Способ получения пектиновых веществ из ряски Lemna minor

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению пектиновых веществ из высшего водного растения ряски Lemna minor.

Известен способ получения суммы полисахаридов, обладающей противовоспалительной активностью [патент РФ № 2063236, опубл. 27.06.1991 по классу МПК А61К35/76], заключающийся в экстракции травы и шрота василька синего после выделения суммы флавоноидов, исчерпывающей экстракцией 80%-ным водным ацетоном при соотношении сырье : экстрагент 1:1-6, горячей водой при соотношении сырье : экстрагент 1: 15-20 соответственно в течение 40-50 мин с последующим упариванием, осаждением 96%-ным этиловым спиртом, фильтрованием и сушкой при температуре 70-75°C в сушильном шкафу. Недостатком этого метода является использование токсичных реагентов (ацетона) и высокотемпературная сушка продукта в сушильном шкафу. Данный способ не позволяет выделить пектиновые полисахариды из растений.

Наиболее близким аналогом является способ получения полисахаридов из пресноводных цветковых растений (патент РФ № 2149642, опубл. 27.06.1991 по классам МПК A61K35/78, A61K31/715, A61P37/04). Способ опробован на примере высшего растения - смолевки обыкновенной, надземную часть которой предварительно измельчают до 15-20 мм, и пресноводного высшего растения - ряски. Сырье предварительно обрабатывают 0,4-0,5% водным раствором формалина в соотношении сырье : раствор 1:8-11 в течение 12-14 ч для фиксации пигмента при температуре 18-25°C. Перед экстракцией сырье выдерживают в подкисленной соляной кислотой воде (pH 3,8 - 4,2; соотношение сырье: раствор 1:7-10) при 45-52°C в течение 3-4 ч для удаления кальциевых и магниевых мостиков. Экстракцию пектиновых полисахаридов проводят водным 0,5-0,7% раствором оксалата аммония в соотношении 1:8-12 при 65-70°C 3-8 ч. Далее экстракт концентрируют, осаждают 96%-ным этанолом в соотношении экстракт: спирт 1:3-4, фильтруют, диализуют и лиофильно высушивают. Недостатком данного метода является много стадийность операций и невысокий выход продукта 4-5%, а также использование токсичных реагентов (формалина).

Технической проблемой заявляемого изобретения является разработка эффективного способа получения пектинов из высших водных растений, обеспечивающего увеличение выхода готового продукта и не требующего высокие временные и энергозатраты.

Технический результат достигается за счет заявляемого способа получения пектинов из ряски Lemna minor, включающего выдержку исходного сырья в подкисленной воде при рН 1-2 на водяной бане при температуре 80-100°С в течение 1-3 часов, последующую фильтрацию, осаждение пектиновых веществ 96%-ным раствором этилового спирта в соотношении 1:2-4, выдержку смеси при температуре 2-4°С в течение 12 часов, затем полученный раствор отфильтровывают через бумажный фильтр и полученный осадок высушивают на воздухе при комнатной температуре, причем используют ряску, которая после сбора урожая была заморожена при -25°С.

Подкисленная вода может быть получена путем добавления лимонной кислоты в соотношении 1:50.

Способ получения пектинов из ряски Lemna minor осуществляется следующим образом.

Ряску предварительно культивировали в лабораторных условиях в питательной среде, содержащей макро- и микроэлементы, при условии дневного освещения и подачи кислорода со скоростью 1,5 л/мин. Урожай ряски был собран и заморожен в условиях «шоковой» заморозки при температуре -25°С.

После дефротизации растения были высушены до суховоздушного состояния и измельчены с помощью миксера для проб подготовки. Глубокая заморозка растений обеспечивает дезинтеграцию растительной ткани и более полный выход пектина.

Исходное сырье заливают гидролизующей смесью с рН 1-2, подкисленную лимонной кислотой в соотношении 1:50, и выдерживают на водяной бане при температуре 80-100°С в течение 1-3 часов. Затем смесь отфильтровывают и осаждают пектиновые вещества 96%-ным раствором этилового спирта в соотношении 1:2-4. Для более полного осаждения смесь помещали в лабораторный холодильник и выдерживали при температуре 2-4°С в течение 12 часов. Затем раствор отфильтровывали через бумажный фильтр и полученный осадок высушивали на воздухе при комнатной температуре. Осадок измельчали в фарфоровой ступке до размера частиц 1-2 мм.

В таблице представлены результаты экспериментов и полученный выход пектиновых веществ.

При температуре 80°С гидролиз протекает не полностью, в результате чего выход продукта невысокий. Проведение гидролиза при температуре выше 100°С нецелесообразно в связи с увеличивающимися затратами на электроэнергию.

Таким образом, заявляемый способ позволяет увеличить выход пектиновых веществ из ряски Lemna minor в 1,2 раза по сравнению с прототипом.