RU2772334C1 - Способ получения меланина из насекомых - Google Patents

Способ получения меланина из насекомых Download PDF

Info

Publication number
RU2772334C1
RU2772334C1 RU2021128451A RU2021128451A RU2772334C1 RU 2772334 C1 RU2772334 C1 RU 2772334C1 RU 2021128451 A RU2021128451 A RU 2021128451A RU 2021128451 A RU2021128451 A RU 2021128451A RU 2772334 C1 RU2772334 C1 RU 2772334C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melanin
beetle
dried
resulting
dark
Prior art date
Application number
RU2021128451A
Other languages
English (en)
Inventor
Максим Анатольевич Тимофеев
Борис Кузьмич Бадуев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Инсектопротеин"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Инсектопротеин" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Инсектопротеин"
Application granted granted Critical
Publication of RU2772334C1 publication Critical patent/RU2772334C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к способу получения меланина из жука Чернотелки путем промывания и высушивания жуков, измельчения их до порошкообразного состояния с последующей экстракцией меланина, характеризующемуся тем, что используют кутикулу жука Чернотелка степная (Anatolica aucta), которую после высушивания измельчают до размера частиц от 1 до 8 мм, проводят 3-кратную экстракцию полученного порошка дистиллированной водой при нагревании в 90°С и перемешивании в течение 3 ч, к полученному водному экстракту добавляют 25% раствор хлористоводородной кислоты до изменения pH 1,0-2,0, полученную смесь перемешивают и оставляют на 24 ч, выпавший темно-бурый осадок меланина отфильтровывают и высушивают, затем заливают 60% раствором этанола, полученную смесь отстаивают в течение 4 ч, надосадочную жидкость сливают, полученный темно-бурый осадок высушивают при температуре 50°С. 2 пр.

Description

Изобретение относится к экологии, безотходным и ресурсосберегающим технологиям, в частности к способам переработки хитинового покрова личинки жука до и после её превращения во взрослую особь, а также биотехнологии и сельскому хозяйству, а именно к производству кормов для сельскохозяйственных животных и объектов аквакультуры.
Меланины – высокомолекулярные пигменты сетчатой нерегулярной структуры, которые отличаются разнообразным строением и физиологических функций, содержатся в волосах, коже, перья и сетчатке глаза у позвоночных, в растениях, грибах, у некоторых видов бактерий, а также в наружных покровах беспозвоночных, в том числе насекомых. Меланины – полифункциональны, они являются антиоксидантами, генопротекторами, обладают антимутагенным эффектом, способностью
сорбировать тяжелые металлы и нейтрализовать
продукты перекисного окисления липидов.
Наиболее доступным сырьем для получения меланина животного происхождения являются чернильные мешки головоногих моллюсков, шерсть темнопигментированных животных, а также кутикула и продукты жизнедеятельности насекомых.
Большой интерес представляют насекомые, способные к разведению в искусственных контролируемых условиях. Полученная биомасса таких
насекомых может использоваться для выделения
биологически активных веществ, перспективных для практического использования.
В формировании меланина участвуют вещества полисахаридной, фенольной, белковой и липофильной природы. У насекомых он чаще всего представлен двумя видами: эумеланин и феомеланин. Наличие парамагнитных центров и разнообразие функциональных групп определяют полифункциональность меланинов.
Важным фактором в применении меланина насекомых в качестве кормовой добавки сельскохозяйственных животных и аквакультуры является его низкая токсичность, а также возможность защиты от радиации и УФ излучения.
Меланин получают синтетически из растительного и животного сырья. Синтезируют меланин из подходящих предшественников. В частности, автоокислением 5,6- дигидроксииндолов, диоксифенилаланина или из тирозина и фенилаланина в присутствии ферментов. Главным недостатком синтетических методов является высокая стоимость исходного сырья.
Одним из источников для получения меланина являются насекомые. Насекомые синтезируют меланин, который не только играет роль пигмента, придающего окраску, но также участвует в защитных реакциях, врождённом иммунитете, обладает способностью к хелатированию тяжёлых металлов. В структуре кутикулы он связан с хитином прочными ковалентными связями.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен способ выделения меланина из жука чернотелки Alphitobius diaperinus. Высушенных жуков измельчали до порошкообразного состояния и экстрагировали с добавлением 100 мл 3 М раствора гидроокиси калия (щелочной раствор) при периодическом перемешивании в течение 24 ч при комнатной температуре, полученный экстракт фильтровали через бумажный фильтр, нейтрализовали и закисляли до рН 2.0 концентрированной соляной кислотой, образовавшийся осадок коричневого цвета отделяли центрифугированием и промывали дистиллированной водой с последующим повторным центрифугированием, гидролизовали, гидролизат отделяли, полученный осадок 3 раза промывали дистиллированной водой с последующим высушиванием (УШАКОВА Н.А. и др. Получение и характеристика меланина Аlphitobius diaperinus. Журнал: Прикладная биохимия и микробиология, 2018, том 54, No 4, с. 408–415.). Данный способ принят нами в качестве ближайшего аналога.
Отличием заявляемого нами изобретения является использование в качестве источника выделения жука Чернотелка степная (Anatolica aucta). Чернотелка степная (Anatolica aucta) обычна для степных районов Восточной Сибири и Приольхонья. Личинки питаются корнями травянистых растений и могут быть использованы в качестве культивируемых насекомых для биотехнологических задач, в частности для производства кормовых компонентов, в частности меланин-протеинового для использования в составе для кормов сельскохозяйственных животных и объектов аквакультуры.
Кроме того, в предлагаемом нами способе получения меланина, он максимально очищен от примесей белков и жирных кислот, при этом сохранена его структура и свойства.
Известен способ получения хитозан-меланинового комплекса из подмора пчел [М.И. Селионова и Н.В. Погарская «Способ получения хитозан-меланинового комплекса из подмора пчел», Патент РФ №2382051, 21.07.2008]. Способ включает предварительную сушку хитин-меланинового сырья до влажности 4-6%, после чего высушенную массу перетирают до порошкообразного состояния, 10% раствором щелочи NaOH при температуре 78-82°С в течение 1,5-2,0 часов отделяют белок. 50% раствор NaOH добавляют в реакционную смесь, таким образом доводя его концентрацию до 30% от исходной. Полученный хитин-меланиновый комплекс дезацетилируют при температуре 90-95°С в течение 1,5-2,0 часов, фильтруют, при этом отфильтрованную массу получают путем промывания массы дистиллированной водой до достижения рН 7. Из оставшегося после фильтрования раствора осаждают меланин воздействием концентрированной соляной кислоты до изменения рН среды обрабатываемого раствора в кислую область и выпадения хлопьевидного осадка, представляющего собой меланин. Меланин отделяют от жидкой фазы центрифугированием, промывают, отдельно сушат хитозан и меланин при температуре 50-60°С до влажности 8-10% и смешивают их для получения конечного продукта хитозан-меланинового комплекса.
Недостатком данного способа является применение сильнощелочного раствора гидроксида натрия, что может разрушать структуру меланина.
Известен способ получения меланина из личинок черной львинки [Патент РФ №2692260]. Способ получения меланина из личинок мух черной львинки Hermetia illucens в возрасте от 25 до 35 дней заключается в том, что сначала личинки тщательно промывают и высушивают, затем помещают в экструдер и экструдирование осуществляют при температуре 37-38°С методом холодного отжима в течение одной минуты, по завершении экструдирования дают полученному экструдату отстояться до разделения на фракции при температуре от 0 до -15°С и полученный на поверхности слой меланина отделяют механическим способом, для повторного получения слоя меланина оставшуюся смесь выдерживают при комнатной температуре и полученный на поверхности слой меланина отделяют механическим способом, после чего на завершающем этапе оставшуюся смесь замораживают, затем нагревают ее до комнатной температуры и вновь полученный на поверхности слой меланина отделяют механическим способом, при определенных условиях. Способ позволяет получить меланин путем естественной переработки личинок, не прибегая к агрессивным воздействиям химических реагентов.
Недостатком такого способа является получение меланина с содержанием примесей жирных кислот, что может способствовать более быстрой порче конечного продукта.
Известны способы получения меланина из дрожжей, их различных штаммов, описанные в патентах РФ №№2116036, 2069696, 2278163 (RU). Известны другие способы получения меланина, описанные в заявках США № 20180002452 (заявитель Инсект Еври Седекс (YNSECT Evry Cedex, FR) приоритет от 04.01.2018) и 20180016357 (приоритет от 18.01.2018 (заявитель тот же), в которых описаны способы получения меланина на основе гидролиза с использованием окислителей, ферментов и энзимов..
Известен способ получения меланина, описанный в патенте RU 2582972 C1, 27.04.2016. Однако в качестве сырья в нём используется водный экстракт чаги. Т.е. аналог предполагает выделение меланина из растительного сырья, путём воздействия химических реагентов; исключая необходимость очистки конечного продукта от посторонних примесей.
При этом в проанализированном нами уровне техники материалов о возможности использования именно Чернотелки степной (Anatolica aucta) в качестве сырья для получения меланина насекомых, а также таком способе выделения меланина из Чернотелки степной ранее опубликовано не было.
Технической проблемой, на решение которой направлено данное изобретение, является создание быстрого способа получения чистого меланина.
Технический результат заключается в получении меланина, максимально очищенного от примесей белков и жирных кислот, с обеспечением сохранения его структуры и свойств.
Технический результат способа получения меланина из жука Чернотелки обеспечивается за счет промывания и высушивания жуков, измельчения их до порошкообразного состояния с последующей экстракцией меланина, отличающийся тем, что используют кутикулу жука Чернотелка степная (Anatolica aucta), которую после высушивания измельчают до размера частиц от 1 до 8мм, провоят 3-х кратную экстракцию полученного порошка дистиллированной водой при нагревании в 90оС и перемешивании в течение 3-х часов, к полученному водному экстракту добавляют 25% раствор хлористоводородной кислоты до изменения pH 1,0-2,0, полученную смесь перемешивают и оставляют на 24 часа, выпавший темно-бурый осадок меланина отфильтровывают и высушивают, затем заливают 60% раствором этанола, полученную смесь отстаивают в течение 4 часов, надосадочную жидкость сливают, полученный темно-бурый осадок высушивают при температуре 50°С.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
Технологический процесс состоит из следующих последовательных стадий обработки.
Кутикулу жука Чернотелка степная (Anatolica aucta) высушивают и измельчают до размера частиц от 1 до 8мм. Затем провоят 3-х кратную экстракцию полученного порошка дистиллированной водой при нагревании в 90оС и перемешивании в течение 3-х часов с получением водного экстракта кутикулы чернотелки степной (Anatolica aucta).
К полученному водному экстракту кутикулы чернотелки степной (Anatolica aucta) добавляют 25% раствор соляной кислоты до рН 1,0-2,0. Полученную смесь перемешивают и оставляют на 24ч.
Выпавший темно-бурый осадок меланина отфильтровывают при помощи воронки Бюхнера, под вакуумом, через бумажный фильтр, и высушивают при температуре не более 50 градусов до стабилизации веса сухой массы. Далее осадок заливают 60% раствором этанола, с целью очистки от примесей жирных кислот. Затем снова отстаивают в течение 4 часов, надосадочную жидкость сливают, полученный осадок фильтруют под вакуумом, через бумажный фильтр с последующим высушиванием при температуре 50°С.
На выходе получают порошок тёмно-коричневого цвета, который представляет собой очищенный от белковых и липофильных веществ меланин.
Пример 1. К 100 мл водного экстракта кутикулы чернотелки степной (Anatolica aucta) добавляли 25% раствор соляной кислоты до изменения рН 1,0, полученную смесь перемешивали и оставляли на 24ч. Выпавший осадок меланина отфильтровывали, высушивали. Далее осадок заливали 60% раствором этанола, с целью очистки от примесей жирных кислот, фильтровали, высушивали при температуре 50°С. На выходе получали порошок тёмно-коричневого цвета.
Пример 2. К 100 мл водного экстракта кутикулы чернотелки степной (Anatolica aucta) добавляли 25% раствор соляной кислоты до изменения рН 2,0, полученную смесь перемешивают и оставляют на 12 часов. Выпавший осадок меланина отфильтровывали, высушивали. Далее осадок заливали дистилированной водой, и осаждение меланина 25% раствором соляной кислоты проводили ещё 2 раза. Полученный осадок заливали 60% раствором этанола, фильтровали, высушивали при температуре 50°С. На выходе получали порошок коричневого цвета.
Меланин такой чистоты, полученный в результате осуществления предлагаемого способа, может быть использован по всем известным направлениям применения меланина, о которых говорилось выше, в том числе, и в медицине, для получения ранозаживляющих препаратов и биологически активных добавок для лечения таких заболеваний, как ангина, гастрит, герпес, в косметологии, биоинженерии, а также в промышленности для создания водоотталкивающих покровов на различных механических поверхностях, электронике, промышленности.

Claims (1)

  1. Способ получения меланина из жука Чернотелки путем промывания и высушивания жуков, измельчения их до порошкообразного состояния с последующей экстракцией меланина, отличающийся тем, что используют кутикулу жука Чернотелка степная (Anatolica aucta), которую после высушивания измельчают до размера частиц от 1 до 8 мм, проводят 3-кратную экстракцию полученного порошка дистиллированной водой при нагревании в 90°С и перемешивании в течение 3 ч, к полученному водному экстракту добавляют 25% раствор хлористоводородной кислоты до изменения pH 1,0-2,0, полученную смесь перемешивают и оставляют на 24 ч, выпавший темно-бурый осадок меланина отфильтровывают и высушивают, затем заливают 60% раствором этанола, полученную смесь отстаивают в течение 4 ч, надосадочную жидкость сливают, полученный темно-бурый осадок высушивают при температуре 50°С.
RU2021128451A 2021-09-29 Способ получения меланина из насекомых RU2772334C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2772334C1 true RU2772334C1 (ru) 2022-05-18

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2382051C1 (ru) * 2008-07-21 2010-02-20 Государственное научное учреждение Ставропольский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства Российской академии сельскохозяйственных наук Способ получения хитозан-меланинового комплекса из подмора пчел
CN103497535A (zh) * 2013-10-10 2014-01-08 西南科技大学 一种动物黑色素的提取方法及其提取产物的应用
RU2523414C1 (ru) * 2013-06-25 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВОП "КНИТУ") Способ получения меланина из чаги
RU2565178C2 (ru) * 2013-11-06 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" Способ получения пигмента-меланина из базидиоспор трутовых грибов
RU2613294C1 (ru) * 2016-04-19 2017-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения меланина из лузги подсолнечника
RU2692260C1 (ru) * 2018-05-28 2019-06-24 Георгий Евгеньевич Гайдадин Способ получения меланина из личинок черной львинки

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2382051C1 (ru) * 2008-07-21 2010-02-20 Государственное научное учреждение Ставропольский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства Российской академии сельскохозяйственных наук Способ получения хитозан-меланинового комплекса из подмора пчел
RU2523414C1 (ru) * 2013-06-25 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВОП "КНИТУ") Способ получения меланина из чаги
CN103497535A (zh) * 2013-10-10 2014-01-08 西南科技大学 一种动物黑色素的提取方法及其提取产物的应用
RU2565178C2 (ru) * 2013-11-06 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" Способ получения пигмента-меланина из базидиоспор трутовых грибов
RU2613294C1 (ru) * 2016-04-19 2017-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения меланина из лузги подсолнечника
RU2692260C1 (ru) * 2018-05-28 2019-06-24 Георгий Евгеньевич Гайдадин Способ получения меланина из личинок черной львинки

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бочкарев В. В. "Оптимизация технологических процессов органического синтеза: учебное пособие", 2010, Издательство Томского политехнического университета, С.1-185. *
Ушакова Н. А. и др. "ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА МЕЛАНИНА АLPHITOBIUS DIAPERINUS", Прикладная биохимия и микробиология, 2018, Т. 54, No. 4, С. 408-415. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khayrova et al. Obtaining chitin, chitosan and their melanin complexes from insects
CN107428849B (zh) 壳多糖、水解产物和借助于酶促水解的方式用于从昆虫生产一种或多种期望的产物的方法
Shukla et al. Zein: the industrial protein from corn
DE69110666T2 (de) Rückgewinnung von proteinen, proteinisolat, und/oder stärke aus getreide.
CH628649A5 (de) Verfahren zur herstellung von stickstoffhaltigen polysacchariden.
EP3089999B1 (en) An integrated process to recover a spectrum of bioproducts from fresh seaweeds
Antunes-Valcareggi et al. Enzymatic hydrolysis of blue crab (Callinectes Sapidus) waste processing to obtain chitin, protein, and astaxanthin-enriched extract
RU2772334C1 (ru) Способ получения меланина из насекомых
Wang et al. The glycation of silk sericin to enhance its application to functional foods
JP2002037739A (ja) 免疫調整剤
Mariod Extraction, purification, and modification of natural polymers
CN101461513B (zh) 一种水溶性胭脂红酸色淀的制备方法
KR102399971B1 (ko) 누에콜라겐 건강식품 조성물과 이의 제조방법
KR20220056020A (ko) 홍삼 추출 잔사를 이용한 홍삼 다당체의 생산방법
JPH03139291A (ja) 酵素を用いる甲殼類の甲殼の処理方法
RU2741634C1 (ru) Способ получения биологически активного полифенольного комплекса из арктических бурых водорослей
JPH01275512A (ja) 可溶性卵殻膜の製法
KR20190065676A (ko) 고순도의 dna 단편 혼합물 제조방법
CH639395A5 (fr) Glycoproteines constitutives d'hafnia, procede de preparation et compositions pharmaceutiques.
JPH0725797B2 (ja) ツエインの製造法
DE2355850C2 (de) Proteinzusammensetzung und Verfahren zu deren Herstellung
RU2310344C2 (ru) Способ изготовления экстракта для биологически активной добавки
JP3450383B2 (ja) 活性酸素抑制剤
RU2054292C1 (ru) Способ получения биологически активных веществ из пантов
KR100876921B1 (ko) 갑각류의 껍질 또는 짐승의 각질을 연화하는 방법.