RU2780731C1 - Способ выделения меланина из лузги гречихи - Google Patents

Способ выделения меланина из лузги гречихи Download PDF

Info

Publication number
RU2780731C1
RU2780731C1 RU2021116176A RU2021116176A RU2780731C1 RU 2780731 C1 RU2780731 C1 RU 2780731C1 RU 2021116176 A RU2021116176 A RU 2021116176A RU 2021116176 A RU2021116176 A RU 2021116176A RU 2780731 C1 RU2780731 C1 RU 2780731C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melanin
husks
husk
hydrochloric acid
buckwheat
Prior art date
Application number
RU2021116176A
Other languages
English (en)
Inventor
Яна Валерьевна Уразова
Евгений Дмитриевич Рожнов
Любовь Алексеевна Бахолдина
Елена Александровна Кадрицкая
Максим Борисович Ребезов
Мохаммед Али Шариати
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2780731C1 publication Critical patent/RU2780731C1/ru

Links

Abstract

Настоящее изобретение относится к химии высокомолекулярных природных соединений, а именно, к способу выделения меланина из лузги гречихи. Предложенный способ включает обработку лузги 2%-ным раствором соляной кислоты при кипячении для удаления гемицеллюлозы и пектина, промывку водой до нейтральной реакции, сушку лузги, помещение лузги в качающийся автоклав и добавление 4%-ного раствора гидроксида натрия до достижения гидромодуля 1:18-1:20, экстракцию меланина в качающемся автоклаве при температуре 120°С и давлении 2,5 атм в течение двух часов, отделение лузги от гидролизата и подкисление гидролизата. Предложенный способ позволяет увеличить выход целевого продукта и сократить затраты на реализацию процесса. 1 табл., 3 пр.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к химии высокомолекулярных природных соединений, а именно, к выделению биологически активного биополимера растительного происхождения - меланина, и может быть использовано для производства лечебно-профилактических препаратов, биологически активных и пищевых добавок, в том числе, в виде натурального красителя пищевой продукции.
Меланины - обширная группа от желто-красных до черно-коричневых природных пигментов, которые находятся непосредственно в тканях животных и растений, обладающие высокой фармакологической активностью. Основной функцией меланина в клетках живых организмов является выработка меланина для защиты от ультрафиолетовых лучей. Меланины существенно подавляют развитие опухолевых клеток и метастаз, ингибируют процессы свободно радикального окисления, обладают радиопротекторными свойствами, сорбирующими, хелатирующими, антиоксидантными и UV-защитными свойствами с высоким выходом [1, 2].
Подавляющему большинству известных способов получения меланина присущи одни и те же недостатки: длительность процесса, низкий выход целевого продукта, большие энергозатраты, специфическое оборудование и т.п.
Примеры способов получения меланина из лузги гречихи:
- Способ получения меланина из лузги гречихи [3], включающий в себя операции измельчения сырья, экстрагирования раствором гидроксида натрия концентрацией 3-5 мас.%, при гидромодуле 1:3-1:5 с последующим осаждением соляной кислотой, фильтрацией и сушкой. К недостаткам данного способа можно отнести длительность процесса, а также высокое остаточное содержание меланина в отработанном сырье.
- Способ получения меланина из лузги гречихи с использованием ферментативной предобработки лузги целлюлолитическим ферментом целлюлобранин ГЗХ в течение 48 часов с последующей экстракцией меланина растворами щелочи в течение 24 часов, с последующим осаждением соляной кислотой, фильтрованием и сушкой [4]. Но, как и в предыдущем способе к недостаткам можно отнести длительность процесса, низкий выход целевого продукта, а также увеличение себестоимости продукта за счет использования ферментного препарата.
- Способ получения меланина из лузги гречихи [5], предусматривающий измельчение лузги гречихи, экстрагирование 0,3-0,7% раствором хлорида натрия, предварительно обработанным в катодной камере диафрагменного электролизера до рН 12,3-12,5 с последующей обработкой соляной кислотой, фильтрованием и сушкой. К недостаткам указанного способа можно отнести специфическое оборудование, работающее при высоком напряжении, что требует особые условия безопасности, а также длительность этапа экстракции.
Известен способ получения меланина из чаги, включающий измельчение плодовых тел грибов, сушку, обработку измельченного сырья смесью гексан-изопропанол (1:1) при соотношении субстрат-растворитель 1:10 в течение 24 ч для удаления липидов, фильтрование через капроновую мембрану, удаление остатков смеси растворителей на роторном испарителе, экстрагирование меланинов из обезжиренного сырья 0,1н раствором гидроксида натрия при 45-50°С в течение 2 ч, отделение твердого остатка повторным фильтрованием через капроновую мембрану, подкисление полученного фильтрата 1н раствором соляной кислоты до рН 1,5, отделение образовавшегося хлопьевидного осадка меланина центрифугированием в течение 15 мин при факторе осаждения 10000g, его растворение в 0,1н растворе гидроксида натрия, 3-х кратное кислотное переосаждение, растворение в 0,01н растворе гидроксида натрия, диализ против воды до нейтральной рН, сушку полученного препарата на лиофильной установке [6]. К недостаткам известного способа можно отнести ограниченность, труднодоступность и медленное возобновление сырьевой базы.
Известен способ получения меланина из лузги подсолнечника [7], включающий в себя сушку лузги подсолнечника до сыпучего состояния, экстракцию водой при кипячении в течение 30-55 минут и гидромодуле 1:10, фильтрацию, обработку пищевым адсорбентом КСМ №6, упариванием воды и доведение экстракта меланина до желеобразного состояния. К недостаткам указанного способа можно отнести повышенные энергозатраты, использование адсорбента КСМ №6 (в настоящее время отсутствующего в продаже), а также желеобразную форму готового продукта, что негативно сказывается на продолжительности хранения, удобстве в использовании и транспортировке.
Имеются открытые сведения о способе выделения меланина из растительного сырья [8], согласно которому предварительно подготовленное измельченное сырье подвергают обработке ультразвуком в течение 3-7 минут при интенсивности ультразвука 0,3 Вт/см2, затем сырье обрабатывают 0,001-0,01% раствором ферментного препарата гидролитического действия при температуре 35-55°С в течение 20-35 минут при соотношении сырья и раствора ферментного препарата 1:10 в пересчете на абсолютно сухое вещество. По истечении времени гидролиза ферменты инактивируют, из полученного гидролизата экстрагируют красящие вещества 40-80% растворами этанола в течение 60-80 минут при температуре 40-50°С при соотношении предобработанного сырья и экстрагирующего агента 1:10 в пересчете на абсолютно сухое вещество. Полученный раствор стабилизируют Гипоксеном в количестве 0,0001-0,0005%) и аскорбиновой кислотой в количестве 0,001%-0,01% от количества сухих веществ в полученном фильтрате и концентрируют до содержания сухих веществ 65-80%. К недостаткам известного способа можно отнести получение продукта в жидком состоянии, использование ферментного препарата, этанола, а также необходимость его стабилизации Гипоксеном и аскорбиновой кислотой, что приводит к увеличению стоимости продукта.
Наиболее близким к предлагаемому (прототип) является способ получения меланина из лузги подсолнечника, включающий промывание водой неизмельченной лузги подсолнечника, сушку, измельчение, экстрагирование раствором гидроксида натрия, отделение экстракта от сырья отжимом в фильтр-прессе, подкисление полученного экстракта с доведением рН до 1-2, отделение выпавших хлопьев меланинов фильтрованием, их сушку, при этом промытую неизмельченную лузгу подсолнечника обрабатывают избытком 5% раствора соляной кислоты при слабом кипении, затем ее промывают водой с доведением рН смеси до нейтрального значения, а интенсификацию процесса массообмена при экстрагировании проводят за счет использования энергии СВЧ [9]. Но и в этом способе к существенному недостатку можно отнести использование энергии СВЧ для интенсификации процессов массообмена при экстрагировании, что практически не позволяет провести промышленное масштабирование процесса за счет ограниченности размеров магнетронов и необходимости соблюдения особых правил безопасности на производстве.
В предлагаемом техническом решении задача заключается в разработке способа, в котором реально увеличен выход целевого продукта и сокращены затраты времени на реализацию процесса.
Предлагаемый процесс выделения меланина из лузги гречихи состоит в том, что лузгу обрабатывают 2-4%-ным раствором соляной кислоты при кипячении в течение 40-60 минут и гидромодуле 1:10 для удаления из клеточного матрикса пектиновых веществ и гемицеллюлоз, препятствующих свободному экстрагированию меланина. Лузгу, после обработки кислотой, отделяют от гидролизата, промывают водой до нейтральной реакции и высушивают на воздухе. Высушенная лузга в определенном количестве помещается в реактор качающегося автоклава в количестве, заливается 4%-ным раствором гидроксида натрия до достижения гидромодуля 1:18-1:20. Экстракцию меланина в качающемся автоклаве проводят при температуре 110-120° и давлении 2,2-2,5 атм. в течение 2-х часов. По окончании указанного времени содержимое автоклава (после остывания) сливают на нутч-фильтр, гидролизат отфильтровывают от лузги, промывая водой для отделения меланина. Окрашенный в красно-коричневый цвет гидролизат подкисляют соляной кислотой до значения рН равном 2,0, оставляют на 1 час для формирования хлопьев меланина. По окончании указанного времени подкисленный гидролизат лузги направляют в осадительную центрифугу для отделения меланина. Полученный осадок меланина промывают водой до нейтральной реакции, проводя 3-х кратное осаждение в осадительной центрифуге. Промытый осадок меланина высушивают на воздухе и перетирают до порошкообразного состояния.
Предлагаемый способ выделения меланина позволяет получать целевой продукт с выходом 15,3-17,9% и наименьшими затратами в силу использования доступных и дешевых реагентов.
Пример 1
Навеску лузги в количестве 120 г обрабатывают 2%-ным раствором соляной кислоты при кипячении в течение 60 минут и гидромодуле 1:10. Затем лузгу отделяют от гидролизата фильтрованием, промывают до значения рН 6,5 и высушивают на воздухе. Из обработанной кислотой лузги берут навеску 100 г, помещают в реактор качающегося автоклава, приливают 4%-ный раствор гидроксида натрия до достижения гидромодуля 1:20. Экстракцию меланина проводят при температуре 110°С и давлении 2,2 атм. в течение 2-х часов. Содержимое автоклава охлаждают до комнатной температуры, отделяют лузгу от гидролизата, промывают водой для удаления остаточного количества меланина. Красно-коричневый гидролизат лузги гречихи обрабатывают соляной кислотой до достижения рН 2,0 при перемешивании. Образовавшиеся через час хлопья меланина отделяют в осадительной центрифуге, трижды промывают водой, и оставляют сушить на воздухе до равновесной влажности. Высушенный меланин растирают в шаровой мельнице до состояния порошка. Выход меланина составил 15,3%.
Пример 2
Меланин из лузги гречихи получают аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что навеску лузги в количестве 120 г обрабатывают 4%-ным раствором соляной кислоты при кипячении в течение 40 минут и гидромодуле 1:10. Выход меланина составил 16,8%.
Пример 3
Меланин из лузги гречихи получают аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что экстракцию меланина проводят при температуре 120°С и давлении 2,5 атм в течение 2-х часов. Выход меланина составил 17,9%.
Параметры способа выделения меланина по примерам 1-3 представлены в таблице 1.
Figure 00000001
Сравнивая условия реализации процесса выделения меланина из лузги гречихи, а также выход целевого продукта, можно сделать вывод, что при прочих равных временных затратах способ, реализуемый по примеру 3, является более выгодным, поскольку обеспечивает получение целевого продукта с максимальным выходом. Это обусловлено более жесткими условиями процесса экстракции, при которых происходит разрушение клеточного каркаса и меланин легче высвобождается.
Технический результат в предлагаемом решения - получение очищенного меланина, не содержащего примесей высокомолекулярных веществ (преимущественно, гемицеллюлоз и пектина), с высоким выходом за счет проведения процесса экстрагирования в условиях избыточного давления при непрерывном перемешивании, с применением качающегося автоклава с электрообогревом для проведения гетерогенных процессов [10].
Использование предлагаемого способа позволяет дополнительно перерабатывать крупнотоннажный легкодоступный отход АПК - лузгу гречихи с получением ценного вещества меланина, обладающего сорбирующими, хелатирующими, антиоксидантными и UV-защитными свойствами с высоким выходом.
В настоящее время проводятся переговоры о промышленной отработке и внедрении предлагаемого способа выделения меланина из лузги гречихи на предприятии ООО «КиТ плюс» (г. Бийск), специализирующего на переработке растительного сырья в биологически активные препараты и субстанции.
Источники информации
1. Борщевская М.И. Развитие представлений о биохимии и фармакологии меланиновых пигментов / М.И. Борщевская, С.М. Васильева // Вопросы медицинской химии. 1999. №1. С. 13-23.
2. Моссэ И.Б. Влияние меланина на мутагенное действие хронического облучения и адаптивный ответ у мышей/ И.Б. Моссе, Л.Н. Кострова, В.Б. Дубовик [и др.] // Радиобиология и радиоэкология. - 1999 - Т. 39 - №2-3. - С. 329-333.
3. Способ получения пищевого красителя [Текст]: пат.1742295 СССР, МПК С09В 61/00 / Бинеев Р.Г., Зарипова Л.П., Лиакумович А.Г. [и др.]; заявитель Казанский химико-технологический институт им. С.М. Кирова. - 4709795; заявл. 26.06.89; опубл. 23.06.92 - 4 с.
4. Способ получения пигмента-красителя из растительного сырья [Текст]: пат. 2215761 РФ, МПК С09В 61/00 / Огарков Б.Н., Самусенок Л.В.; заявитель Огарков Б.Н., Самусенок Л.В. - №2000116048/13; заявл. 19.06.2000; опубл. 10.11.03, - 4 с.
5. Способ получения пищевого красителя [Текст]: пат.№1717608 А1 СССР, МПК С09В 61/00 / Лиакумович А.Г., Агаджанян С.И., Шильникова Л.П. [и др.]; заявитель Казанский химико-технологический институт им. С.М. Кирова. - 4709779/13; заявл. 26.06.1989; опубл. 07.03.92, - 2 с.
6. Сушинская Н.В. Физико-химические свойства и получение меланинов из базидиомицетов / Н.В. Сушинская, Т.А. Кукулянская, В.П. Курченко [и др.] // Труды БГТУ. - Сер. IV. - 2004. - Вып. XII. - С. 193-197.
7. Способ получения натурального пищевого красителя из растительного сырья и отходов переработки растительного сырья и натуральный пищевой краситель, полученный по этому способу [Текст]: пат.2285708 РФ, МПК С09В 61/00 / Рыжова Н.В., Иванова Л.А., Бутова С.Н.; заявитель ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств». - 2005138928/13; заявл. 15.12.2005; опубл. 20.10.2006, - 9 с.
8. Способ получения природного меланоидного антиоксиданта [Текст]: пат. №2281779 РФ, МПК А61К 36/28 / Жорина Л.А., Кашеватская P.M., Иванов А.Л. [и др.]; заявитель Жорина Л.А., Кашеватская P.M., Иванов А.Л. [и др.]. - 2004134636/15; заявл. 26.11.2004; опубл. 20.08.2006, - 6 с.
9. Способ получения меланина из лузги подсолнечника [Текст]: пат.2637646 РФ, МПК А61К 36/28, B01D 11/02 / Грачева Н.В., Картушина Ю.Н., Желтобрюхов В.Ф.; заявитель ФГБОУ ВО ВолгГТУ. - 2017100103; заявл. 09.01.2017; опубл. 05.12.2017, - 6 с.
10. Качающийся автоклав с электрообогревом для проведения гетерогенных процессов [Текст]: Пол. мод. №2518 РФ, МПК B01J 3/04 / Куничан В.А., Севодина Г.И., Севодин В.П. [и др.]; заявитель Научно-производственное предприятие «Фитохим». 94025445/20; заявл. 06.07.1994; опубл. 16.08.1996, - 7 с.

Claims (1)

  1. Способ выделения меланина из лузги гречихи, включающий обработку лузги 2%-ным раствором соляной кислоты при кипячении для удаления гемицеллюлозы и пектина, промывку водой до нейтральной реакции, сушку лузги, помещение лузги в качающийся автоклав и добавление 4%-ного раствора гидроксида натрия до достижения гидромодуля 1:18-1:20, экстракцию меланина в качающемся автоклаве при температуре 120°С и давлении 2,5 атм в течение двух часов, отделение лузги от гидролизата и подкисление гидролизата.
RU2021116176A 2021-06-02 Способ выделения меланина из лузги гречихи RU2780731C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2780731C1 true RU2780731C1 (ru) 2022-09-29

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1742295A1 (ru) * 1989-06-26 1992-06-23 Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова Способ получени пищевого красител
RU2215761C2 (ru) * 2000-06-19 2003-11-10 Огарков Борис Никитович Способ получения пигмента-красителя из растительного сырья
DE102004003801A1 (de) * 2004-01-26 2005-08-18 Stanislav Davidenko Verfahren zur Gewinnung des Stoffes Melanin und Verwendung des Verfahrensproduktes
CN101643589A (zh) * 2008-08-09 2010-02-10 甘肃敬业农业科技有限公司 一种天然葵花皮黑色素的提取方法
CN102229754A (zh) * 2011-05-12 2011-11-02 华中农业大学 一种从银耳栽培废料中提取黑色素的方法
RU2637646C1 (ru) * 2017-01-09 2017-12-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения меланина из лузги подсолнечника
RU2657499C1 (ru) * 2017-06-06 2018-06-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения меланина из лузги подсолнечника

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1742295A1 (ru) * 1989-06-26 1992-06-23 Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова Способ получени пищевого красител
RU2215761C2 (ru) * 2000-06-19 2003-11-10 Огарков Борис Никитович Способ получения пигмента-красителя из растительного сырья
DE102004003801A1 (de) * 2004-01-26 2005-08-18 Stanislav Davidenko Verfahren zur Gewinnung des Stoffes Melanin und Verwendung des Verfahrensproduktes
CN101643589A (zh) * 2008-08-09 2010-02-10 甘肃敬业农业科技有限公司 一种天然葵花皮黑色素的提取方法
CN102229754A (zh) * 2011-05-12 2011-11-02 华中农业大学 一种从银耳栽培废料中提取黑色素的方法
RU2637646C1 (ru) * 2017-01-09 2017-12-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения меланина из лузги подсолнечника
RU2657499C1 (ru) * 2017-06-06 2018-06-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения меланина из лузги подсолнечника

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2578037C1 (ru) Способ получения меланоидного антиоксиданта из лузги подсолнечника
CN102154423A (zh) 一种紫菜活性肽的制备方法
WO2024046374A1 (zh) 超分子油橄榄组合物的制备方法及在修护精华液中的应用
CN110396138A (zh) 一种褐藻多糖脱色脱蛋白的方法
CN103243143A (zh) 利用骨粉提取水解胶原蛋白的方法
RU2780731C1 (ru) Способ выделения меланина из лузги гречихи
CN111748015B (zh) 一种活性多肽os-ll11及其应用
CN109602783B (zh) 一种酶辅助提取杜仲叶活性成分的方法
Capaldi et al. New trends in extraction-process intensification: Hybrid and sequential green technologies
RU2613294C1 (ru) Способ получения меланина из лузги подсолнечника
CN101095805A (zh) 一种用洋葱和芦荟制成的药物及其制备方法
RU2501805C1 (ru) Способ получения бетулина из бересты
CN110651886A (zh) 一种澳洲坚果蛋白的制备方法及其应用
Wu et al. Extraction, functionality, and applications of Chlorella pyrenoidosa protein/peptide
JP7461470B2 (ja) 美白機能を有する米ペプチド及びその調製方法
CN102228473A (zh) 一种鹿茸中活性物质的提取方法
RU2148636C1 (ru) Способ получения дрожжевого низкомолекулярного экстракта и вещество, получаемое этим способом
JP7423803B2 (ja) カルノシンに富む化合物を効率的に製造するためのプロセス方法
KR20040105523A (ko) 갈조류로 부터 생리활성물질 연속추출 및 기능성 식품제조
RU2657499C1 (ru) Способ получения меланина из лузги подсолнечника
CN110241165B (zh) 一种从玉米蛋白粉酶解胶状物中提取玉米黄素的方法
RU2505076C2 (ru) Способ получения экстракта ягод годжи
CN106833395A (zh) 一种用于明胶制备的原料液化方法
RU2485804C2 (ru) Способ выделения пектиновых веществ в нативном состоянии из плодовых оболочек шиповника
RU2637646C1 (ru) Способ получения меланина из лузги подсолнечника