RU2680691C1 - Способ получения хитина из личинок черной львинки hermetia illucens - Google Patents

Способ получения хитина из личинок черной львинки hermetia illucens Download PDF

Info

Publication number
RU2680691C1
RU2680691C1 RU2018117669A RU2018117669A RU2680691C1 RU 2680691 C1 RU2680691 C1 RU 2680691C1 RU 2018117669 A RU2018117669 A RU 2018117669A RU 2018117669 A RU2018117669 A RU 2018117669A RU 2680691 C1 RU2680691 C1 RU 2680691C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chitin
hermetia illucens
larvae
washed
phosphoric acid
Prior art date
Application number
RU2018117669A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Александрович Лопатин
Аделя Шамилевна Хайрова
Валерий Петрович Варламов
Иван Викторович Соколов
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук"
Общество с ограниченной ответственностью "Биогенезис"
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 учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук", Общество с ограниченной ответственностью "Биогенезис" filed Critical Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук"
Priority to RU2018117669A priority Critical patent/RU2680691C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2680691C1 publication Critical patent/RU2680691C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/00272-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Изобретение направлено на получение высокомолекулярного хитина из личинок черной львинки Hermetia illucens. Способ получения хитина из личинок черной львинки Hermetia illucens предусматривает обработку обездвиженных личинок на маслопрессе. К 30-50 г полученного твердого остатка добавляют 150-200 мл 85% фосфорной кислоты, тщательно перемешивают и оставляют на 16-20 ч при комнатной температуре. Полученную суспензию фильтруют под вакуумом через стеклянный пористый фильтр №1 и промывают 70-100 мл 40% фосфорной кислоты. Объединенный фильтрат разбавляют 2,5-3,0 л воды при интенсивном перемешивании. Выпавший осадок хитина в фильтрате отмывают водой методом декантации до рН 5,5-6,0 и лиофильно высушивают. Изобретение позволяет упростить процесс получения хитина из личинок черной львинки Hermetia illucens, а также получить хитин в аморфной форме. 3 пр.

Description

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения высокомолекулярного хитина.
На сегодняшний день в мире активно развивается технология по переработке пищевых отходов и органических отходов сельского хозяйства с помощью личинок мух черная львинка Hermetia illucens. Лидерами в этом направлении являются Китай, США, Канада, Нидерланды, ЮАР, причем количество ежегодно перерабатываемых отходов уже составляет сотни тысяч тонн. В последние несколько лет в мировой практике освоено крупнотоннажное промышленное получение личинок с соответствующим масштабным получением продуктов переработки биомассы личинок. В настоящее время эта технология стала развиваться и в России. Помимо кормового белка и биоудобрения насекомые (в различных стадиях онтогенеза) являются источником сырья для получения хитина и хитин-меланинового комплекса.
Известен способ получения хитина из личинок насекомых [Р.В. Уланова и И.К. Кравченко «Способ получения хитина», Патент РФ №2526936, 27.11.2012]. Согласно данному способу измельченную биомассу личинок насекомых заливают 0,01-1,0% раствором щелочи в соотношении 1:1-1:8 и перемешивают в течение 5-30 минут при температуре 25-100°С. После инокуляции молочнокислыми бактериями ферментируют от 1,5 до 7,0 часов в стационарных условиях при температуре 25-45°С. Затем хитин отделяют, промывают водой и проводят дополнительную деминерализацию раствором кислоты. В конце, раствор кислоты удаляют, а хитин промывают и высушивают.
Существует способ получения хитина [С.И. Шыш и Г.В. Винокурова «Способ получения хитина и способ получения хитозана», Патент РФ №2139887, 15.03.1999], включающий культивацию синантропных мух с последующим использованием мух и/или форм их постадийного развития в качестве хитинсодержащего сырья. Данный способ отличается тем, что из вышеуказанного хитинсодержащего сырья выделяют хитинсодержащую фракцию и обрабатывают ее 1,5-5,0% раствором сильной неорганической кислоты в течение 1,5-2,0 ч при перемешивании, температуре 18-30°С и в соотношении твердой и жидкой фаз 1: (3-4). Твердую фазу отмывают водой, проводят последующую обработку отмытой твердой фазы 2,0-5,0% раствором щелочи в течение 1,5-3,0 ч при перемешивании, температуре 90-100°С, в соотношении твердой и жидкой фаз 1: (3-5) и исключении контакта реакционной среды с воздухом. Затем осадок последовательно отмывают гидрофильным и гидрофобным растворителем и сушат при температуре 18-30°С.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения хитина из куколок и имаго черной львинки [A. Wasko et al. The first report of the physicochemical structure of chitin isolated from Hermetia illucens, International Journal of Biological Macromolecules, 92, 2016, 316-320]. В данной работе стадия деминерализации была проведена на измельченном сырье с использованием 1М раствора HCl в течение 1 часа. Последующее депротеинирование проводили в 1М растворе NaOH при 80°С в течение 24 часов.
Используемое в данной работе хитин-содержащее сырье является сильно пигментированным и часть меланинов ковалентно связано с хитином. Поэтому была добавлена стадия обесцвечивания, которая проводилась в присутствии 1%-го раствора KMnO4. Однако такая обработка не позволяет удалить весь меланин. Кроме того в работе не проводилось обезжиривание и не определялись возможные примеси в полученном хитине (белок, липиды, меланин). Степень ацетилирования полученных образцов хитина, рассчитанная по эмпирической формуле на основе данных элементного анализа составляла 250 и 179%% при теоретически максимально возможных 100%, что говорит о наличии в них примесей нехитиновой природы.
Таким образом, все известные способы получения хитина из личинок черной львинки Hermetia illucens направлены на последовательное удаление примесных компонентов из хитин-содержащего сырья. Такой подход является многостадийным и не гарантирует получения чистого продукта.
С целью преодоления перечисленных недостатков предлагается для получения хитина использование непосредственной экстракции целевого продукта.
Сущность получения хитина из личинок черной львинки Hermetia illucens заключается в том, что берут 200-300 г личинок черной львинки 5/6-го возраста, заливают 0,7-1,0 л кипящей воды на 2-3 мин. Затем обездвиженные личинки подвергают обработке на маслопрессе и получают твердый остаток. К 30 - 50 г твердого остатка добавляют 150-200 мл (в соотношении 4-5 мл/г) 85% фосфорной кислоты, тщательно перемешивают и оставляют на 16-20 ч при комнатной температуре. Полученную суспензию фильтруют под вакуумом через стеклянный пористый фильтр №1 и промывают 70 - 100 мл 40% фосфорной кислоты. Объединенный фильтрат разбавляют 2,5-3,0 л воды при интенсивном перемешивании. Выпавший осадок хитина в фильтрате отмывают водой методом декантации до рН 5,5-6,0 и лиофильно высушивается. Получают аморфный хитин.
Технический результат достигается путем исключения многочисленных стадий очистки при получении хитина, таких как обезжиривание, депротеинирование, деминерализация, обесцвечивание, а кроме того в снижении степени кристалличности получаемого продукта, что увеличивает его стерическую доступность, и, как следствие, повышает биологическую активность хитина.
Известно, что хитин растворим в концентрированных минеральных кислотах, таких как: соляная, серная, фосфорная и т.п. Однако это свойство биополимера ранее не применялось для его выделения. Для получения хитина использовали фосфорную кислоту, т.к. она, в отличие от соляной и серной, практически не гидролизует хитин в процессе его получения. Предлагаемый способ получения хитина не требует стадии обезжиривания, которая осуществляется обработкой сырья органическими растворителями или раствором щелочи при высокой температуре. Кроме того, хитин, получаемый через стадию растворения, является не кристаллическим, а аморфным. На основе такого хитина можно получать коллоидные растворы, используемые, например, в качестве субстрата при определении хитиназной активности ферментов.
Полученный продукт представляет собой белый или светло-кремовый порошок, нерастворимый в воде, нетоксичный. Оставшиеся после экстракции хитина фрагменты оболочек личинок после отмывки или нейтрализации фосфорной кислоты могут быть использованы в качестве кормовой добавки, а нейтрализованная фосфорная кислота в качестве удобрения.
Чистота получаемого хитина подтверждается данными элементного анализа, ИК-спектроскопии и титрованием свободных аминогрупп в сравнении с аналогичными параметрами, определенными у «эталонного» хитина из панциря креветок («Sigma», США).
Пример 1.
300 г личинок черной львинки Hermetia illucens 5/6-го возраста заливают 1 л кипящей воды на 2-3 мин. Затем обездвиженные личинки подвергают обработке на маслопрессе. Получают 50 г твердого остатка с влажностью 55%, содержащего 5% жира, 4% золы, 7% хитина. К твердому остатку добавляю 200 мл 85% фосфорной кислоты, тщательно перемешивают и оставляли на 16 часов при комнатной температуре. Полученную суспензию фильтруют под вакуумом через стеклянный пористый фильтр №1 и промывают 100 мл 40% фосфорной кислоты. Объединенный фильтрат разбавляют 3,0 л воды при интенсивном перемешивании. Выпавший осадок хитина в фильтрате отмывают водой методом декантации до рН 5,5-6,0 и лиофильно высушивали. Получают 2,75 г аморфного хитина. Пример 2.
Аналогично примеру 1. К 50 г твердого остатка добавляют 150 мл 85% фосфорной кислоты, тщательно перемешивают и оставляют на 16 часов при комнатной температуре. Затем полученную суспензию фильтруют под вакуумом через стеклянный пористый фильтр №1 и промывают 100 мл 40% фосфорной кислоты. Объединенный фильтрат разбавляют 2,5 л воды при интенсивном перемешивании. Выпавший осадок хитина в фильтрате отмывают водой методом декантации до рН 5,5-6,0 и лиофильно высушивают. Получают 2,45 г аморфного хитина.
Пример 3.
200 г личинок черной львинки Hermetia illucens 5/6-го возраста заливают 0,7 л кипящей воды на 2- мин. Затем обездвиженные личинки подвергают обработке на маслопрессе. Получают 30 г твердого остатка с влажностью 55%, содержащего 5% жира, 4% золы, 7% хитина. К твердому остатку добавляю 150 мл 85% фосфорной кислоты, тщательно перемешивают и оставляют на 16 часов при комнатной температуре. Полученную суспензию фильтруют под вакуумом через стеклянный пористый фильтр №1 и промывают 70 мл 40% фосфорной кислоты. Объединенный фильтрат разбавляют 2,5 л воды при интенсивном перемешивании. Выпавший осадок хитина в фильтрате отмывают водой методом декантации до рН 5,5-6,0 и лиофильно высушивают. Получают 1,75 г аморфного хитина.

Claims (1)

  1. Способ получения хитина из личинок черной львинки Hermetia illucens, заключающийся в том, что обездвиженные личинки подвергаются обработке на маслопрессе, а к 30-50 г полученного твердого остатка добавляют 150-200 мл 85% фосфорной кислоты, тщательно перемешивают и оставляют на 16-20 ч при комнатной температуре, полученную суспензию фильтруют под вакуумом через стеклянный пористый фильтр №1 и промывают 70-100 мл 40% фосфорной кислоты, объединенный фильтрат разбавляют 2,5-3,0 л воды при интенсивном перемешивании, а выпавший осадок хитина в фильтрате отмывают водой методом декантации до рН 5,5-6,0 и лиофильно высушивают.
RU2018117669A 2018-05-14 2018-05-14 Способ получения хитина из личинок черной львинки hermetia illucens RU2680691C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117669A RU2680691C1 (ru) 2018-05-14 2018-05-14 Способ получения хитина из личинок черной львинки hermetia illucens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117669A RU2680691C1 (ru) 2018-05-14 2018-05-14 Способ получения хитина из личинок черной львинки hermetia illucens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680691C1 true RU2680691C1 (ru) 2019-02-25

Family

ID=65479221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117669A RU2680691C1 (ru) 2018-05-14 2018-05-14 Способ получения хитина из личинок черной львинки hermetia illucens

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680691C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728458C1 (ru) * 2019-12-27 2020-07-29 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) Способ получения ковалентно-связанного хитозан-меланинового комплекса из мухи черная львинка hermetia illucens
RU2794958C2 (ru) * 2021-06-22 2023-04-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова" Композиция ранозаживляющего действия

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95110608A (ru) * 1995-06-23 1997-03-27 Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Способ получения хитина
RU2139887C1 (ru) * 1999-03-15 1999-10-20 Шыш Станислав Иванович Способ получения хитина и способ получения хитозана
RU2430929C1 (ru) * 2010-02-10 2011-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" Способ и установка для очистки сброженного стока и получения хитинсодержащей биомассы
CN102585035A (zh) * 2012-01-18 2012-07-18 广东省昆虫研究所 一种从黑水虻中提取壳聚糖的制备方法
US20170354178A1 (en) * 2014-12-31 2017-12-14 Ynsect Composition containing chitin and digestible proteins

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95110608A (ru) * 1995-06-23 1997-03-27 Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Способ получения хитина
RU2139887C1 (ru) * 1999-03-15 1999-10-20 Шыш Станислав Иванович Способ получения хитина и способ получения хитозана
RU2430929C1 (ru) * 2010-02-10 2011-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" Способ и установка для очистки сброженного стока и получения хитинсодержащей биомассы
CN102585035A (zh) * 2012-01-18 2012-07-18 广东省昆虫研究所 一种从黑水虻中提取壳聚糖的制备方法
US20170354178A1 (en) * 2014-12-31 2017-12-14 Ynsect Composition containing chitin and digestible proteins

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.WASKO ET AL "The first report of the physicochemical structure of chitin isolated from Hermetia illucens", International Journal of Biological Macromolecules; Vol. 92, November 2016, p. 316-320. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728458C1 (ru) * 2019-12-27 2020-07-29 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) Способ получения ковалентно-связанного хитозан-меланинового комплекса из мухи черная львинка hermetia illucens
RU2794958C2 (ru) * 2021-06-22 2023-04-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова" Композиция ранозаживляющего действия

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khayrova et al. Black soldier fly Hermetia illucens as a novel source of chitin and chitosan
Khayrova et al. Obtaining chitin, chitosan and their melanin complexes from insects
Ospina Álvarez et al. Comparison of extraction methods of chitin from Ganoderma lucidum mushroom obtained in submerged culture
KR970008132B1 (ko) 생체 임상의학용 키틴 및 키토산 제조방법
KR100986603B1 (ko) 어류 정액 또는 알로부터 분리된 dna 중합체 단편복합체 및 그의 제조방법
KR101476381B1 (ko) 어류 정액 또는 알로부터 분리된 dna 중합체 단편복합체를 포함하는 세포활성 강화용 조성물, 및 얼굴 또는 피부 충진제
RU2680691C1 (ru) Способ получения хитина из личинок черной львинки hermetia illucens
CN1218957C (zh) 一种提取玉米醇溶蛋白的生产方法
Danarto et al. Optimizing deacetylation process for chitosan production from green mussel (perna viridis) shell
RU2460771C1 (ru) Способ извлечения биологически активных веществ из биомассы одноклеточной водоросли рода chlorella
RU2728458C1 (ru) Способ получения ковалентно-связанного хитозан-меланинового комплекса из мухи черная львинка hermetia illucens
CN1654670A (zh) 一种硫酸软骨素的制备方法
US3934039A (en) Process for the production of microorganism lysates
EP1397389B1 (en) A method of isolation of immunostimulating glucan from oyster mushroom
JP2018502592A (ja) タンパク質に富む微細藻類のバイオマスの成分を分画するための方法
CN113045610B (zh) 一种从n-乙酰氨基葡萄糖发酵液中提取氨基葡萄糖的方法
KR101206855B1 (ko) 키틴 및 키토산의 수득방법
Gharibzadeh et al. Microbial chitin extraction and characterization from green tiger shrimp waste: A comparative study of culture mediums along with bioprocess optimization
RU2763174C1 (ru) Способ получения хитозана из мухи черная львинка hermetia illucens
RU2657499C1 (ru) Способ получения меланина из лузги подсолнечника
RU2772334C1 (ru) Способ получения меланина из насекомых
RU2708232C1 (ru) Способ комплексной переработки продуктов жизнедеятельности galleria mellonella
RU2457689C2 (ru) Способ получения смеси аминокислот из отходов переработки сырья животного или растительного происхождения
Rajaselvi et al. Production and Characterization of Chitosan extracted from crab shell as a clarifying agent for fruit juices
CN111217871A (zh) 一种微波外循环辅助催化降低氨糖水解副产物的装置和工艺应用