RU2646106C1 - Способ получения органического пигмента для окраски полимерных материалов - Google Patents

Способ получения органического пигмента для окраски полимерных материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2646106C1
RU2646106C1 RU2017130411A RU2017130411A RU2646106C1 RU 2646106 C1 RU2646106 C1 RU 2646106C1 RU 2017130411 A RU2017130411 A RU 2017130411A RU 2017130411 A RU2017130411 A RU 2017130411A RU 2646106 C1 RU2646106 C1 RU 2646106C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pigment
organic pigment
wheat
fungus
feso
Prior art date
Application number
RU2017130411A
Other languages
English (en)
Inventor
Галина Васильевна Петрова
Айгуль Дикатовна Буракаева
Николай Сергеевич Егоров
Гузель Сабировна Шангараева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет"
Priority to RU2017130411A priority Critical patent/RU2646106C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2646106C1 publication Critical patent/RU2646106C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14Fungi; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B61/00Dyes of natural origin prepared from natural sources, e.g. vegetable sources
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/145Fungal isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645Fungi ; Processes using fungi

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения органического пигмента для окраски полимерных материалов предусматривает выращивание штамма пигментсодержащего гриба Hypomyces odoratus ВКПМ F-242 на питательной среде, содержащей разваренное зерно пшеницы или овса, отруби пшеничные или ржаные, березовые опилки, измельченные кукурузные кочерыжки, макро– и микроэлементы и водопроводную воду при заданном соотношении компонентов, в условиях твердофазного культивирования при температуре 22-24°C в течение 7-10 дней и рН среды 6,0-6,2. Полученную биомассу мицелия обрабатывают петролейным и метилтретбутиловым эфиром при объемном соотношении мицелия и растворителя 1:6, фильтруют с получением экстракта. Изобретение позволяет увеличить выход целевого продукта и расширить спектр цветов органического пигмента. 3 пр.

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способам получения органических пигментов природного происхождения для окрашивания полимеров и материалов на их основе, и может найти применение для окраски детских игрушек и многих других товаров народного потребления.
Известен красящий состав для окраски полимерных материалов, содержащий органический и/или неорганический пигмент и полимер-носитель на основе полиэтилена (SU 1484817 А1, 07.06.1989). Применяемые составы пигментов, как правило, высокотоксичны.
Известна полимерная красящая композиция-концентрат, содержащая биологический пигмент продигиозин (RU 2129136 С1, 20.04.1999). К недостаткам можно отнести термочувствительность пигмента и необходимость обработки ионным детергентом в определенных концентрациях.
Известен штамм микроскопического гриба Hypomyces rosellus ВКПМ F-672 - продуцент липидов с одновременным присутствием органического пигмента (RU 2020155 C1, 30.09.1994). Недостатком способа является использование дорогостоящих компонентов питательных сред - декстрана, ферментативного гидролизата, белково-витаминного концентрата, этанола, а также длительность и низкая эффективность экстракции пигмента.
Известен способ получения красителя из биомассы Hypomyces rosellus 94/77 (RU 2016026 C1, 15.07.1991). Недостатком способа является незначительный выход целевого продукта при глубинном культивировании в жидкой питательной среде.
Известен способ получения красителя путем глубинного культивирования пигментсодержащего гриба на углеводсодержащих отходах производств (RU 2065462 С1, 20.08.1996). Недостатком способа является низкий выход пигмента, а также сложность и дороговизна культивирования продуцента в ферментерах, таких как затраты энергии на подогрев реактора, построение температурного градиента, кислородного градиента, необходимость в пеногасителях (прототип).
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в удешевлении процесса получения термостабильного и светоустойчивого органического пигмента за счет культивирования микроскопического гриба в условиях твердофазной ферментации, увеличение выхода целевого продукта, расширение спектра цветов органического пигмента и использование для окрашивания полимерных материалов.
Указанный технический результат достигается в результате того, что в качестве продуцента органического пигмента предлагается микроскопический гриб Hypomyces odoratus ВКПМ F-242, а способ твердофазного культивирования осуществляется на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода смесь разваренного зерна и углеводсодержащих отходов агропромышленного комплекса и деревоперерабатывающей промышленности, источник азота, макро- и микроэлементы. Экстракцию пигмента ведут последовательно обработкой биомассы гриба органическими растворителями, полученный пигмент используется для окраски полимеров.
Изобретение поясняется следующими примерами.
Пример 1. Продуцент выращивают в колбах емкостью 1000 мл на питательной среде состава (в г/л): разваренное зерно пшеницы (или овса) - 200, углеводсодержащие отходы (отруби пшеничные или ржаные, березовые опилки, измельченные кукурузные кочерыжки) - 200, макро- и микроэлементы: MgSO4 - 0,5; FeSO4 - 0,001; CaCO3 - 3; (или MnSO4 - 0,5; FeSO4 -0,001; CaCl2 - 1; или MnSO4 - 0,5; MgSO4 - 0,5; FeSO4 - 0,001), вода водопроводная - 140 мл, рН исх. 6,0-6,2. Культивирование проводят при температуре 22-24°C в течение 7-10 дней. Полученную гомогенную массу мицелия последовательно обрабатывают петролейным и метилтретбутиловым эфиром при объемном соотношении мицелия и растворителя 1:6, экстракт отфильтровывают и органический пигмент экстрагируют смесью хлороформ-изопропанол или бензол-этанолом в соотношении 1:2 соответственно. Полученный хлороформный или бензольный экстракт отделяют, концентрируют в роторном испарителе, высушивают. Выход пигмента составляет 52-53% от веса сухого мицелия.
Пример 2. Культивирование штамма и экстракцию пигмента проводят по примеру 1, но с тем отличием, что в качестве макро- и микроэлементов вносят (г/л): CoSO4 - 0,5; ZnSO4 - 0,5; CaCO3 - 3; (или CoSO4 - 0,5; CuSO4 - 0,5; CaCO3 - 3). Выход пигмента составляет 48-50% от веса сухого мицелия. Органический пигмент представляет собой мелкий порошок светло-голубого или синего цвета.
Пример 3. Для получения красящей композиции органический пигмент используют в сухом виде. Полимерную красящую композицию состава: поливинилхлорид (ПВХ смола С-70) - 10 мас.ч.; ди-2-этилгексил-фталат (ДОФ) - 5 мас.ч.; трехосновной сульфат свинца (ТОС) - 0,2 мас.ч.; стеарат кальция (CaSt) - 0,05 мас.ч.; органический пигмент Hypomyces odoratus по примеру 1 и 2 - 0,05-0,1 мас.ч. в фарфоровой чашке перемешивают. Полученную композицию выдерживают в сушильном шкафу при температуре 80-90°C в течение 80 минут при постоянном перемешивании. Полученный красящий полимерный концентрат помещают в капиллярный вискозиметр марки ИИРТ-АМ, где происходит расплав полимерной массы при температуре 180°C с последующим выдавливанием материала под грузом. Получаем ПВХ, равномерно окрашенный в яркие цвета, - фиолетовый, красный, желтый, оранжевый, коричневый, светло-голубой и синий. Проверка устойчивости органического пигмента проводилась согласно ГОСТ 11279.7-83 и показала, что при воздействии температуры свыше 300°C окраска полимерного материала осталась без изменений.

Claims (6)

  1. Способ получения органического пигмента путем культивирования пигментсодержащего гриба рода Hypomyces на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, макро- и микроэлементы, экстракцией смесью органических растворителей, отличающийся тем, что в качестве пигментсодержащего гриба используют Hypomyces odoratus ВКПМ F-242, а культивирование гриба ведут путем твердофазной ферментации на питательных средах состава (г/л): разваренное зерно пшеницы или овса 200, углеводсодержащие отходы - отруби пшеничные или ржаные, березовые опилки, измельченные кукурузные кочерыжки - 200, макро - и микроэлементы:
  2. MgSO4 0,5; FeSO4 0,001; СаСО3 3, или
  3. MnSO4 0,5; FeSO4 0,001; CaCl2 1, или
  4. MnSO4 0,5; MgSO4 0,5; FeSO4 0,001, или
  5. CoSO4 0,5; CuSO4 0,5; CaCO3 3,
  6. вода водопроводная 140 мл, pHисх. 6,0-6,2 в течение 7-10 дней при температуре 22-24°С, выделение пигмента ведут из биомассы после предварительной обработки петролейным эфиром и метилтретбутиловым эфиром при соотношении 1:6.
RU2017130411A 2017-08-28 2017-08-28 Способ получения органического пигмента для окраски полимерных материалов RU2646106C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130411A RU2646106C1 (ru) 2017-08-28 2017-08-28 Способ получения органического пигмента для окраски полимерных материалов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130411A RU2646106C1 (ru) 2017-08-28 2017-08-28 Способ получения органического пигмента для окраски полимерных материалов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2646106C1 true RU2646106C1 (ru) 2018-03-01

Family

ID=61568366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130411A RU2646106C1 (ru) 2017-08-28 2017-08-28 Способ получения органического пигмента для окраски полимерных материалов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646106C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU77909A1 (ru) * 1948-11-10 1948-11-30 А.Б. Даванков Способ получени органических пигментов
RU2016026C1 (ru) * 1991-06-24 1994-07-15 Буракаева Айгуль Дикатовна Способ получения красителя
RU2039744C1 (ru) * 1992-01-09 1995-07-20 Институт монокристаллов Производные 1,2 -бис (5-фенилоксазолил-2) бензола в качестве органического люминофора синего свечения
RU2065462C1 (ru) * 1992-10-21 1996-08-20 Айгуль Дикатовна Буракаева Способ получения красителя
RU2565178C2 (ru) * 2013-11-06 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" Способ получения пигмента-меланина из базидиоспор трутовых грибов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU77909A1 (ru) * 1948-11-10 1948-11-30 А.Б. Даванков Способ получени органических пигментов
RU2016026C1 (ru) * 1991-06-24 1994-07-15 Буракаева Айгуль Дикатовна Способ получения красителя
RU2039744C1 (ru) * 1992-01-09 1995-07-20 Институт монокристаллов Производные 1,2 -бис (5-фенилоксазолил-2) бензола в качестве органического люминофора синего свечения
RU2065462C1 (ru) * 1992-10-21 1996-08-20 Айгуль Дикатовна Буракаева Способ получения красителя
RU2565178C2 (ru) * 2013-11-06 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" Способ получения пигмента-меланина из базидиоспор трутовых грибов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Price et al. Cyanobacterial polyhydroxybutyrate for sustainable bioplastic production: critical review and perspectives
Petrik et al. Bioconversion of spent coffee grounds into carotenoids and other valuable metabolites by selected red yeast strains
Leonhardt et al. Bio-refinery of Chlorella sorokiniana with pulsed electric field pre-treatment
Mussagy et al. Improvement of carotenoids production from Rhodotorula glutinis CCT-2186
Alipour et al. β-carotene production from soap stock by loofa-immobilized Rhodotorula rubra in an airlift photobioreactor
CN106133147A (zh) 虾青素的生产方法
Gharibzahedi et al. Kinetic analysis and mathematical modeling of cell growth and canthaxanthin biosynthesis by Dietzia natronolimnaea HS-1 on waste molasses hydrolysate
Hailei et al. Overproduction of a potential red pigment by a specific self-immobilization biomembrane-surface liquid culture of Penicillium novae-zeelandiae
Khan et al. Employing newly developed plastic bubble wrap technique for biofuel production from diatoms cultivated in discarded plastic waste
RU2646106C1 (ru) Способ получения органического пигмента для окраски полимерных материалов
CN104522670A (zh) 一种红球菌b7740类胡萝卜素的微胶囊制备方法
Varmira et al. Statistical optimization of airlift photobioreactor for high concentration production of torularhodin pigment
CN106118000A (zh) 一种纳米碳气凝胶改性蓝藻基复合生物塑料及其制备方法
Taavoni et al. Kinetics of continuous production of β‐carotene in an airlift bioreactor
Mahadi et al. Rapid accumulation of astaxanthin in Haematococcus pluvialis induced by mild hydrostatic pressure
Troiano et al. Solid-state co-culture fermentation of simulated food waste with filamentous fungi for production of bio-pigments
Casella et al. Purification of astaxanthin from microalgae by using commercial activated carbon
CN104046674B (zh) 一种发酵生产β-胡萝卜素用的改良玉米浆及其制备方法和应用
CN106434478B (zh) 一种谷氨酸棒杆菌菌株及其在发酵生产l-色氨酸中的应用
CN1281761C (zh) 利用耐辐射球菌生产天然类胡萝卜素的生产工艺
Dwi et al. Utilization of cyanobacterial biomass from water bloom for bioproduction of lactic acid
Al-Turki et al. Isolation and characterization of carotenoid producing yeasts from Qassim region
US9493792B1 (en) Process for production of yellow pigment from bacteria
CN106554980B (zh) 一种利用单针藻生产淀粉的方法
Kulkarni et al. A different approach to augment pigment production and its extraction from kocuria flava by using ultrasound technique

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190829