×
20.09.2014
216.012.f5e1

Результат интеллектуальной деятельности: БИОКАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИИ ЖИРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Группа изобретений относится к биотехнологии и пищевой промышленности. Предложен способ получения биокатализатора для переэтерификации жиров. Проводят аминирование гранулированного силикагеля или диоксида кремния дисперсностью 0,3-1,0 мм аминопропилтриэтоксисиланом. Затем полученный аминированный носитель обрабатывают водным раствором глутарового альдегида или глиоксаля концентрацией 2,0 мас.% или 5,0 мас.% в течение 2 ч. Иммобилизуют на обработанном носителе путем рециркуляции через него раствора термостабильной липазы бактерий Geobacillus lituanicus в фосфатном буфере при температуре 0ºC или 4ºC при pH 6,5 в течение 12 ч. Затем промывают полученный биокатализатор водным раствором трис(гидроксиметил)аминометана гидрохлорида. Также предложен биокатализатор для переэтерификации жиров, полученный указанным способом. Достигаемый технический результат заключается в упрощении технологии способа и в получении биокатализатора, обладающего высокой каталитической активностью и высокой механической прочностью. 2 н.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к области пищевой химии, а именно к способам получения биокатализатора для переэтерификации жиров и биокатализаторам, в частности к катализаторам переэтерификации жиров на основе иммобилизированных липаз. Переэтерификация жиров, проводимая, как правило, в отсутствие растворителя в расплавах масложировых смесей, предназначена для получения жиров с заданными свойствами по плавкости, твердости и жирно-кислотному составу. Примерами таких жиров могут быть заменители какао-масла для кондитерских изделий, саломасы, специальные жиры, включающие полиненасыщенные жирные кислоты.

Известен способ получения биокатализатора для переэтерификации жиров путем иммобилизации липаз, полученных из микроорганизмов рода Humicola, вида Candida antarctica или вида Rhizomucor miehei, на носитель. Носитель при этом содержит не менее 65% диоксида кремния или силикатов, причем не менее 90% частиц носителя имеют размер от 100 до 1000 мкм, и не менее 80% пор частиц имеют размер, превышающий размер используемой липазы не менее чем в 12 и не более чем в 45 раз. Липаза адсорбируется на носителе путем контакта носителя с водным раствором фермента и высушивания до получения продукта с остаточным влагосодержанием от 1 до 20% (US 5342768, 1994).

Описываемый способ достаточно энергоемкий. Недостатками катализатора являются сложность подбора носителя с заявленными характеристиками, а также тот факт, что липаза удерживается на поверхности носителя лишь за счет адсорбционного взаимодействия, что приводит к попаданию используемого фермента в производимую масложировую продукцию вследствие его десорбции.

Из известных катализаторов для переэтерификации жиров и способов их получения наиболее близкими к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату являются биокатализатор на основе иммобилизированной липазы и способ его получения, осуществляемый путем адсорбции липаз на силикагеле размером частиц до 100 мкм и последующей грануляции в присутствии органического связующего, например желатина или поливинилпирролидона (US 5776741, 1998). Липолитическая активность получаемого таким способом катализатора примерно равна 0,71 ед./мг (определено для коммерчески доступного биокатализатора Lipozyme TL IM; здесь и далее единицы активности соответствуют числу мкмоль масляной кислоты, выделяющихся в минуту при гидролизе трибутирина испытуемым биокатализатором).

При этом указанному способу свойственна сложная технология его осуществления вследствие использования специального оборудования для проведения грануляции и необходимости подбора силикагеля определенной дисперсности. Недостатки полученного таким способом биокатализатора заключаются в недостаточно высокой каталитической активности вследствие блокирования по крайней мере части доступной поверхности силикагеля с нанесенной липазой органическим связующим, а также в низкой механической прочности получаемого гранулята за счет использования вышеуказанных связующих.

Поскольку процесс переэтерификации жиров обычно проводится в реакторах с неподвижным слоем катализатора, где развивается значительный перепад давления, данная технология требует использования катализаторов с высокой прочностью.

Задачей описываемой группы изобретений является разработка способа получения биокатализатора переэтерификации жиров, проводимого по упрощенной технологии, а также создание биокатализатора, полученного описываемым способом, обладающего высокими эксплуатационными характеристиками.

Поставленная задача достигается описываемым способом получения биокатализатора для переэтерификации жиров путем аминирования носителя - гранулированного силикагеля или диоксида кремния дисперсностью 0,3-1,0 мм аминопропилтриэтоксисиланом, обработки аминированного носителя органическим агентом, реагирующим с аминогруппами - водным раствором глутарового альдегида или глиоксаля концентрацией 2,0 мас.% или 5,0 мас.% в течение 2 ч, иммобилизации на обработанном носителе путем рециркуляции через него раствора термостабильной липазы бактерий Geobacillus lituanicus в фосфатном буфере при температуре 0°С или 4°С, при рН 6,5 в течение 12 ч с последующей промывкой полученного биокатализатора водным раствором соединения, содержащего аминогруппы - трис(гидроксиметил)аминометана гидрохлорида.

Поставленная задача достигается также созданием биокатализатора для переэтерификации жиров, полученного вышеописанным способом.

Достигаемый технический результат заключается в упрощении технологии способа и в получении биокатализатора, обладающего высокой каталитической активностью и высокой механической прочностью.

Способ проводят следующим образом.

Проводят аминирование носителя, в качестве которого используют силикагель, диоксид кремния, путем выдерживания его в аминирующем агенте - аминопропилтриэтоксисилане. Аминирующий агент возможно использовать как индивидуально, так и в растворителе. Процесс проводят при температуре от 30°С до температуры кипения аминирующего агента.

Аминирующий агент возможно использовать как индивидуально, так и в растворителе. Используют носитель дисперсностью 0,3-1,0 мм.

Аминированный носитель обрабатывают органическим агентом, обладающим способностью реагировать с аминогруппами носителя. В качестве органического агента используют водные растворы глутарового альдегида, глиоксаля. Концентрация органического агента составляет 2,0 мас.% или 5,0 мас.%. Процесс проводят в течение 2 часов. Используемые органические агенты реагируют с аминогруппами носителя с образованием ковалентных связей с атомами азота аминогрупп и сохраняют эту способность для последующего реагирования с аминогруппами используемых липаз. Последнее исключает десорбцию липаз и их попадание в конечный продукт.

Затем на обработанном таким образом носителе проводят иммобилизацию термостабильной липазы. В качестве липаз используют липазы, продуцируемые бактериями Geobacillus lituanicus, обладающие высокой активностью при температурах свыше 60°С. Процесс иммобилизации проводят путем рециркуляции через носитель раствора термостабильной липазы бактерий Geobacillus lituanicus в фосфатном буфере при температуре 0° или 4°С, при рН 6,5 в течение 12 часов.

Затем проводят последующую промывку полученного биокатализатора водным раствором соединения, содержащего аминогруппы, - трис(гидроксиметил)аминометана гидрохлорида.

Описываемый способ позволяет иммобилизировать термостабильные липазы, обладающие высокой активностью при высоких температурах (свыше 60°С), что обуславливает высокие эксплуатационные характеристики получаемого биокатализатора для переэтерификации жиров вследствие понижения вязкости масложировых смесей при повышении их температуры.

Достижение высокой каталитической активности катализатора не является очевидным.

Последнее основывается на том, что иммобилизация липаз на обработанном носителе является сложноконтролируемым процессом. Активность получаемого катализатора зависит одновременно от нескольких факторов, в частности от эффективности иммобилизации (то есть доли фермента, успешно зафиксированного на носителе) и от степени сохранения активности иммобилизованного фермента (отношения активности полученного катализатора к активности исходного фермента). При этом указанная высокая активность достигается при соблюдении совокупности всех вышеописанных параметров. Изменение указанных параметров описываемого способа приводит к снижению вышеоговоренных характеристик получаемого катализатора, в частности активность получаемого катализатора не превышает 0,65 ед./мг.

Полученный вышеописанным образом биокатализатор обладает высокой липолитической активностью при достаточно высоких степенях иммобилизации и сохранении активности иммобилизованной липазы, а также высокой механической прочностью.

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами, не ограничивающими его использование.

Пример 1.

5,0 г силикагеля марки АСКГ дисперсностью 0,3-0,5 мм выдерживают в аминопропилтриэтоксисилане при температуре 90°С в течение 12 часов. Полученный силикагель с привитыми аминогруппами выдерживают в водном растворе глутарового альдегида концентрацией 2,0 мас.% в течение 2 часов. На обработанном таким образом носителе проводят иммобилизацию рекомбинантной термостабильной липазы бактерий Geobacillus lituanicus DSM15325 путем рециркуляции через него раствора липазы в фосфатном буфере концентрацией 200 ммоль/л и рН 6,5 в течение 12 часов при температуре 4°С. Полученный биокатализатор обладает липолитической активностью 0,78 ед./мг, что выше на 10% отн. активности известного биокатализатора. Для повышения активности биокатализатор промывают водным раствором трис(гидроксиметил)аминометана гидрохлорида концентрацией 200 ммоль/л и рН 7,5. Промытый биокатализатор обладает липолитической активностью 0,93 ед./мг, что выше на 30% отн. активности известного биокатализатора. Средняя механическая прочность указанного биокатализатора составляет 150 Н/гранулу. Степень иммобилизации катализатора составляет 67,6% отн., степень сохранения активности иммобилизованной липазы - 25,85% отн. Проведение описываемого способа в аналогичных условиях при концентрации глутарового ангидрида ниже 2 мас.% приводит к снижению показателей качественных характеристик получаемого катализатора. Так, при концентрации 1,0 мас.% степень иммобилизации катализатора составляет 41,1% отн., степень сохранения активности иммобилизованной липазы - 14,42% отн., активность катализатора - 0,55 ед./мг.

Пример 2.

Силикагель марки КСКГ размалывают, отбирают навеску 5,0 г фракции дисперсностью 0,5-1,0 мм, прокаливают при температуре 500°С в течение 6 часов, выдерживают полученный диоксид кремния в аминопропилтриэтоксисилане при температуре 120°С в течение 12 часов. Полученный диоксид кремния с привитыми аминогруппами выдерживают в водном растворе глутарового альдегида концентрацией 5,0 мас.% в течение 2 часов. На подготовленном таким образом носителе проводят иммобилизацию рекомбинантных термостабильных липаз бактерий Geobacillus lituanicus DSM15325 путем рециркуляции через него раствора липаз в фосфатном буфере концентрацией 200 ммоль/л и рН 6,5 в течение 12 часов при температуре 4°С. После проведения иммобилизации полученный биокатализатор промывают водным раствором трис(гидроксиметил)аминометана гидрохлорида концентрацией 200 ммоль/л и рН 7,5. Полученный биокатализатор обладает липолитической активностью 0,90 ед./мг, что выше на 27% отн. активности известного биокатализатора. Средняя механическая прочность указанного биокатализатора составляет 127 Н/гранулу. Степень иммобилизации катализатора составляет 87,9% отн., степень сохранения активности иммобилизованной липазы - 19,22% отн. Проведение описываемого способа в аналогичных условиях при концентрации глутарового ангидрида выше 5 мас.%, при температуре иммобилизации выше 4°С приводит к снижению показателей качественных характеристик получаемого катализатора. Так, при концентрации глутарового ангидрида 6,0 мас.%, при температуре иммобилизации 8°С степень иммобилизации катализатора составляет 48,9% отн., степень сохранения активности иммобилизованной липазы - 13,84% отн., активность катализатора - 0,50 ед./мг.

Пример 3.

Гранулированный диоксид кремния дисперсностью 0,3-1,0 мм выдерживают при температуре 80°С в растворе аминопропилтриэтоксисилана в бензоле концентрацией 10 мас.% в течение 2 часов. Полученный диоксид кремния с привитыми аминогруппами выдерживают в водном растворе глиоксаля концентрацией 2,0 мас.% в течение 2 часов. На обработанном таким образом носителе проводят иммобилизацию рекомбинантной термостабильной липазы бактерий Geobacillus lituanicus DSM15325 путем рециркуляции через него раствора липазы в фосфатном буфере концентрацией 200 ммоль/л и рН 6,5 в течение 2 часов при температуре 0°С (при температуре ниже 0°С начинается процесс замерзания раствора). Полученный биокатализатор обладает липолитической активностью 0,81 ед./мг, что выше на 14% отн. активности известного биокатализатора. Для повышения активности биокатализатор промывают водным раствором трис(гидроксиметил)аминометана гидрохлорида концентрацией 200 ммоль/л и рН 7,5. Промытый биокатализатор обладает липолитической активностью 0,89 ед./мг, что выше на 25% отн. активности известного биокатализатора. Средняя механическая прочность указанного биокатализатора составляет 140 Н/гранулу.

Пример 4.

Способ проводят аналогично примеру 1. При этом во время иммобилизации поддерживают температуру, равную 0°С.

Полученный биокатализатор обладает липолитической активностью 0,76 ед./мг, что выше на 7,0% отн. активности известного биокатализатора.

Таким образом, описываемый способ получения катализатора переэтерификации жиров обладает более простой технологией, а полученный при этом катализатор - более высокими эксплуатационными характеристиками в сравнении с известными способом и катализатором.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 410.
10.05.2015
№216.013.4ac1

Мягкий реданированный поплавок

Изобретение относится к мягким реданированным поплавкам транспортного средства. Мягкий реданированный поплавок содержит по меньшей мере один редан и по меньшей мере одну пневмооболочку, в которой размещен пневмобаллон. Пневмобаллон оснащен устройством для наполнения газом. Нижняя часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550644
Дата охранного документа: 10.05.2015
20.05.2015
№216.013.4b63

Способ управления мотор-генератором

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления мотор-генераторными устройствами транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Техническим результатом является снижение дополнительных (коммутационных) потерь в силовом преобразователе. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550813
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4d1d

Винтовой нагнетатель

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами, в частности к винтовым роторным нагнетателям. Винтовой нагнетатель содержит корпус 3, имеющий торцевые переднюю, заднюю и боковые стенки 4, 5 и 6, винтовые роторы 1 и 2, окно выпуска,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551255
Дата охранного документа: 20.05.2015
10.06.2015
№216.013.50b4

Устройство защиты от контрафакта и фальсификации интегральных схем

Изобретение относится к полупроводниковым микроэлектронным устройствам, а именно - к устройствам защиты от контрафакта и фальсификации интегральных схем (ИС), которые встраиваются в кристалл ИС. Технический результат - проверка подлинности ИС (т.е. ИС является либо подлинной, либо контрафактной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552181
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.06.2015
№216.013.55bc

Устройство для подвода к двигателю газообразного топлива

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство для подвода к двигателю газообразного топлива, содержащее трубку 1 для подачи газообразного топлива к впускному клапану 3 цилиндра двигателя, расположенную во впускном канале 4 головки цилиндров....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553478
Дата охранного документа: 20.06.2015
20.06.2015
№216.013.55bd

Устройство для питания двигателя газообразным топливом

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство для питания двигателя газообразным топливом, содержащее трубку 1 для подвода газообразного топлива к впускному клапану 3 цилиндра двигателя. Трубка 1 размещена во впускном канале 4 головки цилиндров 5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553479
Дата охранного документа: 20.06.2015
20.06.2015
№216.013.55c6

Система охлаждения с отключаемыми радиаторами

Изобретение относится к конструкциям систем охлаждения узлов и агрегатов транспортного средства. Система охлаждения с отключаемыми радиаторами содержит не менее одного охлаждаемого объекта (1), более одного радиатора (4) с вентилятором и более одного насоса (6). Радиаторы и насосы соединены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553488
Дата охранного документа: 20.06.2015
20.06.2015
№216.013.55de

Устройство вертостата с одним или двумя несущими винтами

Изобретение относится к области авиации, в частности к воздухоплаванию, а именно к конструкциям аэростатических летательных аппаратов с несущими винтами. Летательный аппарат вертостат содержит оболочку с несущим газом (1), один или два несущих винта (2), кабину для экипажа и пассажиров (3),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553512
Дата охранного документа: 20.06.2015
27.06.2015
№216.013.5845

Способ изготовления резинокордных патрубков

Изобретение относится к изготовлению резинокордных изделий, в частности к изготовлению резинокордных патрубков, предназначенных для эксплуатации под давлением в маслобензостойких средах при повышенной рабочей температуре 150°C. Техническим результатом способа является повышение прочности связи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554138
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a80

Способ изготовления клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса сверхзвукового летательного аппарата

Изобретение относится к способу изготовления термостойкого элемента корпуса сверхзвукового летательного аппарата (ЛА) и касается переднего радиопрозрачного обтекателя корпуса. При изготовлении клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса ЛА применяют объемную многослойную пряжу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554709
Дата охранного документа: 27.06.2015
Показаны записи 141-150 из 379.
10.02.2015
№216.013.24cc

Штамм бактерии escerichia coli xl1-blue/pqs-g3, продуцент термостабильной липазы бактерии geobacillus stearothermophilus g3

Изобретение относится к области биотехнологии и представляет собой штамм Esherichia coli В-1298, депонированный в ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор». Штамм получен трансформацией клеток бактерии E. coli XL1-blue ДНК плазмиды pQS-G3, разработанной на основе вектора pUC18 и содержащей репликон pMB1, ген...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540873
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.26ed

Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции под рабочим напряжением в силовых сетях переменного тока с резистивной нейтралью

Изобретение относится к области электротехники. Устройство содержит резистор, соединенный с нейтралью одним выводом, резистивный датчик тока, источник стабилизированного напряжения постоянного тока, шунтирующий конденсатор C1, RC-фильтр на 50 Гц, блок гальванической развязки, электронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541418
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.2819

Система диагностики устойчивости комплекса радиоэлектронных приборов к преднамеренным силовым электромагнитным воздействиям

Изобретение относится к электроизмерительной области техники и может быть использовано для диагностики устойчивости оборудования к воздействию преднамеренных силовых электромагнитных воздействий (ПД ЭМВ). В систему диагностики, содержащую генератор испытательных помех с полеобразующей системой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541722
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.28ae

Сверхширокополосная многолучевая зеркальная антенна

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике. Технический результат - снижение уровня боковых лепестков парциальных диаграмм направленности и повышение надежности работы антенны при одновременном упрощении конструкции отражателя. Для этого сверхширокополосная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541871
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.29f4

Способ получения изделий из твердого сплава

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения твердосплавного концевого инструмента. В сплав на основе карбида вольфрама с размером частиц 1-3 мкм добавляют ультрадисперсный порошок (УДП) карбида вольфрама с размером частиц 50-100 нм в количестве 2-5%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542197
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b15

Штамм бактерии esherichia coli ex pqe30, продуцент эндоксиланазы бактерии geobacillus stearothermophillus 22

Изобретение относится к области биотехнологии. Предлагаемый штамм Esherichia coli EX pQE30 получен трансформацией клеток бактерии E.coli XL1-blue плазмидой pQE30-endo-xylanase-lx1, разработанной на основе вектора pQE30. Изобретение позволяет получить штамм, который будет продуцировать...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542486
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2c9f

Шлифовальный круг

Изобретение относится к инструментальной промышленности и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов для операций бесцентрового, круглого и внутреннего шлифования на проход. Шлифовальный круг содержит металлический корпус с рабочей частью, выполненной из нанесенного на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542891
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d82

Опускное подводное устройство

Изобретение относится к области подводной техники, в частности к опускным подводным аппаратам, предназначенным для эксплуатации в режиме спуска, подъема и удержания их на определенной глубине при малых скоростях набегающего потока и качке судна-носителя. Опускное подводное устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543118
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.03.2015
№216.013.2fde

Теплообменное устройство

Теплообменное устройство содержит элементы в виде спирально навитых труб с чередующимися прямыми и кольцеобразными участками, расположенными напротив друг друга. Элементы внедрены друг в друга кольцеобразными участками. Прямые участки смежных элементов в теплообменном устройстве располагаются с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543722
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.30a9

Двигатель внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр с поршнем, впускной и выпускной клапаны (7) и (1), турбокомпрессор (10), канал (8) для прохода воздуха от компрессора (9) турбокомпрессора к впускному клапану (7) и канал (4) для прохода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543925
Дата охранного документа: 10.03.2015
+ добавить свой РИД