СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТА С СОДЕРЖАНИЕМ С-ФИКОЦИАНИНА ИЗ СПИРУЛИНЫ
METHOD FOR OBTAINING A PRODUCT CONTAINING C-PHYCOCYANIN FROM SPIRULINA

Изобретение относится к пищевой, косметической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для получения лечебно-профилактических продуктов, косметических средств на основе биомассы цианобактерий {Spirulina (Arthrospira) platensis).
Микроводоросль Spirulina (Arthrospira) platensis является ценным сырьем для получения биологически активных веществ (БАВ) лечебно-профилактического характера. В ее состав входят такие ценные биологически активные соединения как фикобилипротеины, каротиноиды, полиненасыщенные жирные кислоты, микроэлементы. (Aakermann, 1992, Belay, 2002, Cohen, 1993). В разных странах мира спирулину выращивают в промышленных масштабах, поэтому ее биомасса доступна практически в неограниченном количестве как сырье для производства различных продуктов питания, косметики, лекарственных препаратов.
Известен Способ экстракции и стабилизации фикоцианина и его применение (Заявка №2015114531, МПК А61К 35/74, опубл. 10.11.2016, Бюл. №31), в котором экстракция фикоцианина из спирулины (Arthrospira platensis или Spirulina maxima) и/или AFA (Aphanizomenon FlosAquae) осуществляется путем использования смеси глицерин-вода в течение пятнадцати дней при комнатной температуре. Затем проводят фильтрацию, которая приводит к получению фильтрата, содержащего экстрагированный фикоцианин и ретентат. Соотношение вода : глицерин составляет 60:40. Согласно другому варианту изобретения глицерин нагревают для увеличения скорости экстракции. Подходящие температуры составляют ниже 100°С, более предпочтительно 70°С, предпочтительно 40°С, и их особенно используют в течение короткого времени, чтобы избежать разложения фикоцианина и сохранить флуоресцентные свойства. Недостаток данного метода заключается в получении смеси воды, глицерина и фикоцианина, которая малопригодна для создания БАВ, используемых в пищевых целях. Полученный продукт с высоким содержание глицерина нельзя употреблять в пищу в качестве БАД. Авторы не используют спирулину в виде сухого порошка, а только в виде глицеринового раствора. Кроме того, при повышенных температурах глицерина происходит существенное разрушение пигмента фикоцианина.
Известен Способ получения водного экстракта фикобилипротеинов из биомассы спирулины (пат. 85219, UA, МПК A23L 1/337, A23L 1/10, 2013) путем экстракции сырья, причем перед экстракцией проводят 4 цикла замораживания-оттаивания сырой биомассы спирулины с последующей сушкой сырья до содержания воды в сухой биомассе спирулины 10-15%, затем заливают дистиллированной водой при температуре 38 С и выдерживают в течение 40 минут. Однако недостаток данного метода заключается в том, что полученный С-фикоцианин в экстракте крайне неустойчив и разлагается на свету в течение короткого промежутка времени. Кроме того, предложенный метод достаточно энергоемкий и требует использования дополнительного оборудования для заморозки сырой биомассы, сушки биомассы, а также экстракции фикобилипротеинов.
Задачей Способа получения продукта с содержанием С-фикоцианина из спирулины является разработка технологии, обеспечивающей получение и сохранение этого пигмента.
Технический результат заявляемого изобретения состоит в получении продукта в виде водного раствора, а также порошка, в которых С-фикоцинанин устойчив к свету в течение не менее 6 часов.
Заявленный технический результат достигается тем, что в Способе получения продукта с содержанием С-фикоцианина из спирулины путем экстракции сырья и промывания дистиллированной водой, сырую биомассу спирулины смешивают с 4% раствором альгината натрия в соотношении 1:1. Сформировавшиеся гранулы обрабатывают 2% раствором хлористого кальция в течение 30 минут. Раствор содержащий С-фикоцинанин, получают путем экстракции дистиллированной водой в течение 3-4 часов при температуре +5-7°С. Для получения порошка полученный раствор подвергают лиофильной сушке
Новизна способа и его существенные отличия заключаются в использовании в качестве сырья сырой биомассы спирулины и экстракции С-фикоцинаниа через оболочку альгината кальция. Новизной способа являются также, установленные авторами экспериментальным путем в оптимальных границах достижения технического результата, значения количественных параметров получения заявляемого продукта, режимы и способ его получения.
Изобретение поясняется иллюстрациями На Фиг. 1 - Динамика разрушения фикорцианина на свету (8,5 клк): 1. - в экстракте из сухой биомассы спирулины; 2. - в экстракте, полученном посредством экстракции фикоцианина через оболочку альгината кальция; Фиг. 2 - Спектральные характеристики С-фикоцинаниа в экстракте спирулины, полученного посредством экстракции фикоцианина через оболочку альгината кальция.
Известно, что процесс экстракции фикоцианина из спирулины сопровождается выходам в раствор из биомассы спирулины сопутствующих веществ (углеводы, водорастворимые белки, полисахариды), которые снижают концентрацию С-фикоцианина в конечном продукте, а методы очистки фикоцианина от примесей достаточно трудоемки и затратны. Авторами разработан способ получения водного раствора фикобилипротеинов с использованием оболочки, состоящей из альгината кальция, что существенно упрощает получение С-фикоцианина.
В настоящее время для производства различной продукции используют только сухую биомассу спирулины. Это связано с тем, что сырая биомасса спирулины не подлежит хранению, а для ее транспортировки необходимо специальное оборудование (морозильные камеры). Введение альгината натрия в сырую спирулину, во-первых, исключает потери качества биомассы спирулины (в процессе сушки происходит разрушение биологически активных веществ, обуславливающих ценность биомассы спирулины). Во-вторых - позволяет отказаться от такого энергоемкого этапа производства спирулины, как сушка и таблетирование.
При взаимодействии гранул с водой в течение 3-4 часов происходит выход С-фикоцианина из биомассы спирулины в дистиллированную воду и раствор окрашивается в интенсивный синий цвет.
В результате получается экстракт из спирулины, содержащий С-фикоцианин устойчивый к свету (см. Фиг. 1). По данным спектрофотометрического анализа раствор С - фикоцианина практически не содержит примесей других пигментов и белков. Отношение длин волн 620 и 280 нм составляет 2,4 (см. Фиг. 2). Это обусловлено тем, что образующаяся мембрана альгината натрия препятствует выходу других соединений.
Пример 1.
К 80 г сырой биомассы спирулины (содержание воды 60-70%) добавляли 80 г 4%-го раствора альгината натрия. Формировали из образовавшейся смеси гранулы и помещали их в 2%-й раствор хлорида кальция на 30 мин, затем промывали 2-3 раза дистиллированной водой и хранили в холодильнике при температуре ниже нуля. Экстракцию фикобилипротеинов осуществляли дистиллированной водой (2-3 раза по 60 мл) при температуре +5-7°С в течение 4 часов. При это получали раствор С-фикоцианина с концентрацией 0.5 мг/мл.
Пример 2.
К 40 граммам сырой спирулины (паста с содержанием воды 60-70%) добавляли 40 грамм 4% альгината натрия, формировали гранулы и помещали в 2%-й раствор хлорида кальция на 30 мин, затем многократно промывали дистиллированной водой и хранили в холодильнике в течение 2-3 часов при температуре +5-7°С. Экстракцию фикобилипротеинов осуществляли дистиллированной водой (2-3 раза по 60 мл) при температуре +5-7°С в течение 4 часов. Полученный раствор подвергали лиофильной сушке. При этом получено 1.5 г сухого порошка содержанием С-фикоцианина 20%.
Источники информации, принятые во внимание:
1. Aakermann Т. Skulberg О. М., Liaaen-Jensen S. A Comparison of the Carotenoids of Strains of Oscillatoria and Spirulina (Cyanobacteria) // Biochem. System. And Ecol., 1992. - V. 20, N8. -- P. 761-769
2. Cohen Z, Reungjitchachawali M, Siangdung W, Tanticharoen M. (1993) Production and partial purification of 7-linolenic acid and some pigments from Spirulina platensis. J. appl. Phycol. 5: 109-115.
4. Belay A. The Potential Application of Spirulina (Arthrospira) as a Nutritional and Therapeutic Supplement in Health Management // Jana. - 2002. - V. 5, No2. - 28-48.
5. M. Mochimaru, H. Masukawa,. Maoka, H.E. Mohamed, Wim F. J. Vermaas, and Shinichi Takaichi. Substrate Specificities and Availability of Fucosyltransferase and P-Carotene Hydroxylase for Myxol 2'-Fucoside Synthesis in Anabaena sp.Strain PCC 7120 Compared with Synechocystis sp.Strain PCC // Journal of Bacteriology, Oct. 2008, p. 6726-6733.
6. Cohenl Z., Reungjitchachawali M., Siangdung W., Tanticharoen M. Production and partial purification of y-Linolenic acid and some pigments from Spirulina platensis // J. of Appl. Phycology 5: - 1993. - 109-115 pp.