Способ получения биологически активных веществ

6 51 5 А 61 КЗЯ АНИЕ ИЗОБРЕТ кпеточныи сок от твердои фазы в твердую фазу добавляют воду и проводят экстракцию биологически активных веществ, для этого смесь нагревают до температуры 50 - 100.С, выдерживают 3 - 120 мин, экстракт отделяют, в остатки клеточных оболочек добавляют воду, полученную смесь нагревают и выдерживают при вышеуказанных режимах разделяют смесь на экстракт и остатки клеточных оболочек полученные клеточный сок и экстракты обьединяют, концентрируют и высушивают. Для устранения специфического запаха сырья его перед замораживанием озонируют при концентрации озона 8 - 10 мг/и. 3 мф-ы Комитет Ресснйсквй федерациие патентам и товарным зна. (Уб) Кудряшева Александра Андреевна(64) СПОСОБ ПОПУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ(57) Иатользование: биотехнология, получение биологически активных вещеста Сущность изобретения: сырье, в качестве которого могут быть использованы микроорганизмы, растения, семена, ягоды, замораживают при температуре (-16) - (-40) ОС в течение 0,5 - 2 ч, затем дефростирукт, повторно замораживают при температуре (-5 - (-15)С в течение 1/5 - Т ч и вновь дефростируют, отделяют б ц) 2 ОО 326Изобретение относится к биотехноло.гии и касается способа получения биологически активных веществ, которые могутбыть использованы в различных отрасляхпромышленности, в частности, пищевой,медицинской, парфюмерно-косметическойпромышленности, и в сельском хозяйстве.Известен способ получения биологически активных веществ БАВ), предусматривающий нагревание сырья, в частностидрожжей, до температуры 30-35 С, отделение твердой фазы остатков клеточных оболочек, последние суспензируют в воде,нагревают до температуры 80-100 С, твердую фазу удаляют и используют в процессеприготовления продуктов на базе дрожжей,жидкую - . концентрируют и высушивают,получая при этом водорастворимье белкиЯНедостатком известного способа является недостаточный выход врдоравтворимых белков.Известен способ получения биологически активных веществ, .заключающийся втом, что дрожжевую суспензию нагреваютдо температуры 60-100 ОС, затем суспензиюразделяют на фракции - экстракт и остаткиклеточных оболочек, суспензируют в щелочной среде рН 8,5-10, нагревают до температуры 85-90 ОС, разделяют на щелочнойЭкстракт и остатки клеток, клетки повторносуспенэируют, нагревают до температуры85-100 С, суспензию нейтрализуют, вновьразделяют на неразрушенные клетки и кислый экстракт, иэ которого осаждают водорастворимые белки в изозлектрической точке,. сушат 12).Известен способ получения биологически активных веществ, предусматривающийразрушение клеток замораживанием, экстракцию ВАВ изопропиловым спиртом, разделение суспензии на жидкую и твердуюфракции, промывание твердой фракции водой, щелочную экстракцию при нагревании(70 С) в течение 45 мин, с последующимиудалением клеточных оболочек, добавлением в экстракт молока и выделением водорастворимых веществ из смеси 3,Недостатками такого способа являютсяиспользование химических веществ для эк. стракции БАВ, в результате чего ухудшаетсяпищевая и биологическая ценность, а такженерациональное использование сырья,Целью изобретения является разработка экологически чистого и ресурсосберегающего способа получения белков. углеводов,жиров, смеси незаменимых и заменимцхаминокислот, органических кислот, красящих веществ, гликозидов, витаминов и минеральнцх элементов из микроскопически и макроскопических грибов, дрожжей, бактерий и растений.В зависимости от цели в качестве сырьяможет служить биомасса одного вида или 5 нескольких видов микроорганизмов из разных таксономических групп, микро- или макроскопические грибы, листья, черешки, стебли, цветы, семена и корни растений, а также фрукты, ягоды и овощи.10 Получение биологически активных веществ из различного сырья беэ применения химических реагентов является чрезвцчайно важной социально-.экономической проблемой, поскольку ее разрешение 15 способствует удовлетворению возрастающих потребностей населения в полноценных продуктах питания, безвредных для здоровья потребителей, улучшению их товарного качества и полезных свойств; пред отвращению различного рода заболеваний,снижению себестоимости, а также предотвращению загрязнения и сохранению экологической чистоты окружающей среды,В настоящее время с применением ряда 25 .дорогостоящих и вредных для организма человека химических веществ получают автолизатц, гидролизаты и изолятц на основе сложных и длительных процессов, требующих многочисленного оборудования и боль шого количества реагентов,В отличие от известных технологических приемов предлагаемый способ получения биологически активных веществ базируется на применении физических и 35 физико-химических воздействий на сырьенаправленных на изменение его физиологеских и структурно-мор фологических свойств, Новый способ может осуществляться на серийно выпускаемом оборудова нии промышленного типа, .. Цель достигается тем, что используемоесырье подвергают двухкратному замораживанию для разрушения клеточных структур.Первичное замораживание осуществляют 45 при температуре минус 16 - минус 406 взависимости от целевого продукта, от вида и состояния. сырья, Вторичное замораживание осуществляют при температуре минус 5 - минус 15 С сразу же после дефростации 50 сырья. После вторичной дефростации изсырья отделяют выделившийся клеточный сок, а затем сырье разбавляют дистиллированной водой. Полученную смесь нагревают до 50-98 ОС и выдерживают в нагретом со стоянии от 3 мин до 2 ч в зависимости от".вида сырья и целевого продукта. После выдерживания смесь разделяют ультрафильтрацией, сепарацией, центрифугированиемили седиментацией на две фракции - экстракт и остатки клеточных оболочек, К оствт 2003262кам клеточных.оболочек добавляют дистиллированную воду и подвергают их повторному нагреванию при тех же параметрах.После чего смесь снова разделяют на двефракции - экстракт и остатки клеточных 5оболочек. Клеточный сок и экстракты, полученные в результате двухкратного нагревания объединяют, концентрируют ивысушивают,В зависимости от вида сырья полученный целевой продукт содержит белки, жиры, углвводц, незаменимые и заменимыеаминокислоты, красящие вещества, органические .кислоты, витамины, минеральныеэлементы, гликозидц. 15В результате применяемых воздействий изменяется проницаемость клеток, повышается в них концентрация биологическиактивных веществ; изменяются вязкость идисперсность белково-липидных частиц., из Обйратвльная проницаемость эндогвнныхвеществ. что способствует их болев полному извлечению из сырья.В зависимости от области примененияполучаемый экстракт можно использовать в 25жидком виде, например, для приготовлениянапитков, первых обеденных блюд, хлебо.булочных изделий, питательный средл длявыращивания микроорганизмов, растений,.тканевых культур; в концентрированном со- ЗОстоянии - в аиде песты для производствакондитерскихиэделий,консервов,пищевыхконцентратов, различных кулинарныхблюд, паштетов, и др.Для более длительного хранения экстракт концентрируют и высушивают,П р и м е р 1, Дрожжи ЯассЬаговусезсегеч 1 з 1 а) штамм ВКМУзамораживаетпри температуре минус 16 С в течение 50мин, после чего дефростируют и повторно .40замораживают при минус 5 ОС в течение 4 ч.После вторичной дефростации отделяет отбиомассц выделившийся лвточный свк, абиомассу разбавляют дистиллированнойводой, Полученную смесь нагревают щи 45+100 С в течение 3 мин, затем отделяютэкстракт от остатков клеточных оболочек. Костаткам клеточных оболочек снова добав-,ляют дистиллированную воду, вторично Осуществляют нагрев суспензии, затем 50повторно отделяют экстракт от остатковклеточныхоболочвк.Клеточныйсок,первичный и вторичный экстракты соединяют, затем подвергают концентрированию. Послеконцентрирования высушивают, Полученный продукт содержит нвзаменимыв и заменимые аминокислоты, витамины иминеральные элементы.Аминокислотный состав,к общеймассе продукта: Треонин 2.45 Аспарагиновая кислота 4,92 Серин 2,88 Глютаминовая кислота 11,09 Пролин 2,34 Глицин 5,43 Аланин 7,17 Цистин 1,85 Валин 2,71 Мвтионин 0,62 Изолейцин 2,14 Лейцин 2,86 Тирозин. 1,07 Фенилаланин 1,18 Гистидин 0,79 Лизин 3,61 Аргинин 1,44 Витаминный и микроэлементный состав.В 100 г препарата содержитсявитаминов: Вг 4,3 мг;82 12,1 мг;.РР 176 мг;микроэлементов; К 4,97 г;М 9 0,41 г; Са 0,05 г, Ре 0,036 г; ЬЬ 1,38 мг; Сг 0,1 мг; Й 1 0,1 мг; Со 0,1 мг; Уп 0,1 мг.Поровкообразнцй продукт хорошо растворяется в воде, обладает высокой эмульгирующей, влагоудерживающей и пенообразующей способностью, светло- кремового цвета, приятного специфического вкуса с дрожжевым запахом.Сухие напитки, полученные с этим продуктом. характеризуатся хорошим товарным качеством и повышенной физиологической ценностью. Парфюмерно- косметические иэделия и лечебные мази устраняют морщины и быстро регенерируют кожные покровы.П р и м е р 2. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но из микроорганизмов используют бактерии .ас 1 оЬассегоп ЬИдагсна. При этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 18 С в течение 2 ч, а вторичное - при минус 10 С в течение 5 ч, нагрев суспвнзии с остатками клеточных оболочек осуществляют при температуре плюс 90 ОС в течение 40 мин. Полученный продукт содержит 66;ь белковых веществ, 18углеводов, Яминерал ь ных элементов по отношению к сухому веществу сырья, Порошок имеет серовато-белый цвет, приятнцв вкус и задах, полностью рас 2003262творяется в воде, улучшает качество хлебо. булочных изделий и повышает биологическую ценность продуктов, дефицитных по аминокислотному и минеральному составу.П р и м е р 3. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но в качестве сырья используют микроскопические грибы РепсШцщ годцеогО, При этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 20 С в течение 1 ч, вторичное замораживание - при температуре минус 15 ОС в течение 3 ч, нагрев суспензии осуществляют при температуре 80 С.в течение 60 мин. Полученный продукт содержит 35 белковых веществ. 46 О полисахаридов, 7,6 ливидов, 2,5 нуклеиновых кислот, имеет белый цвет с легким кремовым оттенком, приятные вкус и запах, полностью растворяется в воде.П р и м е р 4; Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но в качестве сырья используют ягоды черной смородины. При этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 20 С в течение 30 мин, вторичное замораживание - при температуре минус 7 ОС в течение.З ч, нагрев смеси осуществляют при 5 ЫС в течение 2 ч. Полученный продукт содержит красящие вещества, 15 белка, 61,8 углеводов, 12,5 органических кислот по отношению к массовой доле сухих веществ, О,1 мг каротина, 800 мг витамина К, 930 мг витамина С в 160 г. Продукт .имеет темно-фиолетовый цвет, кисловатый вкус, приятный специфический. запах исходного сырья, полностью растворяется в воде, придает. красивую лилово-бордовую или темно-розовую окраску конфетам, напиткам, кремам, предназначенным для кондитерских изделий, а также способствует обогащению их натуральными .витаминами.П р и м е р 5; .Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но используют в качестве сырья выжимки винограда с темной окраской. При этом первичное замораживание сырья осуществляют при температуре минус 17 ОС в течение 40 мин, вторичное - при температуре минус 9 С в течение 1,5 ч, нагрев смеси осуществляют при 65 ОС в течение 40 мин.Полученный продукт имеет темно-бордово-фиолетовую окраску, приятный сладковатый вкус содержит 43 глюкозы, 0,2 органических кислот, пантотеновую кислоту, витамин 86, биотин, рибофлавин, тиамин, красящие вещества. эффективные вмалых дозах для окраски напитков, кремов,конфет и других пищевых продуктов, 10 П р и м е р 6. Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, но используют в качестве сырья семена облепихи, При этом первичное замораживание измельченного сырья осуществляют при минус 40 С в течение 2 ч, вторичное - при температуре минус 6 С в течение 7 ч, нагрев. смеси осуществляют при температуре 70 С в течение 50 мин, Полученный продукт содержит 2,2(, фруктозы,2,4 арабинозы, 1,8 галактозы; нейтральные липиды до 73,5; гликолипиды до14 9%; фосфолипиды до 6,1 . Жирно-кислотный состав липидов, мас,: миристиноваяО,З; миристолеиновая 0,25; пальмитиновая 27,9; пальмитолеиновая 39,8; гептадеценовая 0,36; стеариновая 0,8; олеиновая 11,8; лино- левая 1;35, Витаминный состав продукта:, тиамин (В 1), рибофлавин (Вг); пантотеновая 20 кислота (Вз): пиридоксин (66): биотин. (Н).ниацин (РР), ф.-каротин, аскорбиновая кислота. Продукт содержит минеральные элементы, до 300 мг.в. 100 г незаменимых и заменимых аминокислот, имеет темнооранжевую:окраску, маслянистую консистанцию, приятные вкус и запах,свойствеинйе сырью.В зависимости от цели иэ семян облепихи можно получать два вида продукта - экстракт углеводов, аминокислот, витаминов,минеральных элементов и жиросодержащий продукт, состоящий из нейтральных липидов, гликолипидов и фосфолипидов, Для этой. цели вводят дополнительную технологическую операцию по отделению раствораот липидов, а также семена до замораживания предварительно измельчают.П р.и м е р 7 Технология получениябиологически активных веществ аналогична40 примеру 1, но используют в качестве сырьялист женьшеня. Ори этом первичное замораживание сырья осуществляют пРи температуре минус.36 С в течение 60 мин, вторичное замораживание - при температурв минус 8 С в течение 2,5 ч, нагрев смесиосуществляют при температуре 95 ОС в течение 10 мин. Полученный продукт представляет собой тонкодисперсный порошок беэ видимых посторонних включений, желтого50 цвета с зеленоватым оттенком, горькоговкуса с запахом, свойственным сырью, содержит 13,1, общего азота, белкового азота 9,7, небелкового азота 3,4, 81,3 г/кг аминокислот, в том числе незаменимых 28,5% г/кг.Состав гликозидов продукта, мг/г;891 Йг ляг Я, ВЬг йд 2:1.9 1,97 7,3 4,7 4,4 13,9 Продукт может использоваться для напитков, кремов и лечебных целей, 2003262В случае использовния сухого сырья егаподвергают измельчению и замачиваниюдистиллированной водой.П р и м е р 8. Технология получениябиологически активных веществ аналогичнапримеру 1, но в качестве сырья используюттемноакрашенные лепестки цветов розы,При атом первичное замораживание сырьяосуществляют при температуре минус 35 Св течение 40 мин, а вторичное - при минус12 С в течение 1 ч, нагрев сырья с водойосуществляют при 85 С в течение 5 мин.Полученный продукт имеет красно-бордовый цвет; приятный специфический запахисходного сырья, содержит розовое масло,красящие и дубильные вещества, витаминыи аминокислоты, может исйользоваться впарфюмерно-косметической промышленности,. в медицине и для приготовления без-,алкогольных и алкогольных напитков,кондитерских изделий; витаминов и лекарственных препаратов,В зависимости от окраски исходногосырья продукт можно получить разного цвета: розовый, темно-розовый, алый, красный,бордовый, оранжевый и темно-вишневый;П р и м е р 9, Технология получениябиологически активных веществ. аналогичнапримеру 1, отличие состоит в том, что дозамораживания суспензию дрожжейЯассйагогпусез сегечза 1 штамм ВКМУ.-402подвергают озонированию при концентрации озона 8-10 мг/л. Полученный продуктне имеет дрожжевого запаха, обладает аналогичным химическим составом и описанными ранее свойствами, что позволяет егоболее широко использовать и в значительнобольших количествах при изготовлении пи-щевых продуктов. Помимо этого выход целевого продукта увеличивается на 0,7-1,5за счет ингибирования активности дыханиядрожжевых клеток,ьП р и м е р 10, Технология получениябиологически активных веществ аналогична примеру 1, отличие состоит в том, что для более полного извлечения биологически активных веществ после нагревания суспензии дрожжей Яасспагавусез сегеч 1 з 1 а штамм ВКМУ - 402 в нее вводят 1 пищевой поваренной соли по отношению к массовой доле сырья и воды, Выход продукта с аналогичным примеру 1 химическим составом увеличивается на 2,5 - 4,3. Продукт имеет белый цвет с кремовым оттенком, . приятный слегка солоноватый вкус, без ярко выраженнага дрожжевого запаха, Продукт . способен придавать ореховый запах и приятный вкус сухим экструдентам, полученным из муки одного вида или из несколькихвидов зерновых культур, хрустящим хлебцам и макаронным изделиям.П р и м е р 11, Технология получения биологически активных веществ аналогична примеру 1, на в качестве сырья используют клеточные оболочки пиьчых дрожжей Яассйагощусез сагта 9 пазаз, являющиеся отходами пивоваренного производства. Полученный продукт содержит 40,3 7 о сыро 10 го протеина, 4,9 Ъ.сырого жира, 44,5 безтреонин 5,2; лизин 10,1; заменимые аминокислоты - аспарагиновая 9,9; серин 4,8; глутаминовая 10,6; пролин 3,7; глицин 4,6; аланин 4,6; цистин 1,2; тиразин 4,3; гистидин 5.4; аргинин 6,5. Продукт характеризу 20 ется приятным вкусом, белым цветом с серым оттенком, может использоваться при производстве консервов, кондитерских изделий, хлебабулочных и макаронных изделий, для каш, супов и др, пищевых продуктов, а также в качестве добавки к кормам рыбы, птицы, пушных зверей, домашних животных (кошек, собак. свиней, крупного рогатого скота) и в качестве экологически чистого, аффективного удобрения для сельскохозяйственнчх растений открытого и закрытого грунтов, а также дачных,газонных, комнатных. Препарат повышает биологическую ценность продуктов питания и кормов для животных, позволяет йовысить продуктивность в сфере растениеводства и животноводства, увеличить количество белка в готовой продукции, нормализовать садержание нитритов и нитратов в ней, а также исключить попадание вредных химических веществ, использующихся в качестве удобрений. Таким образам, дополнительныепродукты могут применяться в качестве добавки к пищевым продуктам, к парфюмерно-косметическим изделиям, кормам сельскохозяйственных и домашних животных, а также в качестве экологически чистого удобрения для растений.Для увеличения выхода целевого продукта сырье мажет до замораживания подвергаться предварительному механическому разрушению.Если в сырье содержится большое коли-чества ароматических веществ, их улавливают специальными приспособлениями и используют вместе с целевым продуктамили самостоятельна.В случае необходимости целевые прадукты; полученные па предлагаемой техноазотистых экстрактивных веществ, 5,8 зольных элементов. Аминокислатный состав, фь ат сырого протеина: незаменимые аминокислоты - валин 4,9; лейцин 8,1; изо лейцин 4,7; метианин 1,3; фенилланин 5,4;2003262 Таким образом, предлагаемый способпозволяет получать биологически активныевещества иэ раяличных видов микроорганизмов и растений,5(56) 1, Патент Франции ге 228) 727, кл, А 23. 2. Патент Франции ЬЬ 2363996, кл. А 23Э 1/18, 1979.10 3. Авторское свидетельство СССРЬ )034688, кл, А 23)/)8, )979. логии, могут быть обогащены дополнительно белками, углеводами, жирами, незаменимыми и заменимыми аминокислотами, витаминами, красящими и ароматическими веществами, органическими кислотами, гликозидами, минеральными веществами и другими.Для усиления процесса зкстракции при нагревании сырья дополнительно может использоваться повышенное или пониженное давление,Составитель А;КудряшеваТехред М.Моргентал Корректор А.Мотыль Редактор Л,Павлова Тираж . Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035. Москве, Ж-Зб, Раушская наб 4/5 Заказ 3287 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Формула изобретения . оболочек,полученныеклеточныйсоки.экс 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕ- )5тракты обьединяют, концентрируют и вы- СКИ АКТИВНЫХ ВЕщЕСТВ, предусматри, 2, Способ по п,), отличающийся тем, вающий разрушение сырья замораживани что для устранения специфического запаха ем, отделение клеточного сока от твердрй сырья его до замораживания озонируют фазы, добавление в твердую фазу экстра .- при концентрации озона 8 - 10 мг/л, а для20гента, нагревание полученной смеси и вы увеличения выхода биологически активных держивание ее, разделение на жидкую " веществ после нагревания в смесь добавзкстракт и твердую - остатки аеточных ляют ). пищевого хлористого натрия по оболочек фазы, отличающийся тем.что в, отношениекмассовойдолесырьяиводы. качестве сырья используют микроорганиз--мы, такие как дрожжи, молочнокислы ак-,дрожжи молочнокислые бак-,26 3, Способ по пп. ) и 2, отличающийся терии, микро- и макроскопические грибы, тем, что при использовании в качестве или растения, или семена, или ягоды, земо- сырья микроорганизмов первичное. замораживание осуществляют при температуре Раживание осуществляют при температуре -)6; -40 С в течение О,б - 2 ч, сырье де- -)6.20 С в течение 50- 120 мин, повторное фростируют и повторно замореживают при. - при,. - 15 С в течение 3 - 5 ч., а нагре 30температуре -б-)6 С в течение 1,0 - 7 ч и вание и выдерживание клеточных оболочек вновь дефростируют, в качестве экстраген- при температуре 80 - ) 00 С в течение 3- та используют воду, нагревание смеси осу мин.ществляют при температуре 50 - )ЭУС,у, Способ по и.), отличающийся тем, выдерживание в течение 3 - )20 мин, в ос. что при использовании в качестве сырья тетки клеточных оболочек добавляют воду, растений, или семян, или цветов, или ягод полученную смесь нагревают и выдержи повторное замораживание осуществляют веют при указанных Режимах; Разделяют при температуре -6-12 С в течение 1 - 7 смесь на экстракт и остатки клеточных 40 ч.