×
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 151-160 из 410.
20.07.2015
№216.013.62b6

Движительно-рулевое устройство

Изобретение относится к области морской подводной техники, а именно к конструкциям движительно-рулевых устройств подводных аппаратов. Движительно-рулевое устройство содержит гребной винт, который размещен в направляющей насадке. Направляющая насадка представляет собой кольцевое крыло. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556817
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.07.2015
№216.013.62ba

Силовая установка подводного аппарата

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям силовых установок подводных аппаратов. Силовая установка подводного аппарата содержит высокооборотный электродвигатель переменного тока, который соединен с движителем аппарата через редуктор. Редуктор выполнен одноступенчатым с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556821
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.07.2015
№216.013.6490

Двигательно-движительная установка подводного аппарата

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям двигательно-движительных установок подводных аппаратов, работающих на больших глубинах. Двигательно-движительная установка подводного аппарата содержит высокоскоростной электродвигатель, редуктор, магнитную муфту и движитель....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557291
Дата охранного документа: 20.07.2015
10.08.2015
№216.013.68e4

Устройство управления приводом ведущих колес транспортного средства с расширенными функциональными возможностями

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство управления приводом ведущих колес транспортного средства с расширенными функциональными возможностями содержит две обратимые электрические машины, два тяговых инвертора, блоки преобразования и накопления энергии, тепловой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558405
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.69ea

Способ работы двигателя на газообразном топливе

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям, работающим на газообразном топливе, конвертированным из дизельных двигателей. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что при работе двигателя с газовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558667
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6bf5

Несущая конструкции полужесткого дирижабля или вертостата

Изобретение относится к воздухоплаванию. Несущая конструкция полужесткого дирижабля или вертостата содержит центральную туннельную трубу (1) большого диаметра, проходящую вдоль центральной части оболочки по всей ее длине, силовые шпангоуты (2) кольцевой или треугольной формы, предусмотренные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559195
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6c5d

Датчик дифференциального давления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, и может быть использовано в различных областях науки техники, связанных с измерением перепада давления среды. Техническим результатом изобретения является уменьшение погрешности датчика разности давления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559299
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6c5e

Датчик давления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, и может быть использовано в различных областях науки и техники, связанных с измерением перепада давления среды. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и работоспособности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559300
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.7156

Штамм бактерии bacillus stratosphericus, обладающий способностью продуцировать этанол из лигноцеллюлозной биомассы

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии. Предложен штамм бактерий Bacillus stratosphericus ВКПМ В-11677, продуцирующий этанол из лигноцеллюлозной биомассы. Штамм проявляет активный рост на лигноцеллюлозной биомассе и обладает устойчивостью к токсичным составляющим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560584
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.7157

Штамм бактерий bacillus stratosphericus, предназначенный для получения этанола из лигноцеллюлозной биомассы

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм бактерий Bacillus stratosphericus Сол. НК 2, обладающий способностью продуцировать этанол, депонирован в ВКПМ под регистрационным номером ВКПМ В-11678. Штамм может быть использован для промышленного производства этанола, а также в пищевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560585
Дата охранного документа: 20.08.2015
Показаны записи 151-160 из 379.
10.03.2015
№216.013.3121

Система для обеспечения технического обслуживания и ремонта подводных добычных комплексов в ледовых условиях

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно - к техническим средствам для обеспечения технического обслуживания и ремонта подводных добычных комплексов и доставки технологического оборудования с борта надводного обеспечивающего судна на дно акватории, и может быть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544045
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.04.2015
№216.013.38e0

Способ стабилизации полета экраноплана и экраноплан для реализации этого способа

Изобретение относится к летательным аппаратам на воздушной подушке и касается стабилизации полета экраноплана на всех высотах проявления экранного эффекта. Экраноплан содержит силовую установку, оперение, крыло, оснащенное механизацией задней кромки с осью вращения, расположенной вдоль размаха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546048
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3bc0

Подводная обсерватория

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для измерения геофизических и гидрофизических параметров в придонной зоне морей и океанов. Сущность: подводная обсерватория (1) содержит сейсмометр, состоящий из сейсмического и сейсмоакустического модулей, гидрофизический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546784
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3d47

Способ получения биоэмульгатора

Изобретение относится к биотехнологии. Биоэмульгатор получают путем разрушения клеточных стенок биомассы цианобактерий, добавления к полученному продукту последовательно хлороформа, метанола, водного раствора сульфата аммония с поочередным перемешиванием смесей, образующихся после каждого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547175
Дата охранного документа: 10.04.2015
27.04.2015
№216.013.45a3

Инфракрасный коллиматорный комплекс

Комплекс предназначен для контроля и измерения параметров тепловизионных приборов. Комплекс содержит объектив, сменную миру, расположенную в фокальной плоскости объектива, фоновый излучатель, расположенный за мирой и снабженный исполнительным элементом, устройство управления, выход которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549331
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.05.2015
№216.013.48c6

Смазочная композиция синтетического турбинного масла для паротурбинных установок

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции синтетического турбинного масла для паротурбинных установок, которая включает основу, состоящую из смеси базовых компонентов: полиальфаолефинов с вязкостью 5,6-6,1 мм/с при 100°C и триметилолпропанового эфира карбоновых кислот C-C с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550137
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4a80

Способ создания предварительного напряжения в районе соединения стыкуемых элементов предварительно напряженного железобетонного понтона

Изобретение относится к технологии судостроения, а именно к методам создания предварительного напряжения в районе соединения предварительно напряженных железобетонных элементов на плаву. Предложенный способ создания предварительного напряжения в районе соединения стыкуемых элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550579
Дата охранного документа: 10.05.2015
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
+ добавить свой РИД