nie stosowali selenometioniny i selenocysteiny.

Poniżej przedstawione przykłady ilustrują istotę wynalazku, ale nie ograniczają jego zakresu.

P r z y k ł a d 1.

Do szklanej zlewki wlano 100 ml mleka słodkiego otrzymanego wg technologii UHT o zawartość tłuszczu 3.2%. Następnie dodano 0.70 grama ditlenku tytanu TiO2 o powierzchni właściwej powyżej 200 m²/g. Całość mieszano w temperaturze 20^oC przez 1.5 godziny. Po tym czasie ditlenek tytanu poddano sedymentacji. Sklarowane mleko znad osadu poddano filtracji przez bibułę. Filtrat poddano mineralizacji celem oznaczenia selenu metodą HG-AAS (spektroskopia absorpcji atomowej z generowaniem wodorków). Celem porównania stężeń oznaczono również zawartość selenu w mleku wyjściowym bez obróbki di tlenkiem tytanu. Z różnicy stężeń wyliczono topień redukcji zawartości selenu w mleku, który wynosił 22.19%.

P r z y k ł a d 2.

Do szklanej zlewki wlano 100 ml mleka słodkiego otrzymanego według technologii UHT o zawartość tłuszczu 0%. Następnie dodano 0.65 grama ditlenku tytanu TiO2 o powierzchni właściwej powyżej 200 m²/g. Całość mieszano w temperaturze 20^oC przez 1.5 godziny. Po tym czasie ditlenek tytanu poddano sedymentacji. Sklarowane mleko znad osadu poddano filtracji przez bibułę. Filtrat poddano mineralizacji celem oznaczenia selenu metodą HG-AAS (spektroskopia absorpcji atomowej z generowaniem wodorków). Celem porównania stężeń oznaczono również zawartość selenu w mleku

PL 214 566 B1 wyjściowym bez obróbki ditlenkiem tytanu. Z różnicy stężeń wyliczono topień redukcji zawartości selenu w mleku, który wynosił 27.3%.

P r z y k ł a d 3.

Do szklanej zlewki wlano 100 ml mleka słodkiego otrzymanego wg technologii UHT o zawartość ₃ tłuszczu 3.2%. Następnie dodano 100 ml wody o podwyższonej zawartości tlenu do 44 mg O2/dm³. Po ₂ wymieszaniu dodano 1.05 grama ditlenku tytanu TiO2 o powierzchni właściwej powyżej 200 m²/g. Całość mieszano w temperaturze 20^oC przez 1.5 godziny. Po tym czasie ditlenek tytanu poddano sedymentacji i wirowaniu . Sklarowane mleko znad osadu poddano mineralizacji celem oznaczenia selenu metodą HG-AAS (spektroskopia absorpcji atomowej z generowaniem wodorków). Celem porównania stężeń oznaczono również zawartość selenu w mleku wyjściowym bez obróbki ditlenkiem tytanu. Z różnicy stężeń wyliczono topień redukcji zawartości selenu w mleku, który wynosił 18.57%.

P r z y k ł a d 4.

Do szklanej zlewki wlano 100 ml mleka słodkiego otrzymanego wg technologii UHT o zawartość tłuszczu 3.2%. Następnie dodano 90 ml wody naturalnej i 1m ml nadtlenku wodoru o zawartości 30% H2O2. Po wymieszaniu dodano 1.00 gram ditlenku tytanu TiO2 o powierzchni właściwej powyżej 200 m²/g. Całość mieszano w temperaturze 20^oC przez 1.5 godziny. Po tym czasie ditlenek tytanu poddano sedymentacji. Sklarowane mleko znad osadu poddano mineralizacji celem oznaczenia selenu metodą HG-AAS (spektroskopia absorpcji atomowej z generowaniem wodorków). Celem porównania stężeń oznaczono również zawartość selenu w mleku wyjściowym bez obróbki ditlenkiem tytanu. Z różnicy stężeń wyliczono topień redukcji zawartości selenu w mleku, który wynosił 52.55%.

P r z y k ł a d 5.

Do szklanej zlewki wlano 100 ml świeżego mleka słodkiego tłustego z fermy hodowlanej niepasteryzowanego. Po wymieszaniu dodano 0.4 grama ditlenku tytanu TiO2 o powierzchni właściwej powyżej 200 m²/g. Całość mieszano w temperaturze 20^oC przez 0.5 godziny. Po tym czasie ditlenek tytanu poddano sedymentacji i filtracji przez sączek rzadki. Filtrowane mleko bez osadu poddano mineralizacji celem oznaczenia selenu metodą HG-AAS (spektroskopia absorpcji atomowej z generowaniem wodorków). Celem porównania stężeń oznaczono również zawartość selenu w mleku wyjściowym bez obróbki ditlenkiem tytanu. Z różnicy stężeń wyliczono topień redukcji zawartości selenu w mleku, który wynosił 22.45%.

P r z y k ł a d 6.

Do szklanej zlewki wlano 100 ml świeżego mleka słodkiego tłustego z fermy hodowlanej niepasteryzowanego. Następnie dodano 0.05 ml nadtlenku wodoru o zawartości 30% H2O2. Po wymiesza₂ niu dodano 0.8 grama ditlenku tytanu TiO2 o powierzchni właściwej powyżej 200 m²/g. Całość mieszano w temperaturze 20^oC przez 0.5 godziny. Po tym czasie ditlenek tytanu poddano sedymentacji i filtracji przez sączek rzadki. Filtrowane mleko bez osadu poddano mineralizacji celem oznaczenia selenu metodą HG-AAS (spektroskopia absorpcji atomowej z generowaniem wodorków). Celem porównania stężeń oznaczono również zawartość selenu w mleku wyjściowym bez obróbki ditlenkiem tytanu. Z różnicy stężeń wyliczono topień redukcji zawartości selenu w mleku, który wynosił 55.36%.

P r z y k ł a d 7.

Do szklanej zlewki wlano 100 ml świeżego mleka słodkiego tłustego z fermy hodowlanej niepasteryzowanego. Następnie dodano 0.05 ml nadtlenku wodoru o zawartości 30% H2O2. Po wymiesza₂ niu dodano 0.4 grama ditlenku tytanu TiO2 o powierzchni właściwej powyżej 200 m²/g. Całość mieszano w temperaturze 20^oC przez 0.5 godziny. Po tym czasie ditlenek tytanu poddano sedymentacji i filtracji przez sączek rzadki. Filtrowane mleko bez osadu poddano mineralizacji celem oznaczenia selenu metodą HG-AAS (spektroskopia absorpcji atomowej z generowaniem wodorków). Celem porównania stężeń oznaczono również zawartość selenu w mleku wyjściowym bez obróbki ditlenkiem tytanu. Z różnicy stężeń wyliczono topień redukcji zawartości selenu w mleku, który wynosił 60.45%.

P r z y k ł a d 8.

Do szklanej zlewki wlano 100 ml świeżego mleka słodkiego tłustego z fermy hodowlanej niepasteryzowanego. Następnie dodano 0.05 ml nadtlenku wodoru o zawartości 30% H2O2. Po wymiesza₂ niu dodano 0.1 grama ditlenku tytanu TiO2 o powierzchni właściwej powyżej 200 m²/g. Całość mieszano w temperaturze 20^oC przez 0.5 godziny. Po tym czasie ditlenek tytanu poddano sedymentacji i filtracji przez sączek rzadki. Filtrowane mleko bez osadu poddano mineralizacji celem oznaczenia selenu metodą HG-AAS (spektroskopia absorpcji atomowej z generowaniem wodorków). Celem porównania stężeń oznaczono również zawartość selenu w mleku wyjściowym bez obróbki ditlenkiem tytanu. Z różnicy stężeń wyliczono topień redukcji zawartości selenu w mleku, który wynosił 68.54%.

PL 214 566 B1

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1) Sposób usuwania związków selenu z mleka słodkiego, znamienny tym, że do adsorpcji związków selenu z mleka stosuje się ditlenek tytanu o wysokiej powierzchni właściwej.
2) Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się ditlenek tytanu w ilości do 10 gramów/litr mleka, najkorzystniej do 1 grama TiO2 na litr mleka.
3) Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że najkorzystniej jest stosować ditlenek tytanu w postaci proszkowej.
4) Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że adsorpcję prowadzi się co najmniej 15 minut.
5) Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się świeże mleko zawierające tlen naturalny, najkorzystniej stosować mleko niepasteryzowane.
6) Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tlen wprowadza się do mleka w postaci tlenu ₃ cząsteczkowego, najkorzystniej w ilości nie przekraczającej 50 mg O2/dm³ mleka.
7) Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że najkorzystniej jest, gdy tlen wprowadzany do mleka wytworzony jest z rozkładu nadtlenku wodoru H2O2.
8) Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tlen wprowadzać można też do mleka w postaci wody naturalnej nasyconej gazowym tlenem, najkorzystniej zawierającej powyżej 40 mg O₂/dm³.
9) Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ditlenek tytanu usuwa się z mleka metodą sedymentacji i/lub filtracji i/lub wirowania.