RU2039817C1

RU2039817C1 - Method for producing of biologically active compounds of biomass of cultivated plant cells

Info

Publication number: RU2039817C1
Application number: RU93028311A
Authority: RU
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Тектон"
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: biotechnology. SUBSTANCE: method involves destruction of biomass of cultivated plant cells, separation of liquid phase and drying. During destruction said biomass is affected by heat treatment. EFFECT: improves efficiency of the method. 4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к промышленной биотехнологии, а именно к получению водорастворимых продуктов из биомассы культуры клеток растений. The invention relates to industrial biotechnology, namely to obtain water-soluble products from biomass of plant cell culture.

Известен способ [1] получения биологически активных веществ из культивируемых in vitro клеток женьшеня, включающий стадии разрушения биомассы путем ее замораживания с последующим механическим дроблением, центрифугирования разрушенной биомассы, концентрирования супернатанта на ультрафильтрационных мембранах и ионообменной хроматографической очистки целевого продукта. A known method [1] for the production of biologically active substances from in vitro cultured ginseng cells, including the stage of destruction of biomass by freezing it with subsequent mechanical crushing, centrifugation of the destroyed biomass, concentrating the supernatant on ultrafiltration membranes and ion-exchange chromatographic purification of the target product.

Известен способ [2] получения сухого концентрата из биомассы женьшеня, который является наиболее близким к заявляемому, включающий выращивание биомассы, ее разрушение методом замораживания-оттаивания, центрифугирование разрушенной биомассы для отделения жидкой фракции от разрушенных клеток, концентрирование фильтрата методом многоступенчатого вымораживания и сублимационное высушивание концентрата. A known method [2] for producing a dry concentrate from ginseng biomass, which is closest to the claimed one, including growing biomass, destroying it by freeze-thawing, centrifuging the destroyed biomass to separate the liquid fraction from the destroyed cells, concentrating the filtrate by multi-stage freezing and freeze-drying the concentrate .

Вышеупомянутые способы отличаются низкой производительностью и высокой трудоемкостью вследствие большой длительности процессов замораживания-оттаивания на стадиях разрушения биомассы и концентрирования биологически активных веществ. The above methods are characterized by low productivity and high complexity due to the long duration of the freeze-thaw processes at the stages of biomass destruction and concentration of biologically active substances.

Цель изобретения повысить производительность процесса получения биологически активных веществ. The purpose of the invention is to increase the productivity of the process of obtaining biologically active substances.

Поставленная цель достигается следующим образом. Биомасса, полученная методом in vitro, отделяется от питательной среды и при разрушении подвергается тепловой обработке при температуре 80-130^оС в течение 5-60 мин, затем обработанная биомасса центрифугируется, после чего супернатант концентрируется и высушивается.The goal is achieved as follows. The biomass obtained by the method in vitro, is separated from the culture medium and the destruction is heat treated at a temperature of 80-130 ^{° C} for 5-60 min, then treated biomass is centrifuged, the supernatant is concentrated and dried.

В случае, если биологически активные вещества необходимо получить в стерильном виде, то перед концентрированием супернатанта его подвергают стерилизующей фильтрации. If biologically active substances must be obtained in a sterile form, then before concentration of the supernatant it is subjected to sterilizing filtration.

Для более равномерного и быстрого прогрева биомассы во время тепловой обработки рекомендуется ее после выращивания подвергнуть механическому дроблению. For a more uniform and faster heating of biomass during heat treatment, it is recommended that it be subjected to mechanical crushing after cultivation.

Операцию концентрирования биологически активных веществ целесообразно проводить с помощью таких высокопроизводительных методов, как вакуумвыпарка или концентрирование с помощью полупроницаемых мембран. The operation of concentration of biologically active substances is advisable to carry out using such high-performance methods as vacuum evaporation or concentration using semipermeable membranes.

П р и м е р 1. Биомасса женьшеня Panax ginseng C.A.Meyer (штамм ИФР-Ж1 депонирован под регистрационным N 2 во Всероссийской коллекции культивируемых клеток высших растений (ВККК-ВР), выpащивалась на 50 кг питательной среды, получали 25 кг биомассы влажностью 97,8% Биомассу отделяли от питательной среды, помещали в автоклав и подвергали тепловой обработке при 115^оС в течение 15 мин. Затем обработанную биомассу центрифугировали в фильтрующей центрифуге и получали 21 кг супернатанта содержанием сухих веществ 1,9% Супернатант фильтровали через мембранные фильтры с размером пор 0,2 мкм, получая 20 кг фильтрата с содержанием сухих веществ 1,7% Фильтрат концентрировали на роторном испарителе до содержания сухих веществ 30% и высушивали до содержания остаточной влаги 8,2% Получали 295 г светло-желтого водорастворимого порошка, содержащего 7,08% гликозидов.PRI me R 1. Panax ginseng CAMeyer biomass (strain IGF-J1 was deposited under registration No. 2 in the All-Russian collection of cultivated higher plant cells (VKCC-BP), grown in 50 kg of culture medium, 25 kg of biomass with a moisture content of 97 were obtained, 8% biomass was separated from the culture medium, placed in an autoclave and subjected to heat treatment at 115 ^{° C} for 15 minutes. Then, the treated biomass is centrifuged in a filtering centrifuge and the supernatant was obtained 21 kg of dry matter content of 1.9% supernatant was filtered through membrane filters pore size 0.2 μm, obtaining 20 kg of filtrate with a solids content of 1.7%. The filtrate was concentrated on a rotary evaporator to a solids content of 30% and dried to a residual moisture content of 8.2%. 295 g of a light yellow water-soluble powder containing 7.08% glycosides.

В предлагаемом способе большинство операций может быть механизировано и выполнено на высокопроизводительном оборудовании. In the proposed method, most operations can be mechanized and performed on high-performance equipment.

П р и м е р 2. Биомасса родиолы розовой (Rhodiola rosea, штамм 3К-1 депонирована в ВККК-ВР под регистрационным N 29), выращивалась методом in vitro, из 40 кг питательной среды получили урожай равный 20 кг биомассы. Биомассу подвергли тепловой обработке в автоклаве при температуре 121^оС в течение 10 мин. Затем биомассу центрифугировали в фильтрующей центрифуге при угловой скорости ротора 45 с^-1, получали 18,5 кг супернатанта с содержанием сухих веществ 1,8% Супернатант фильтровали через мембранные фильтры с размером пор 0,2 мкм, получая 17,2 кг фильтрата с содержанием сухих веществ 1,6% Фильтрат концентрировали на мембранных фильтрах до содержания сухих веществ 16% и высушивали до содержания остаточной влаги 7,6% Получали 232 г светло-желтого водорастворимого порошка с содержанием фенольных соединений 3,4%
Технологические показатели процессов получения биологически активных веществ по заявляемому способу и способу-прототипу представлены в таблице.PRI me R 2. The biomass of Rhodiola rosea (Rhodiola rosea, strain 3K-1 deposited in VKKK-BP under registration N 29), was grown by in vitro method, from 40 kg of culture medium received a crop of 20 kg of biomass. The biomass is subjected to a heat treatment in an autoclave at 121 ^{° C} for 10 min. Then the biomass was centrifuged in a filter centrifuge at an angular velocity of the rotor of 45 s ^-1 , 18.5 kg of the supernatant with a solids content of 1.8% were obtained. The supernatant was filtered through membrane filters with a pore size of 0.2 μm, obtaining 17.2 kg of filtrate containing solids content 1.6% The filtrate was concentrated on membrane filters to a solids content of 16% and dried to a residual moisture content of 7.6%. 232 g of a light yellow water-soluble powder with a content of phenolic compounds of 3.4% were obtained.
Technological indicators of the processes for the production of biologically active substances by the present method and the prototype method are presented in the table.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES FROM BIOMASS OF CULTIVATED CELLS OF PLANTS, including growing biomass, destroying it, separating the liquid fraction, concentrating biologically active substances in the liquid fraction and drying the concentrate to obtain the target product, characterized in that it is subjected to heat treatment by growing biologically at 80 130 ^o C for 5 to 60 minutes

2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid fraction is subjected to sterilizing filtration.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that before heat treatment, the biomass is ground mechanically.

4. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the concentration is carried out by vacuum evaporation.

5. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the concentration is carried out using semipermeable membranes.