RU2662368C2 - Способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом - Google Patents

Способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом Download PDF

Info

Publication number
RU2662368C2
RU2662368C2 RU2016104796A RU2016104796A RU2662368C2 RU 2662368 C2 RU2662368 C2 RU 2662368C2 RU 2016104796 A RU2016104796 A RU 2016104796A RU 2016104796 A RU2016104796 A RU 2016104796A RU 2662368 C2 RU2662368 C2 RU 2662368C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
liquid
homogenate
solution
water
Prior art date
Application number
RU2016104796A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016104796A (ru
Inventor
Вячеслав Васильевич Сова
Original Assignee
Попова Наталья Дмитриевна
Буланов Иван Викторович
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 Попова Наталья Дмитриевна, Буланов Иван Викторович filed Critical Попова Наталья Дмитриевна
Priority to RU2016104796A priority Critical patent/RU2662368C2/ru
Publication of RU2016104796A publication Critical patent/RU2016104796A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2662368C2 publication Critical patent/RU2662368C2/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/02Algae
    • A61K36/03Phaeophycota or phaeophyta (brown algae), e.g. Fucus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Abstract

Изобретение относится к фармацевтической, косметической и пищевой промышленности и касается способа переработки морских водорослей. Способ переработки морских бурых водорослей, включающий дробление сырья, гомогенизацию смеси сырья в растворе с последующим извлечением водорастворимых биологически активных веществ за счет фильтрации и сушки, при этом сырье предварительно промывают водой, насыщенной озоном, гомогенизацию сырья проводят в растворе, представляющем собой воду с хлористым кальцием в концентрации его в растворе от 0,25 до 1%, дополнительное измельчение дробленых водорослей проводят в смеси сырья в растворе при оборотах роторно-пульсационного гомогенизатора, составляющих от 10 до 50% максимальных оборотов двигателя, при этом в ходе предварительной гомогенизации осуществляют порционную загрузку в гомогенизатор в пределах от 10 до 30% от общего количества смеси, после завершения загрузки и предварительной гомогенизации увеличивают частоту вращения роторно-пульсационного гомогенизатора и гомогенизируют смесь до 5 часов при температуре смеси не выше 75°С, при этом после стадии гомогенизации проводят криодеструкцию гомогената при температуре от минус 18 до минус 20 градусов в течение 20-48 часов, для чего гомогенат размещают в емкости от 0,5 до 10 л, после криодеструкции замороженный гомогенат оттаивают, после расслоения гомогената отделяют жидкость от осадка, осадок фильтруют под давлением и полученную жидкость смешивают с жидкостью, полученной на предыдущей стадии, жидкую фазу концентрируют на мембранной ячейке, удаляют хлористый кальций, осадок и жидкость сушат. Вышеописанный способ способствует получению продуктов с повышенным содержанием биологически активных веществ. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

Description

Область техники
Изобретение относится к области пищевой промышленности, связанной со способами комплексной переработки морских бурых водорослей для производства биологически активных добавок к пище, напитков и косметических средств на их основе.
Уровень техники
В настоящее время растет интерес к использованию морских водорослей не только для употребления в пищу, но и для получения из них различных биологически активных веществ, как основу биологически активных добавок к пище, которые оказывают оздоровительный эффект. Биологически активные продукты в основном получают из экстрактов или концентратов водорослей.
Оздоровительный эффект применения биологически активных добавок используют для компенсации недостатка йода в организме [RU 2164144 С1, 20.03.2001; RU 2152737 С1, 20.07.2000], а также для восполнения недостающих микроэлементов, витаминов, или в качестве адаптогена и/или детоксиканта [RU 2142240 С1, 10.12.1999; RU 2165720 С2, 27.04.2001].
Биологически активные продукты в основном получают из экстрактов или концентратов водорослей. Способы получения экстрактов обычно включают предварительную химическую обработку бурых водорослей гидролизующим агентом [RU 2266750, 27.12.2005], последующее механическое разрушение структуры водорослей в аппаратах роторного типа [RU 2168908 С2, 20.06.2001] и экстракцию. Известно, что в качестве варианта способа разрушения структуры водорослей используют криодеструкцию при низкой температуре. К недостаткам известных способов можно отнести применение химических агентов для гидролиза водрослей.
Наиболее близкое техническое решение описано в технологии приготовления средства "Фуколамин", приведенное в патенте RU №2297234, 20.04.2007. Согласно описанному способу последовательно выполняют деструкцию и гидролиз по меньшей мере одной водоросли из группы, включающей ламинарию, зоостер и фукус, с последующим механическим отделением цитоплазматической фракции и добавлением водного раствора соли поливалентного металла пищевой кислоты, а затем проводят коррекцию кислотности до получения рН 5-7, сушку (отгонку воды) и преобразуют в форму, пригодную для хранения. Деструкцию водорослей производят до однородного состояния путем гомогенизации измельчением, или путем криодеструкции при температуре ниже минус 4°С, или путем кавитационной обработки при скорости истечения не более 120 м/с, гидролиз проводят в кислой среде с рН-5 или в щелочной среде с рН-7. В качестве раствора соли поливалентного металла используют раствор соли из группы: хлористый кальций, аспарагинат магния, малат кальция, тартрат цинка, цитрат железа, цитрат кальция, карбонат магния, пирофосфат алюминия, пирофосфат хрома, причем раствор соли поливалентного металла добавляют в количествах, выбранных исходя из содержания металлов в готовой продукции не более 7 мг/кг.
К недостатку способа можно отнести низкое содержание йода в жидком экстракте, которое составляет 30 мкг/100 г жидкого экстракта «Фуколамин».
Задачей данного изобретения является получение концентрированного полисахарида - фукоидана с сохранением его нативных свойств, а также с высоким содержанием йода.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в повышении содержания биологически активных компонентов за счет эффективного разрушения клеточных структур бурых водорослей и в расширении функциональных возможностей получаемого продукта за счет повышения его биологической ценности и улучшения качества.
Поставленные задачи достигаются тем, что предложен способ переработки морских водорослей, при котором последовательно выполняют измельчение сырья, промывание водой, насыщенной озоном, гомогенизацию смеси сырья в растворе с последующим извлечением водорастворимых биологически активных веществ за счет фильтрации и сушки. Новый способ использует раствор, который дополнительно содержит хлористый кальций в концентрации от 0.25% до 1%. Смесь гомогенизируют до 5 часов при температуре не выше 75°С. После стадии гомогенизации проводят криодеструкцию гомогената при температуре от минус 18 до минус 20 градусов в течение 20-48 часов, для чего гомогенат размещают в емкости от 0,5 до 10 л. Замороженный гомогенат оттаивают, при этом надсадочную жидкость отделяют, а остаток фильтруют через фильтрующий материал.
Описание изобретения
В процессе экспериментальных исследований по отработке способов извлечения биологически активных веществ было обнаружено, что комбинация гомогенизации бурых водорослей с помощью роторных гомогенизаторов в сочетании с дополнительным разрушением клеточных структур, входящих в состав гомогенизата, с помощью криодеструкции при формировании кристаллов льда и выдержке гомогенизата при минус 20 градусов дает возможность повысить эффективность способа извлечения основных макро- и микроэлементов при сохранении их биологической активности.
Способ состоит из следующих этапов. Дробленые бурые водоросли промывают многократно (3-5 раз) водой, насыщенной озоном, до концентрации 10 г на 1 м3. Промытый фукус порционно загружают в гомогенизатор роторного типа. Порционную загрузку в пределах от 10 до 30% от общего количества смеси, в которую входит сырье, вода осуществляет за несколько этапов. Вода дополнительно содержит хлористый кальций в концентрации от 0.25% до 1%. Дополнительное измельчение дробленых водорослей в смеси сырья в растворе проводят при оборотах роторно-пульсационного гомогенизатора, составляющих от 10 до 50% максимальных оборотов двигателя, что обеспечивается вариатором частоты тока. После завершения предварительных этапов загрузки проводят окончательное извлечение водорастворимых компонентов из сырья, при этом обороты двигателя увеличивают ступенчато или плавно за 1-5 минут до максимального значения частоты вращения роторно-пульсационного гомогенизатора и температуры смеси от 55 до 75°С. Использование гидродинамической установки роторно-пульсационного типа с диаметром ротора-статора 350 мм со специальной обработкой и закалкой с мощностью мотора 18-25 кВт обеспечивает воздействие гидроудара и кавитации на клетки растений, что позволяет получить концентрированные растворы и максимально извлечь водорастворимые компоненты.
Проводят гомогенизацию до 5 часов при температуре не выше 75°С. Полученный гомогенат разливают в пластиковые ведра объемом 5-10 л и помещают в морозильную камеру при температуре минус 18-20°С в течение 20-48 часов. Замороженный гомогент выдерживают при комнатной температуре до полного оттаивания. Надосадочную жидкость отделяют методом декантации. Остаток фильтруют через фильтрующий материал.
Жидкую фракцию концентрируют на мембране с размером пор 30 кДa до соотношения фильтрат - концентрат 10:1. На следующем этапе к концентрату добавляют 10 объемов дистиллированной воды и повторно концентрируют через мембрану 30 кДa до соотношения фильтрат - концентрат 10:1.
Концентрат высушивают на сушильных устройствах одним из способов, входящих в группу, состоящую из: сублимационной сушки, сушки в кипящем слое на инертных телах, распылительной сушки.
В качестве бурых водорослей используют Fucus vesiculosus (Fuc.V.), Sargasum Pallidum (Sar.P.) Ascophyllum nodosum (Asc.N.).
Пример 1
В гомогенизатор роторного типа загружают 50 л 0,5%-ного раствора хлористого кальция. 5 кг сухого дробленого фукуса (Ascophyllum nodosum) промывают многократно, до 3 раз водой, насыщенной озоном, до концентрации 10 г на 1 м3. Промытый фукус загружают порционно по 20% в гомогенизатор роторного типа и проводят гомогенизацию в течение 5 часов при температуре не выше 65°С. Гомогенат расфасовывают в пластиковые ведра по 5 л и помещают в морозильную камеру при температуре минус 18°С. Замораживание проводят до двух суток.
Проводят размораживание гомогената при комнатной температуре в течение 24 часов. При разморозке гомогент самопроизвольно расслаивается. Жидкую фазу №1 от осадка отделяют декантацией. Жидкую фазу №2 получают с помощью фильтрации под давлением. Жидкую фазу №1 и №2 объединяют и концентрируют на мембранной ячейке Миллипор с размером пор от 30 кДа до соотношения фильтрат/концентрат как 10:1. К концентрату повторно добавляют 10 объемов обессоленной воды и жидкую фракцию фильтруют через мембрану с размером пор 30 кДa до соотношения фильтрат - концентрат 10:1 для удаления хлористого кальция.
Осадок и жидкую фазу сушат методом сублимации. Содержание сухих веществ в жидкой фазе составляет 3,5-3,9%. Содержание фукоидана в сухом продукте составляет 56-58%. Концентрат сушат лиофильно. Концентрация сухих веществ около 8,6%. Количественное определение фукоидана проведено спектрофотометрическим методом по цветной реакции фукозы с серной кислотой и хлоргидратом L-цистеина, как описано в работе: А.И. Усов, Г.П. Смирнова и Н.Г. Клочкова, БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, Т. 27, №6, стр. 444-448 (2001).
В таблице 1 представлены данные анализа на содержание макро- и микроэлементов в различных фракциях процесса обработки экстракта водоросли Ascophyllum nodosum методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП).
Figure 00000001
Из результатов, приведенных в таблице 1, видно, что основные макро- и микроэлементы наибольшим образом представлены в виде солей. Так как содержание брома в экстракте увеличивается в 4,8 раза, можно утверждать, что он связан с молекулами, извлеченными водой. Содержание йода в концентрате после ультрафильтрации показывает его связь с фукоиданом.
Пример 2
Водоросли Fucus vesiculosus (Fuc.V.) и Sargasum Pallidum (Sar.P.) экстрагировали по аналогии с фукусом Ascophyllum nodosum (Asc. N.) по примеру 1.
Сухие экстракты анализировали на содержание полимерных продуктов и определяли моносахаридный состав методом газо-жидкостной хроматографии.
Результаты в процентах о навески представлены в таблице 2.
Figure 00000002
Полученные полимерные фракции являются смесью фукоидана и ламинарана.
Водоросль Ascophyllum nodosum обладает явными преимуществами перед двумя другими видами водорослей, так как дает фукоидан с наибольшим выходом (56%) с минимальной примесью ламинарана.
Промышленное применение
Предложенный способ извлечения позволяет получать препараты фукоидана с высоким содержанием йода, что открывает его применение как лечебно-профилактического препарата, где йод находится в так называемой органической форме.

Claims (5)

1. Способ переработки морских бурых водорослей, включающий дробление сырья, гомогенизацию смеси сырья в растворе с последующим извлечением водорастворимых биологически активных веществ за счет фильтрации и сушки, отличающийся тем, что сырье предварительно промывают водой, насыщенной озоном, гомогенизацию сырья проводят в растворе, представляющем собой воду, с хлористым кальцием в концентрации его в растворе от 0,25 до 1%, дополнительное измельчение дробленых водорослей проводят в смеси сырья в растворе при оборотах роторно-пульсационного гомогенизатора, составляющих от 10 до 50% максимальных оборотов двигателя, при этом в ходе предварительной гомогенизации осуществляют порционную загрузку в гомогенизатор в пределах от 10 до 30% от общего количества смеси, после завершения загрузки и предварительной гомогенизации увеличивают частоту вращения роторно-пульсационного гомогенизатора и гомогенизируют смесь до 5 часов при температуре смеси не выше 75°С, при этом после стадии гомогенизации проводят криодеструкцию гомогената при температуре от минус 18 до минус 20 градусов в течение 20-48 часов, для чего гомогенат размещают в емкости от 0,5 до 10 л, после криодеструкции замороженный гомогенат оттаивают, после расслоения гомогената отделяют жидкость от осадка, осадок фильтруют под давлением и полученную жидкость смешивают с жидкостью, полученной на предыдущей стадии, жидкую фазу концентрируют на мембранной ячейке, удаляют хлористый кальций, осадок и жидкость сушат.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала используют мембрану.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что жидкую фазу концентрируют на мембранной ячейке Миллипор с размером пор от 30 до 50 кДa.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку проводят одним из способов, входящих в группу, состоящую из: сублимационной сушки, сушки в кипящем слое на инертных телах, распылительной сушки.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осадок с жидкой фазой разделяют с помощью фильтрации под давлением.
RU2016104796A 2016-02-12 2016-02-12 Способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом RU2662368C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104796A RU2662368C2 (ru) 2016-02-12 2016-02-12 Способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104796A RU2662368C2 (ru) 2016-02-12 2016-02-12 Способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016104796A RU2016104796A (ru) 2017-08-17
RU2662368C2 true RU2662368C2 (ru) 2018-07-25

Family

ID=59633086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104796A RU2662368C2 (ru) 2016-02-12 2016-02-12 Способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662368C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801512C1 (ru) * 2022-12-12 2023-08-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) Способ получения полуфабриката из бурых водорослей

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031085C1 (ru) * 1992-12-18 1995-03-20 Иван Николаевич Варнавский Способ получения биологически активной питьевой воды и установка вин-6 для его осуществления
RU2297234C2 (ru) * 2005-05-12 2007-04-20 Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр восстановительной медицины и курортологии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию"(ФГУ "РНЦ ВМиК Росздрава") Средство "фуколамин" для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и эндокринной систем
US20110086386A1 (en) * 2009-03-10 2011-04-14 Czartoski Thomas J Algae biomass fractionation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031085C1 (ru) * 1992-12-18 1995-03-20 Иван Николаевич Варнавский Способ получения биологически активной питьевой воды и установка вин-6 для его осуществления
RU2297234C2 (ru) * 2005-05-12 2007-04-20 Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр восстановительной медицины и курортологии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию"(ФГУ "РНЦ ВМиК Росздрава") Средство "фуколамин" для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и эндокринной систем
US20110086386A1 (en) * 2009-03-10 2011-04-14 Czartoski Thomas J Algae biomass fractionation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801512C1 (ru) * 2022-12-12 2023-08-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) Способ получения полуфабриката из бурых водорослей

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016104796A (ru) 2017-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8871217B2 (en) Method for producing fucoxanthin
KR101856894B1 (ko) 진주로부터 진주 추출물을 분리 제조하는 방법
AU2014368384B2 (en) A sea water harvesting process
CN104130319B (zh) 一种藻红蛋白的提取方法
WO2017209587A1 (fr) Procédé d'extraction et de purification de collagène marin natif à partir des écailles de sardine sardina pilchardus
CN113966830A (zh) 一种新型负载活性物的植物蛋白-多糖复合乳液凝胶的制备方法
CN111066943A (zh) 一种南极磷虾蛋白及其提取方法
CN105707729A (zh) 一种制取鹿骨全骨粉的工艺
KR20190028633A (ko) 일종 흡수율이 96%에 달하는 나노급 콜라겐 정제 방법
RU2662368C2 (ru) Способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом
CN110693772B (zh) 一种应用于化妆品的海藻抗炎提取物的制备方法
JP6677954B2 (ja) ヒアルロン酸合成酵素遺伝子発現促進剤
CN108101980B (zh) 一种高纯度藻蓝色素的制备方法
CN110651886A (zh) 一种澳洲坚果蛋白的制备方法及其应用
RU2613294C1 (ru) Способ получения меланина из лузги подсолнечника
RU2505076C2 (ru) Способ получения экстракта ягод годжи
RU2828278C1 (ru) Способ получения биологически активной добавки из гонад гидробионтов
CN106890314A (zh) 珍珠提取物在制备抑制早衰素生成的药物、保健品和化妆品中的应用
KR102670307B1 (ko) 난백 리소좀의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 난백 리소좀을 포함하는 화장품 조성물
CN105920591B (zh) 一种明绿豆超氧化物歧化酶脂质体的制备方法
Klavina et al. Freshwater Sapropel: Biologically Active Components and Methods of Extraction
CN115850530B (zh) 一种茯神多糖的制备方法
CN111905028A (zh) 一种减肥抗氧化的马铃薯提取复合物及其制备方法
RU2705572C1 (ru) Способ получения концентрата биологически активных веществ из пантов
CN115645312B (zh) 海蒿子多酚在制备美白化妆品中的应用及其制备方法

Legal Events

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

Effective date: 20210213

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20211214