Установка для экстракции нуклеотидного комплекса из клеток Saccharomyces Cerevisiae

Полезная модель относится к промышленному оборудованию химико-фармацевтической промышленности, и может использоваться для осуществления эффективной экстракции нуклеотидного комплекса из нативных клеток Saccharomyces cerevisiae.
Нуклеотидный комплекс содержит адениновые нуклеотиды, а также другие биологически активные вещества (БАВ) - аминокислоты, витамины, микро- макроэлементы; обладает иммуномодулирующим действием, в том числе в процессах оксидативного стресса.
Известна установка электроимпульсного экстрагирования [Патент на полезную модель №105290, опубл. 10.07.2011], которая содержит вертикально расположенную импульсную камеру цилиндрической формы с конусным дном для выгрузки готового экстракта, со съемной крышкой для загрузки в камеру исходного сырья, с горизонтально установленными внутри нее электродами из вольфрама или с наконечниками из вольфрама, подключенный к камере насос для интенсивного и непрерывного перемешивания экстрагента в циркуляционном контуре, образованном камерой и присоединенными к ней входным и выходным патрубками, и подключенный к высоковольтному электроду камеры дистанционно управляемый генератор импульсов, представляющий собой, размещенный в закрытом отсеке силовой блок, включающий высоковольтное трансформаторно-выпрямительное устройство, накопительную емкость, разрядное устройство и устройство управления разрядным устройством с управляющим реле времени. Высоковольтный электрод обеспечивает импульсную обработку сырья при повышенной температуре, что делает необходимым включение в состав устройства радиатор охлаждения для предотвращения разрушения БАВ.
Кроме того, конструкцией не предусмотрена многократная экстракция различными экстрагентами одного и того же сырья.
Предложено устройство для интенсификации процесса экстрагирования растительного материала при помощи электроимпульсной обработки [Патент №164195, опубл. 20.08.2016]. Устройство содержит рабочую импульсную камеру, состоящую из корпуса, и электродную систему в виде электродов, корпус оснащен патрубком для ввода обрабатываемой суспензии и патрубком для отвода обработанной суспензии, электроды установлены во внутренней полости рабочей импульсной камеры, при этом один электрод выполнен в виде стержня со сферическим окончанием и установлен в резьбовом соединении цилиндрического держателя с возможностью поступательно-вращательного движения относительно второго электрода, выполненного в виде кольца с формой усеченного конуса, установленного на внутренней стенке патрубка для отвода обработанной суспензии. Осевые линии электродов лежат на одной прямой. Обработку суспензии проводят импульсным электрическим полем, созданным прямоугольными положительными сигналами, напряженностью поля 8-15 кВ/см.
Недостатками данного устройства является то, что перед экстракцией необходимо предварительное приготовление суспензии. Экстракция в данном устройстве возможна только под действием одного фактора - импульсной обработки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является установка для холодной водной экстракции флавоноидов и дубильных веществ из лекарственного растительного сырья [Патент №142485, опубл. 27.06.2014]. Установка состоит из экстракционного сосуда из стекла или нержавеющей стали, оборудованного трубками для подачи и слива экстрагента, снабженного сетчатыми пластинчатыми электродами из нержавеющей стали, равными диаметру экстракционного сосуда, с соотношением между отверстиями в электроде и его площадью 1:500, и четырьмя пластиковыми зажимами; между электродами находится проницаемая бумажно-волокнистая мембрана для измельченного растительного сырья, равная площади электродов и закрепленная на них; генератора переменного или постоянного тока, подключаемого через таймер; мешалки, расположенной снизу и подключенной к сети через тот же таймер.
Недостатками установки является необходимость использования бумажно-волокнистой мембраны, что не подходит для экстрагирования из сырой дрожжевой биомассы.
5
Задача полезной модели - усовершенствование устройства, позволяющего проводить экстракцию БАВ из сырой дрожжевой биомассы вначале водой под действием электрического напряжения мощностью 4 В и частотой 10 Гц, а затем, после слива экстракта, кислотой при термостатировании сосуда до 80-85°С.
Техническим результатом является более полная двукратная экстракция нуклеотидного комплекса из нативной биомассы Saccharomyces cerevisiae.
5
Поставленная задача решается установкой, представляющей собой сосуд, выполненный из нержавеющей стали, имеющий входной и выходной термостатитуемые патрубки. Сосуд снабжен открывающимся клапаном для загрузки биомассы дрожжевых клеток, паровой рубашкой для поддержания температуры, открывающимся дном, лопастной мешалкой для перемешивания экстракционной смеси. К открывающемуся дну и загрузочному клапану с внутренней части смонтированы пластинчатые электроды, к которым подается напряжение от генератора переменного напряжения с частотой 10 Гц. После открывающегося дна следует предфильтр с диаметром пор 2 микрометра для отделения экстрагента и дрожжевых клеток.
5
Экстракционная установка представлена на фиг. 1, состоит из сосуда, выполненного из нержавеющей стали, снабженного открывающимся клапаном (1) для загрузки массы дрожжевых клеток, паровой рубашкой (4) для поддержания температуры, открывающимся дном (7). К открывающемуся дну (7) и загрузочному клапану (1) с внутренней части смонтированы пластинчатые электроды, к которым подается напряжение от генератора переменного напряжения с частотой 10 Гц. Генератор (9) помещается в отдельный отсек (8). После открывающегося дна следует предфильтр (3) с диаметром пор 2 микрометра для отделения экстрагента и дрожжевых клеток. Также конструкцией предусмотрено наличие патрубков: входного (5) для подачи поочередно воды дистиллированной, раствора кислоты хлористоводородной и раствора щелочи; выходной (6) для слива использованных экстрагентов. Патрубки снабжены термостатируемыми клапанами. Экстракционная смесь перемешивается с помощью лопастной мешалки (9).
Устройство для экстрагирования сырья работает следующим образом.
5
Через открывающийся клапан (1) в сосуд помещается биомасса Saccharomyces cerevisiae, которая через входной патрубок (5) заливается водой дистиллированной до полного погружения верхнего электрода (2). От генератора (8) на электроды (2) подается напряжение с частотой 10 Гц и мощностью 4 В. Экстрагирование ведется в течение 30 мин при перемешивании лопастной мешалкой (8). За это время в данных условиях увеличивается проницаемость клеточных мембран дрожжей и ослабление связей между БАВ внутри клетки. В воду переходят хорошо растворимые в воде компоненты: соли, витамины группы В. После окончания экстракции водой, дно (7) открывается и экстракт А сливается через выходной патрубок (6). Дрожжевая масса, при этом, остается на предфильтре (3). Дно закрывается и через входной патрубок (5) в экстракционный сосуд подается раствор кислоты хлористоводородной с рН=1.0-1.5 примерно на 1/2 объема сосуда. Паровая рубашка обеспечивает температурный режим 80-85°С. Экстракция кислотой ведется в течение 1 часа при перемешивании. После окончания экстракции через входной патрубок (5) в экстракционный сосуд подается раствор натрия гидроксида для нейтрализации кислоты до рН=6-7 (экстракт Б). После объединения экстрактов А и Б получают комплекс БАВ (нуклеотидный препарат), отделяемый центрифугированием от водной фазы.