Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА ФУКОКСАНТИНОМ

Изобретение относится к пищевой промышленности и биотехнологии и предназначено для получения функциональных и специализированных пищевых продуктов, а именно растительных масел, с высоким содержанием фукоксантина (Фк), источником которого является сырая биомасса диатомовой водоросли Cylindrotheca closterium.

Микроводоросль С.closterium является ценным сырьем для получения биологически активных веществ. В составе фотосинтетического аппарата содержание фукоксантина доходит до 78% от общего количества каротиноидов [7], что составляет 1,7% сухой массы. Содержание жирных кислот достигает 40%, из них ПНЖК составляют 22% общего количества жирных кислот [2].

Наиболее близким является способ получения обогащенного растительного масла зеаксантином и лютеином (RU 2424722 С1), включающий следующие этапы [9]:

- сушку и измельчение растительного сырья;

- извлечение диэфиров лютеина и зеаксантина из растительного сырья экстракцией горячим этанолом;

- удаление остатков этанола высушиванием и добавление полученных диэфиров лютеина и зеаксантина в растительные масла в таких количествах, чтобы довести их содержание от 1 до 10 мг на 100 мл растительного масла. Изобретение позволяет получить растительные масла, обогащенные лютеином и зеаксантином, с увеличенным сроком хранения.

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет получать функциональные продукты, обогащенные фукоксантином.

Общим с прототипом является то, что пигментом, выделенным из растительного сырья, насыщается растительное масло.

Задачей изобретения «Способ обогащения растительного масла фукоксантином» является насыщение растительного масла фукоксантином Фк как биологически активным веществом и получение функционального продукта на основе природного растительного сырья.

Технический результат заключается в том, что способ позволяет получить функциональный продукт, в котором содержание Фк составляет от 0,2 до 0,5 мг на 1 мл масла.

Это достигается тем, что смешивают в определенном соотношении растительные масла, в частности оливковое масло, и спиртовую вытяжку, обогащенную Фк, смесь настаивают в течение 60 мин, а затем отделяют масляную фракцию.

При добавлении в растительное масло спиртовой вытяжки, насыщенной фукоксантином, происходит процесс перераспределения каротиноидов между двумя фракциями. При этом масло и спиртовая вытяжка не смешиваются, в масляную фракцию переходит только часть Фк, находящегося в спиртовой вытяжке. Процесс перераспределения фукоксантина между маслом и спиртовой вытяжкой зависит от объемного соотношения масла : спиртовая вытяжка и проходит в течение часа.

Перераспределение фукоксантина между маслом и спиртовой вытяжкой фиксировали с помощью ТХС. Полученная смесь разделяется на два слоя: верхний - спиртовая вытяжка, содержание Фк в которой снизилось, и нижний - масло, обогащенное Фк. Затем отделяют масляную фракцию от спиртовой с помощью делительной воронки.

В качестве растительного масла используют масло подсолнечное или оливковое. Полученное масло может быть рекомендовано для непосредственного употребления в пищу, а также в качестве рецептурного компонента при производстве пищевых функциональных продуктов.

В недавних исследованиях, в основном японских ученых, показано, что пигмент фукоксантин (Фк), принадлежащий к группе кислородсодержащих каротиноидов ксантофиллов, обладает следующими свойствами: снижает избыточный вес, уменьшает уровень глюкозы в крови. Особо следует отметить противоопухолевое действие Фк на клетки человека, пораженные лейкозом, раком простаты и молочной железы, при низкой токсичности самого препарата [1, 7]. Фукоксантин был ранее экстрагирован различными растворителями из следующих диатомовых водорослей: Chaetoseros sp.[3, 4], Cylindrotheca closterium [8], Odontella aurita [5] и Phaeodactylum tricornutum [6].

В заявляемом способе спиртовую вытяжку, обогащенную фукоксантином, предварительно получают из сырой биомассы диатомовой водоросли С.closterium с высоким содержанием фукоксантина (15-17 мг⋅г^-1 сухой массы).

С целью определения оптимального соотношения и получения оливкового масла с максимально высокой концентрацией фукоксантина спиртовую вытяжку с высоким содержанием Фк смешивали с оливковым маслом в разных объемных соотношениях (Фиг. 1). Для получения спиртовой вытяжки использовали биомассу диатомовой водоросли С.closterium с концентрацией фукоксантина 15 мг⋅г^-1 сухой массы.

Из таблицы 1 видно, что для получения масла, обогащенного фукоксантином, оптимальным соотношением двух веществ - растительного масла, например оливкового, не содержащего каротиноиды, и спиртовой вытяжки, обогащенной фукоксантином, является 5:1. При объединении масла и спиртовой вытяжки компоненты не смешиваются, происходит процесс перераспределения фукоксантина между спиртовой вытяжкой и маслом. При объемных соотношениях 5:1 масло:спиртовая вытяжка, соответственно, 73% фукоксантина переходит в масло.

Пример

С целью максимального насыщения оливкового масла фукоксантином (Фк) смешивали спиртовую вытяжку с концентраций Фк 0,3 мг/мл, полученную из сырой биомассы диатомовой водоросли С. Closterium, с оливковым маслом в объемном соотношении 1:5 спиртовая вытяжка : масло. Для получения спиртовой вытяжки использовали 50 г сырой биомассы С. Closterium с концентрацией фукоксантина 11 мг⋅г^-1 сухой массы. Суммарное содержание Фк в спиртовой вытяжке составило 30 мг. К 100 мл спиртовой вытяжки добавляли 500 мл оливкового масла. Перераспределение фукоксантина между масляной фракцией и спиртовой вытяжкой проходило в течение часа, затем с помощью делительной воронки отделяли спиртовую фракцию от оливкового масла. Полученное масло имело вкус оливок, прозрачное, без запаха, коричневого цвета с красноватым оттенком.

В результате получили 500 мл оливкового масла, обогащенного фукоксантином. При данных условиях 75% фукоксантина перешло из спиртовой фракции в оливковое масло. Концентрация фукоксантина в оливковом масле составила 0,05 мг/мл, общее содержание Фк в конечном объеме масла (500 мл) - 25 мг. Содержание фукоксантина Фк в оливковом масле определяли методом тонкослойной хроматографии (ТСХ). Масляный экстракт разделяли на хроматографических стеклянных пластинках с закрепленным слоем силикагеля толщиной 0,5 мм в системе ацетон-гексан 3:7. Фракцию силикагеля, содержащую Фк, экстрагировали спиртом с последующим центрифугированием.

Концентрацию Фк (мг⋅г^-1) определяли на спектрофотометре СФ-2000 на длине волны 450 нм.

Масло соответствует следующим характеристикам:

Цветное число - не более 6 мг йода;

Кислотное число - не более 0,30 мг КОН/г;

Массовая доля нежирных примесей и фосфоросодержащих веществ отсутствует;

Массовая доля влаги и летучих веществ - не более 0,10%;

Перекисное число - 2,0 моль активного кислорода/кг;

Анизидиновое число - не более 3,0.

Полученное масло характеризуется хорошими органолептическими показателями - приятным вкусом и ароматом, коричневым цветом с красноватым оттенком; высоким содержанием фукоксантина, который повышает биологическую ценность, а растительное масло повышает его энергетическую ценность. Способ может быть осуществлен на стандартном оборудовании на предприятиях пищевой промышленности.

Источники информации

1. Das S.K., Hashimoto Т., Kanazawa К. Growth inhibition of human hepatic carcinoma HepG2 cells by fucoxanthin is associated with down regulation of cyclin D // Biochim. Biophys. Acta. - 2008. - 4. - P. 743-749.

2. Dunstan G.A., Volkman J.K., Barrett S.M., Leroil J.-M., Jeffrey S.W. Essential polyunsaturated fatty acids from 14 species of diatom (Bacillariophyceae) // Phytochemistry. - 1994. - V. 35. - P. 155-161.

3. Lio K., Okada Y., Ishikura M. Single and 13-week oral toxicity study of fucoxanthin oil from microalgae in rats // Food Hyg. Sac. Jpn. - 2011a. - 52. - P. 183-189.

4. Lio K., Okada Y., Ishikura M. Bacterial reverse mutation test and micronuclcus test of fucoxanthin oil from microalgae // Shokuhin Eiseigaku Zasshi. - 2011b. - 52. - P. 190-193.

5. Moreau D., Tomasoni C., Jacquot C., Kaas R., Le Guedes R., Cadoret J.P., Muller-Feuga A., Kontiza I., Vagias C., Roussis V., Roussakis C. Cultivated microalgae and the carotenoid fucoxanthin from Odontella aurita as potent anti-proliferative agents in bronchopulmonary and epithelial cell lines // Environ. Toxicol. Pharmcol. - 2006. - 22. - P. 97-103.

6. Nomura Т., Kikuchi M., Kubodera A., Kawakami Y. Proton-donative antioxidant activity of fucoxanthin with l,l-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) // Biochem. Mol. Biol. Inf. - 1997. - 42. - P. 361-370.

7. Peng J., Yuan J., Wu C., Wang J. Fucoxanthin a Marine Carotenoid Present in Brown Seaweeds and Diatoms: Metabolism and Bioactivities Relevant to Human Health // Mar. Drugs. - 2011. - 9. - P. 1806-1828.

8. Rijstenbil J.W. Effects of UVB radiation and salt stress on growth, pigments and antioxidative defence of the marine diatom Cylindrotheca closterium // Mar Ecol Prog Ser. - 2003. - 254. - P. 37-48.

9. Способ получения растительных масел, обогащенных диэфирами лютеина и зеаксантина: пат. 2424722 РФ: МПК A23D 7/00 / Л. А. Дейнека; В. И. Дейнека; М. Ю. Третьяков; И.А. Гостищев; Т.Ю. Семкина; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет". - №2010110710/13 заявл. 23.03.2010; опубл. 27.07.2011, Бюл .№21. - 7 с.