RU2547175C1 - Способ получения биоэмульгатора - Google Patents
Способ получения биоэмульгатора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547175C1 RU2547175C1 RU2013148037/13A RU2013148037A RU2547175C1 RU 2547175 C1 RU2547175 C1 RU 2547175C1 RU 2013148037/13 A RU2013148037/13 A RU 2013148037/13A RU 2013148037 A RU2013148037 A RU 2013148037A RU 2547175 C1 RU2547175 C1 RU 2547175C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bioemulsifier
- chloroform
- cyanobacteria
- biomass
- separated
- Prior art date
Links
- 239000007956 bioemulsifier Substances 0.000 title claims abstract description 46
- RUVPEAOBARYHEY-ZUEOXWNTSA-N O[C@@H]1C(O[C@@H]([C@H]([C@@H]1O)O)C)OC(CC(=O)OCC)CCCCCCCCCCCCCCC Chemical compound O[C@@H]1C(O[C@@H]([C@H]([C@@H]1O)O)C)OC(CC(=O)OCC)CCCCCCCCCCCCCCC RUVPEAOBARYHEY-ZUEOXWNTSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 claims abstract description 36
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 32
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 22
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 17
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 abstract description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 8
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 8
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 8
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 7
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 7
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 7
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 6
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- 229930186217 Glycolipid Natural products 0.000 description 5
- 241000078013 Trichormus variabilis Species 0.000 description 5
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 4
- 240000002900 Arthrospira platensis Species 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UYXTWWCETRIEDR-UHFFFAOYSA-N Tributyrin Chemical compound CCCC(=O)OCC(OC(=O)CCC)COC(=O)CCC UYXTWWCETRIEDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- RMRCNWBMXRMIRW-BYFNXCQMSA-M cyanocobalamin Chemical compound N#C[Co+]N([C@]1([H])[C@H](CC(N)=O)[C@]\2(CCC(=O)NC[C@H](C)OP(O)(=O)OC3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)C)C/2=C(C)\C([C@H](C/2(C)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O RMRCNWBMXRMIRW-BYFNXCQMSA-M 0.000 description 4
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 4
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 3
- 241001647400 Mastigocladus laminosus Species 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000013345 egg yolk Nutrition 0.000 description 3
- 210000002969 egg yolk Anatomy 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical class [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000003820 Lipoxygenases Human genes 0.000 description 2
- 108090000128 Lipoxygenases Proteins 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 2
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 2
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 2
- 229960002104 cyanocobalamin Drugs 0.000 description 2
- 235000000639 cyanocobalamin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011666 cyanocobalamin Substances 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 2
- DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M thiamine hydrochloride Chemical compound Cl.[Cl-].CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960000344 thiamine hydrochloride Drugs 0.000 description 2
- 235000019190 thiamine hydrochloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000011747 thiamine hydrochloride Substances 0.000 description 2
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical group NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000192542 Anabaena Species 0.000 description 1
- 235000016425 Arthrospira platensis Nutrition 0.000 description 1
- ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L EDTA disodium salt (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589565 Flavobacterium Species 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241001148150 Mastigocladus Species 0.000 description 1
- 241000192543 Nostocaceae Species 0.000 description 1
- 241000192522 Nostocales Species 0.000 description 1
- 241000192494 Oscillatoriales Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 230000002443 hepatoprotective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical class [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000008347 soybean phospholipid Substances 0.000 description 1
- 229940082787 spirulina Drugs 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Биоэмульгатор получают путем разрушения клеточных стенок биомассы цианобактерий, добавления к полученному продукту последовательно хлороформа, метанола, водного раствора сульфата аммония с поочередным перемешиванием смесей, образующихся после каждого добавления. Полученный продукт смешивают с хлороформом и водным раствором сульфата аммония, образованную смесь выдерживают при одновременном перемешивании, затем продолжают выдержку без перемешивания. Хлороформный слой отделяют и подвергают центрифугированию с получением очищенного хлороформного слоя. Из последнего выделяют биоэмульгатор. Изобретение позволяет создать способ, характеризующийся несложной технологией и позволяющий получить биоэмульгатор, имеющий повышенные эксплуатационные характеристики, в частности повышенную эмульгирующую способность, повысить его выход. 4 пр.
Description
Изобретение относится к способам получения эмульгаторов из микроорганизмов, в частности из цианобактерий. Биоэмульгатор может использоваться в качестве компонента моющих и косметических средств, компонента пищевых продуктов, в том числе аналогично лецитину, получаемому из яичных желтков или сои.
Биоэмульгатор представляет собой смесь различных полярных липидов и проявляет поверхностно-активные свойства за счет того, что молекулы химических веществ, входящих в состав биоэмульгатора, содержат как неполярные фрагменты (остатки жирных кислот), так и полярные фрагменты (замещенный глицерин, фосфатные группы, остатки сахаров, остатки аминокислот, остаток этаноламина, остатки четвертичных аммониевых солей).
Известен способ получения биоэмульгатора - порошка лецитина из яичных желтков, описанный в JPH04210989, 1992, заключающийся в экстракции лецитина из яичных желтков, растворении полученного продукта в спирте, содержащем не менее трех атомов углерода, и гидрогенизации лецитина на палладиевом катализаторе при температуре от 50 до 90°C. Недостатки способа заключаются в его высокой себестоимости, обусловленной необходимостью использования сравнительно дорогого сырья - яичных желтков, взрывоопасного газа - водорода, и катализатора, содержащего драгоценный металл, а также в сложной технологии, обусловленной необходимостью отделения катализатора от получаемого продукта и обеспечения взрывобезопасности производства.
Известен способ получения биоэмульгатора - соевого лецитина, описанный в JPH03143356, 1991, заключающийся в культивировании генетически модифицированной сои, не производящей ферменты липоксигеназы, и получении из нее лецитина. При этом получаемый лецитин является более стабильным по сравнению с лецитином, производимым из генетически немодифицированной сои, поскольку получаемый лецитин не содержит ферменты липоксигеназы и его окисляемость кислородом воздуха существенно снижена. Недостатки способа заключаются в его высокой себестоимости, обусловленной необходимостью использования плодородных земель и высокими затратами на культивирование растений, а также сложностью технологии вследствие проведения гомогенизации волокнистых структур и удаления свободных жирных кислот и триглицеридов. Кроме того, лецитин, полученный таким способом, обладает сложным составом, в который входят молекулы различной полярности, что существенно сужает сферу его использования.
Наиболее близким к изобретению является способ получения композиции для эмульгирования углеводородов, описанный в US 5518726, 1996.
Согласно указанному способу проводят культивирование микроорганизмов рода Flavobacterium, которое осуществляют в присутствии 1000 мл водно-солевой среды и 1 мл керосина в конической колбе объемом 5000 мл в течение 5 дней при температуре 30°C и перемешивании со скоростью 100 об/мин. После культивирования клетки микроорганизмов отделяют путем центрифугирования, супернатант охлаждают до температуры 4°C и добавляют к нему предварительно охлажденный ацетон в количестве 3000 мл. Смесь перемешивают и оставляют на 2-3 дня. После этого выделившийся осадок отделяют центрифугированием и используют в качестве биоэмульгатора. Полученный таким образом биоэмульгатор содержит 18,4% белка, 18,8% углеводов и 28,6% липидов.
Недостатки указанного способа заключаются в том, что получаемый в результате его проведения биоэмульгатор вследствие низкого содержания липидов имеет ограниченное применение и обладает недостаточной эмульгирующей способностью. Кроме того, используемые при получении биоэмульгатора микроорганизмы сохраняют жизнеспособность только при искусственном поддержании таких условий, как температура, соленость и pH среды. Известный способ также не обеспечивает достаточно высокого выхода биоэмульгатора вследствие того, что получение эмульгатора проводят лишь из внеклеточных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.
Таким образом, описываемый способ недостаточно эффективен.
Задача описываемого способа получения биоэмульгатора заключается в повышении его эффективности.
Поставленная задача решается описываемым способом получения биоэмульгатора путем разрушения клеточных стенок биомассы цианобактерий, добавления к полученному продукту последовательно хлороформа, метанола, водного раствора сульфата аммония с поочередным перемешиванием смесей, образующихся после каждого добавления, после чего смешивают полученный продукт с хлороформом и водным раствором сульфата аммония, образованную смесь выдерживают при одновременном перемешивании, затем продолжают выдержку без перемешивания, отделяют хлороформный слой и подвергают его центрифугированию с получением очищенного хлороформного слоя, после чего выделяют из последнего целевой биоэмульгатор.
Достигаемый технический результат заключается в создании способа, характеризующегося несложной технологией и позволяющего получить биоэмульгатор, имеющий повышенные эксплуатационные характеристики, в частности повышенную эмульгирующую способность, повышенный его выход.
При проведении указанного способа в качестве цианобактерий могут быть использованы, например, цианобактерии, относящиеся к порядку Ностоковые (Nostocales), в частности относящиеся к семейству Ностоковые (Nostocaceae), в частности относящиеся к роду Anabaena, в частности относящиеся к виду Anabaena variabilis. В качестве цианобактерий также могут, например, использоваться цианобактерии, относящиеся к порядку Stigonematales, в частности относящиеся к роду Mastigocladus, в частности относящиеся к виду Mastigocladus laminosus. В качестве цианобактерий также могут, например, использоваться цианобактерии, относящиеся к порядку Oscillatoriales, в частности относящиеся к роду Spirulina, в частности относящиеся к виду Spirulina platens.
Описываемый способ проводят следующим образом.
Для получения биомассы цианобактерий проводят культивирование используемых цианобактерий.
Культивирование возможно проводить различным образом, например, в открытых системах (пруды, каналы и другие водоемы), с использованием промышленного или лабораторного оборудования, например, в фотобиореакторе.
Так, культивирование цианобактерий в фотобиореакторе проводят при освещении белым светом не менее 60 Вт/м2, длине светового дня 12 ч, при перемешивании со скоростью 120-180 об/мин. Оптимальная температура культивирования составляет 30-45°C, среда для культивирования сине-зеленых водорослей - BG11 или JM. Через фотобиореактор осуществляют барботаж воздуха с добавкой углекислого газа. После наработки биомассы (через 96-120 ч) культуральную среду отделяют центрифугированием при 5000 g.
Проводят разрушение клеточных стенок биомассы цианобактерий. При этом разрушение клеточных стенок биомассы цианобактерий возможно осуществлять различными путями, в частности путем обработки ультразвуком, путем замораживания с последующим лиофильным высушиванием под вакуумом, путем обработки микроволновым излучением, путем продавливания через френч-пресс с мелкоячеистым ситом под давлением.
К продукту, полученному при разрушении клеточных стенок биомассы цианобактерий, добавляют хлороформ и перемешивают образованную смесь, добавляют к последней метанол с последующим перемешиванием полученной смеси. Затем к последней добавляют водный раствор сульфата аммония и перемешивают образованную смесь. Полученный продукт смешивают с хлороформом и водным раствором сульфата аммония, выдерживают его при одновременном перемешивании, затем продолжают выдержку без перемешивания с последующим отделением хлороформного слоя. Хлороформный слой направляют на центрифугирование с получением очищенного хлороформного слоя. Из последнего выделяют целевой биоэмульгатор.
Выделение биоэмульгатора возможно осуществлять, в частности, упариванием очищенного хлороформного слоя досуха. Возможно также, при необходимости получения биоэмульгатора, используемого, например, в целях изготовления гепатопротекторных препаратов, полученный очищенный хлороформный слой подвергнуть фракционированию, а именно провести его разделение на препаративной хроматографической колонке с силикагелем. При этом через колонку пропускают последовательно хлороформ, ацетон и метанол, собирая каждую фракцию отдельно. Полученные метанольные и ацетоновые фракции упаривают на роторном испарителе, получая биоэмульгатор, содержащий гликолипиды и биоэмульгатор, содержащий фосфолипиды, соответственно.
При проведении описываемого способа перемешивание возможно проводить, в частности, с использованием мешалок различной конструкции, с использованием ультразвуковой обработки. В последнем случае используют предпочтительно следующий режим: частота ультразвука 20 кГц-40 кГц, мощность 30-100 Вт, время обработки 1-10 мин.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие описываемый способ, но не ограничивающие его.
Пример 1
Для получения биомассы используемых цианобактерий проводят культивирование цианобактерий в фотобиореакторе при освещении белым светом не менее 60 Вт/м2, длине светового дня 12 ч при перемешивании со скоростью 180 об/мин. Оптимальная температура культивирования для цианобактерий вида Anabaena variabilis составляет 3-35°C, среда для культивирования сине-зеленых водорослей - BG11 (NaNO3 15,0 г/л, K2HPO4 0,4 г/л, MgSO4×7H2O 0,75 г/л, CaCl2×2H2O 0,32 г/л, лимонная кислота 0,06 г/л, цитрат натрия и аммония 0,06 г/л, трилон Б 0,010 г/л, Na2CO3 0,2 г/л, H3BO3 0,03 г/л, MnCl2×4Н2О 0,02 г/л, ZnSO4×7H2O 0,002 г/л, Na2MoO4×2H2O 0,004 г/л, CuSO4×5H2O 0,001 г/л, Co(NO3)2×6H2O 0,001 г/л). Через фотобиореактор осуществляют барботаж воздуха со скоростью 1 л/мин с добавкой углекислого газа со скоростью 5 мл/мин. После наработки биомассы (через 96-120 ч) культуральную среду отделяют центрифугированием при 5000 g.
Проводят процесс разрушения клеточных стенок биомассы цианобактерий. Для этого влажную биомассу цианобактерий вида Anabaena variabilis обрабатывают ультразвуком с частотой 40 кГц, мощностью 100 Вт в течение 10 минут. К гомогенизированной биомассе добавляют хлороформ в расчете 50 частей хлороформа на 1 часть биомассы и полученную смесь перемешивают с использованием обработки ультразвуком (УЗ) (40 кГц, 100 Вт) в течение 10 мин, затем добавляют 100 частей метанола и смесь вновь перемешивают с использованием обработки ультразвуком (40 кГц, 100 Вт) в течение 1 мин. После этого к полученной смеси добавляют 50 частей 10% водного раствора сульфата аммония и перемешивают с использованием обработки ультразвуком в том же режиме в течение 10 мин. Для образования двухфазной системы к получаемому продукту добавляют 50 частей метанола и 50 частей 10% водного раствора сульфата аммония, после чего смесь выдерживают при перемешивании с частотой вращения мешалки 120 об/мин в течение 5 мин. По окончании перемешивания полученный продукт выдерживают в течение 20 мин без перемешивания для более полного разделения фаз. Хлороформный (нижний) слой подвергают центрифугированию в течение 5 мин при 1000 g для удаления остатков воды и элементов клеточной стенки. Для получения готового продукта очищенный хлороформный слой упаривают на роторном испарителе досуха. Полученный биоэмульгатор имеет следующий состав, % масс.: полярные липиды 81, из которых гликолипиды 70, фосфолипиды 11, остальное - триацилглицериды, свободные жирные кислоты. Выход биоэмульгатора составляет 23% масс. по отношению к используемой биомассе. Выход биоэмульгатора, получаемого известным способом, значительно меньше (не более 10% масс.) вследствие использования при получении последнего лишь внеклеточных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.
Для оценки эмульгирующей способности готового продукта проводят получение эмульсии трибутирина. К 40 мл водного раствора полученного биоэмульгатора концентрацией 1% масс. добавляют 10 мл трибутирина и обрабатывают ультразвуком при мощности 85 Вт и частоте 20 кГц в течение 1 мин. Получают эмульсию, сохраняющую стабильность (не расслаивающуюся) в течение 7 дней. Для получения эмульсии аналогичной стабильности с использованием известного биоэмульгатора последний необходимо использовать в количестве, большем в 2-3 раза.
Пример 2
Для получения биомассы используемых цианобактерий проводят культивирование цианобактерий. Культивирование проводят в фотобиореакторе при освещении белым светом не менее 60 Вт/м2, длине светового дня 12 ч, при перемешивании со скоростью 120 об/мин. Оптимальная температура культивирования для цианобактерий вида Mastigocladus laminosus составляет 40-45°С, среда для культивирования - Яворский JM (Ca(NO3)2×4H2O 4,0 г/л, MgSO4×7H2O 10,0 г/л, KH2PO4 2,48 г/л, NaHCO3 3,18 г/л, ЭДТА, соль железа и натрия 0,45 г/л, ЭДТА, динатриевая соль 0,45 г/л, MnCl2×4H2O 0,278 г/л, H3BO3 0,496 г/л, цианокобаламин 0,008 г/л, гидрохлорид тиамина 0,008 г/л, (NH4)6Mo7O24×4H2O 0,20 г/л, биотин 0,008 г/л, NaNO3 16,0 г/л, Na2HPO4×12H2O 7,2 г/л). Через фотобиореактор осуществляют барботаж воздуха со скоростью 1 л/мин с добавкой углекислого газа со скоростью 5 мл/мин. После наработки биомассы (через 96-120 ч) культуральную среду отделяют центрифугированием при 5000 g.
Проводят процесс разрушения клеточных стенок биомассы цианобактерий. Для этого биомассу подвергают замораживанию, затем лиофильно сушат при остаточном вакууме не более 1,0 мбар.
К лиофильно-высушенной биомассе цианобактерий вида Mastigocladus laminosus добавляют хлороформ в расчете 10 частей хлороформа на 1 часть биомассы и смесь перемешивают с частотой вращения мешалки 120 об/мин в течение 5 мин, затем добавляют к ней 20 частей метанола и вновь перемешивают с частотой вращения 120 об/мин в течение 10 мин. После этого к образованной смеси добавляют 10 частей 10% водного раствора сульфата аммония и перемешивают с частотой вращения 120 об/мин в течение 5 мин. Для образования двухфазной системы к полученной смеси добавляют 10 частей метанола и 10 частей 10% водного раствора сульфата аммония, после чего выдерживают при перемешивании с частотой вращения мешалки 120 об/мин в течение 10 мин. По окончании перемешивания полученный продукт выдерживают в течение 20 мин без перемешивания для более полного разделения фаз. Хлороформный (нижний) слой отделяют и подвергают центрифугированию в течение 5 мин при 1000 g для очистки от остатков воды и элементов клеточной стенки. Для выделения готового продукта образованный очищенный хлороформный слой упаривают на роторном испарителе досуха. Полученный биоэмульгатор имеет следующий состав, % масс.: полярные липиды 77, из которых гликолипиды 63, фосфолипиды 14, остальное триацилглицериды, свободные жирные кислоты. Выход биоэмульгатора составляет 24% масс. по отношению к используемой биомассе. Выход биоэмульгатора, получаемого известным способом, составляет не более 10% масс.
К 40 мл водного раствора полученного биоэмульгатора концентрацией 1% масс. добавляют 10 мл подсолнечного масла и обрабатывают ультразвуком при мощности 100 Вт и частоте 20 кГц в течение 1 мин, затем, через одну минуту, обработку ультразвуком проводят повторно. Получают эмульсию, сохраняющую стабильность (не расслаивающуюся) в течение 6,3 суток. Для получения эмульсии аналогичной стабильности с использованием известного биоэмульгатора последний необходимо использовать в количестве, большем в 2-3 раза.
Пример 3
Для получения биомассы цианобактерий проводят культивирование используемых цианобактерий. Культивирование проводят в фотобиореакторе при освещении белым светом не менее 60 Вт/м2, длине светового дня 12 ч, при перемешивании со скоростью 120 об/мин. Оптимальная температура культивирования для цианобактерий вида Spirulina platenes составляет 30-35°C, среда для культивирования - Яворский JM (Ca(NO3)2×4H2O 4,0 г/л, MgSO4×7H2O 10,0 г/л, KH2PO4 2,48 г/л, NaHCO3 3,18 г/л, ЭДТА, соль железа и натрия 0,45 г/л, ЭДТА, динатриевая соль 0,45 г/л, MnCl2×4H2O 0,278 г/л, H3BO3 0,496 г/л, цианокобаламин 0,008 г/л, гидрохлорид тиамина 0,008 г/л, (NH4)6Mo7O24×4H2O 0,20 г/л, биотин 0,008 г/л, NaNO3 16,0 г/л, Na2HPO4×12H2O 7,2 г/л). Через фотобиореактор осуществляют барботаж воздуха со скоростью 1 л/мин с добавкой углекислого газа со скоростью 5 мл/мин. После наработки биомассы (через 96-120 ч) культуральную среду отделяют центрифугированием при 5000 g.
Проводят процесс разрушения клеточных стенок биомассы цианобактерий. Для этого влажную биомассу цианобактерий вида Spirulina platens обрабатывают микроволновым излучением с частотой 2450 МГц, 5 мин. К полученному продукту - гомогенизированной биомассе - добавляют хлороформ в расчете: 50 частей хлороформа на 1 часть биомассы, смесь перемешивают обработкой ультразвуком (20 кГц, 30 Вт) в течение 1 мин, затем добавляют 100 частей метанола и вновь обрабатывают ультразвуком (20 кГц, 30 Вт) в течение 1 мин. После этого к образованной смеси добавляют 50 частей 10% водного раствора сульфата аммония и обрабатывают ультразвуком в течение 2 мин. К полученной смеси для образования двухфазной системы добавляют 50 частей метанола и 50 частей 10% водного раствора сульфата аммония, после чего полученный продукт перемешивают с частотой вращения мешалки 120 об/мин в течение 5 мин. По окончании перемешивания экстрагируемую смесь выдерживают в течение 20 мин без перемешивания для более полного разделения фаз. Хлороформный (нижний) слой подвергают центрифугированию в течение 5 мин при 1000 g для удаления остатков воды и элементов клеточной стенки. Полученный очищенный хлороформный слой отделяют, упаривают на роторном испарителе до конечного объема и наносят на препаративную хроматографическую колонку с силикагелем. Затем через колонку пропускают 5 объемов хлороформа, 5 объемов ацетона и 10 объемов метанола, собирая каждую фракцию отдельно. Полученные метанольные и ацетоновые фракции упаривают на роторном испарителе.
В результате получают биоэмульгатор, содержащий 96% масс. гликолипидов и биоэмульгатор, содержащий 82% масс. фосфолипидов, которые возможно использовать в фармакологической промышленности.
Суммарный выход биоэмульгаторов составляет 23,5% масс. по отношению к используемой биомассе. Выход биоэмульгатора, получаемого известным способом, составляет не более 10% масс.
Пример 4
Культивирование цианобактерий вида Anabaena variabilis проводят аналогично примеру 1.
Проводят процесс разрушения клеточных стенок биомассы цианобактерий. Для этого влажную биомассу цианобактерий вида Anabaena variabilis продавливают через френч-пресс (1000 атм, сито менее 1 мкм). К полученному продукту - гомогенизированной биомассе -добавляют хлороформ в расчете 30 частей хлороформа на 1 часть биомассы, смесь перемешивают обработкой ультразвуком (20 кГц, 100 Вт) в течение 1 мин. Затем к полученной смеси добавляют 60 частей метанола и вновь обрабатывают ультразвуком (20 кГц, 100 Вт) в течение 1 мин. После этого к смеси добавляют 30 частей 10% водного раствора хлорида натрия и обрабатывают ультразвуком в течение 2 минут. Для образования двухфазной системы к полученной смеси добавляют 30 частей метанола и 30 частей 10% водного раствора сульфата аммония, после чего полученный продукт перемешивают с частотой вращения 120 об/мин в течение 5 мин. По окончании перемешивания экстрагируемую смесь выдерживают в течение 20 мин без перемешивания для более полного разделения фаз. Затем хлороформный (нижний) слой отделяют и центрифугируют в течение 5 мин при 1000 g для удаления остатков воды и элементов клеточной стенки. Для выделения целевого биоэмульгатора полученный очищенный хлороформный слой упаривают на роторном испарителе досуха.
Полученный биоэмульгатор имеет следующий состав: содержание полярных липидов, % масс.: полярные липиды 79, из которых гликолипиды 69, фосфолипиды 10, остальное - триацилглицериды, свободные жирные кислоты. Выход биоэмульгатора составляет 24,5% масс. по отношению к используемой биомассе. Выход биоэмульгатора, получаемого известным способом, составляет не более 10% масс.
К 40 мл водного раствора полученного биоэмульгатора концентрацией 1% масс. добавляют 10 мл подсолнечного масла и обрабатывают ультразвуком при мощности 100 Вт и частоте 20 кГц в течение 1 мин, затем, через одну минуту, обработку ультразвуком проводят повторно. Получают эмульсию, сохраняющую стабильность (не расслаивающуюся) в течение 6,9 суток. Для получения эмульсии аналогичной стабильности с использованием известного биоэмульгатора последний необходимо использовать в количестве, большем в 2-3 раза.
Таким образом, описываемый способ позволяет с использованием несложной технологии получать высококачественный биоэмульгатор, имеющий широкое применение.
Claims (1)
- Способ получения биоэмульгатора путем разрушения клеточных стенок биомассы цианобактерий, добавления к полученному продукту последовательно хлороформа, метанола, водного раствора сульфата аммония с поочередным перемешиванием смесей, образующихся после каждого добавления, после чего смешивают полученный продукт с хлороформом и водным раствором сульфата аммония, образованную смесь выдерживают при одновременном перемешивании, затем продолжают выдержку без перемешивания, отделяют хлороформный слой и подвергают его центрифугированию с получением очищенного хлороформного слоя, после чего выделяют из последнего целевой биоэмульгатор.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013148037/13A RU2547175C1 (ru) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | Способ получения биоэмульгатора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013148037/13A RU2547175C1 (ru) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | Способ получения биоэмульгатора |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2547175C1 true RU2547175C1 (ru) | 2015-04-10 |
| RU2013148037A RU2013148037A (ru) | 2015-05-10 |
Family
ID=53283249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013148037/13A RU2547175C1 (ru) | 2013-10-29 | 2013-10-29 | Способ получения биоэмульгатора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2547175C1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2058787C1 (ru) * | 1992-03-30 | 1996-04-27 | Харьковское предприятие по производству иммунобиологических и лекарственных препаратов "Биолек" | Способ получения лецитина |
| US5518726A (en) * | 1991-09-30 | 1996-05-21 | Japan Marine Science And Technology Center | Hydrocarbon emulsifier or solubilizer composition produced by Flavobacterium FERM BP-4010 |
-
2013
- 2013-10-29 RU RU2013148037/13A patent/RU2547175C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518726A (en) * | 1991-09-30 | 1996-05-21 | Japan Marine Science And Technology Center | Hydrocarbon emulsifier or solubilizer composition produced by Flavobacterium FERM BP-4010 |
| RU2058787C1 (ru) * | 1992-03-30 | 1996-04-27 | Харьковское предприятие по производству иммунобиологических и лекарственных препаратов "Биолек" | Способ получения лецитина |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013148037A (ru) | 2015-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8383845B2 (en) | Extraction of highly unsaturated lipids with liquid dimethyl ether | |
| AU2012242355B2 (en) | A process for the isolation of a phospholipid | |
| Paisan et al. | Assessment of water degumming and acid degumming of mixed algal oil | |
| RU2472351C2 (ru) | Способ получения фосфолипазы d | |
| CN103320217A (zh) | 一种从南极磷虾中提取富含磷脂的磷虾油的方法 | |
| CN102242093A (zh) | 高附加值鸡蛋活性成分综合开发方法 | |
| KR20170028353A (ko) | 미세조류 바이오매스로부터의 가용성 단백질의 추출 방법 | |
| CN108486177A (zh) | 一种利用藻油制备富含ω-3脂肪酸磷脂的方法 | |
| KR20160134657A (ko) | 미세조류 바이오매스의 열 투과화를 위한 방법 | |
| KR20170105498A (ko) | 지질이 풍부한 분쇄 미세조류 가루를 제조하는 방법 | |
| BR112021013812A2 (pt) | Método para a produção de lipídios microbianos | |
| CN121271973B (zh) | 一种酶法富集高纯度微拟球藻极性脂及其制备方法 | |
| RU2547175C1 (ru) | Способ получения биоэмульгатора | |
| JPS6333387A (ja) | 中性脂質含量が減らされたリゾリン脂質含有リン脂質の製造法 | |
| CN105985859A (zh) | 一种鱼肝油提取物及其制备方法 | |
| Lisovaya et al. | Effect of ultrasonic exposure on the efficiency of de-oiling fluid lecithins. | |
| CN100487128C (zh) | 一种超声波处理酶水解改性制备水解磷脂的方法 | |
| CN109517852B (zh) | 一种磷脂的制备方法 | |
| CN112010892A (zh) | 一种富含dha蛋黄卵磷脂的提取方法 | |
| CN106755229A (zh) | 一种裂殖壶菌藻粕蛋白酶解肽的制备方法 | |
| Wierzchowska et al. | Jasi nska, K.; Nowak, D.; Fabiszewska, A. Is There Any Possibility to Use Ultrasounds, High-Pressure Homogenization or Pulsed Electric Field in Single Cell Oil Release from Oleaginous Yeast Cells? Biol | |
| MIHAI et al. | ANTIOXIDANT AND ANTIPROLIFERATIVE ACTIVITY OF SMALL PEPTIDES ISOLATED FROM MARINE ALGAE BY GREEN METHODS. | |
| JP2006197842A (ja) | ホスホリパーゼａ１活性を有する組成物、それを用いて得られる２−アシル型リゾリン脂質、及びそれらの製造方法 | |
| JP5041790B2 (ja) | 多価不飽和脂肪酸を構成要素とするホスファチジルセリンの製造方法 | |
| RU2288951C1 (ru) | Способ получения протеолитического ферментного препарата из внутренних органов рыб |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181030 |