Способ получения полисахарида Советский патент 1993 года по МПК C08B37/04 

Изобретение относится к области органической химии, а именно к получению пол- исахаридов водорослей, в частности, к производству деполимеризованных альги- натов, которые могут быть использованы в медицинской, фармацевтической, бумажной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является получение деполимеризованного альгината, обогащенного гулуроновой кислотой.

Сущность способа заключается в том, что для получения конечного продукта используют водоросли Ламинария, которые подвергают экстракции в щелочной среде для извлечений из них альгината. Непосредственно после извлечения альгината, до или после отделения водорослевого остатка при добавлении соляной или серной кислоты до рН 0-1 выпадает алыиновая кислота. Гидролиз альгиновой кислоты проводят при температуре 80-100°С в течение 110-130 мин до вязкости нейтрализованного профильтрованного гидролизата 1,5-4,0 сПз на капиллярном вискозиметре при 20°С. Полученный гидролизат охлаждают до 25-65°С, нейтрализуют водным раствором едкого натра до рН 6-7, отделяют, если необходимо, водорослевой остаток. Деполимеризован- ный альгинат осаждают спиртом - этанолом или изопропанолом или водным раствором хлорида кальция.

Выход конечного продукта от имевшейся в водорослях альгиновой кислоты до 30%, Содержание гулурдновой кислоты з альгина- те 85tlO%. Длительность процесса контролируют по вязкости, так как она прямо связана со степенью полимеризации.

00

и

Ј о

Возможность обогащения альгината и степень обогащения объясняется, во-первых, большей степенью разрушения манну- роновой кислоты при кислотном гидролизе, во-вторых, меньшей растворимостью полугу- луронатов в данных условиях, что позволяет избежать кислотного фракционирования в гетерогенной среде при рН 2,85. Это позволяет также избежать стадий нейтрализации перед фракционированием, центрифугирования и суспендирования в воде осадка аль- гиновой кислоты.

П р и м е р 1. 100 г водорослей Ламинария после экстракции манита с влажностью 6% дважды промывают водой по 2,4 л при 45°С в течение 15 мин. Альгинат экстрагируют 2,4 л воды с добавлением 15 г кальцинированной соды и 12,5 г двенадцативодного гидрофосфата натрия в течение 60 мин при 45°С при перемешивании. Затем добавляют 70 мл концентрированно соляной кислоты до рН 0 и нагревают при 100°С (при кипении) 130 мин до вязкости пробы нейтрализованного фильтрованного гидролизата 1,5 cfi-3:2p°C на капиллярном вискозиметре, lefe/ie окончания гидролиза раствор охлаждают до 65°0, нейтрализуют 20%-ным растворим едкого натра до рН 6,5, центрифуги руфг при 3000 об/мин в течение 15 мин. Супернатант фильтруют, деполимери- зовднный алыинат осаждают 200 г 15%-но- го раствора хлорида кальция. Осадок промывают водой и водным спиртом с увеличивающейся концентрацией до исчезновения избытка ионов кальция (или хлора) и высушивают в вакууме. Выход продукта 7,5 г (24%) с содержанием гулуроновой кислоты 85% (по данным метода ВЭЖХ). Получен- ный деполимеризованный алыинат выводит из организма более 83% стронция.

П р им ер 2. 100 г водорослей Ламинария с влажностью 25% дважды промывают водой по 2,4 л с температурой 45°С в течение 20 мин. Альгинат экстрагируют 2 л воды с добавлением 13 г соды и 11 г гидрофосфата натрия в течение 90 мин при 45°С при перемешивании. Затем добавляют 60 мл концентрированной соляной кислоты до рН 1 и нагревают при 95°С в течение 110 мин до вязкости пробы нейтрализованного профильтрованного гидролизата 1,7 сПз при 20°С. Гидролизат охлаждают до 50°С, нейтрализуют раствором едкого натра до рН 7, центрифугируют. Супернатант фильтруют, деполимеризованный алыинат .натрия осаждают, вливая раствор альгината в раствор хлористого кальция.

Выход продукта 7 г (30%) от проэкстра- гированной альгиновой кислоты) с содержанием гулуроновой кислоты 90%.;

П р и м е р 3. 100 г водорослей Ламинария промывают и экстрагируют по примеру 1. Затем добавляют соляной кислоты до рН 0,5 и нагревают 130 мин при 100°С. Вязкость нейтрализованного профильтрованного гидролизата 1,2 сПз. Выход альгината 6,5 г (27,9%) с содержанием гулуроновой кислоты 83%. Таким образом, увеличение кислотности среды уменьшает выход продукта и увеличивает содержание гулуроновой кислоты.

П р и м е р 4. 100 г водорослей Ламинария промывают водой и проводят экстракцию альгината по примеру 2, затем

5 добавляют соляной кислоты до рН 1,5 и нагревают при 93°С в течение 120 мин по вязкости гидролизата 6,0. Выход альгината 7,8 г (33,4%) с содержанием гулуроновой кислоты 75%. Уменьшение кислотности сре0 ды уменьшает содержание гулуроновой кислоты в конечном продукте и повышает молекулярную массу из-за неполного гидролиза при данной его продолжительности. При мер 5. Проводят обработку водо5 рослей аналогично примеру 1, но гидролиз ведут при температуре 75°С. Выход продукта 28%, но содержание гулуроновой кислоты 72%, вязкость нейтрализованного гидролизата 5,6 сПз.

0 л р им е р 6.100 г водорослей экстрагируют по примеру 2, Затем отделяют водорослевой остаток, к экстракту/ добавляют концентрированную серную кислоты до рН 1 и нагревают при 80°С в течение 125 мин

5 по вязкости нейтрализованной пробы 4,0 рПз. Гидролизат охлаждают до 57°С, нейтрализуют раствором едкого натра до рН 7. К полученному супернатанту добавляют 5 объемов этанола или изопропанола; отделя0 ют осадок центрифугированием и сушат. . Выход продукта 6,8 г (29,2%) с содержанием гулуроновой кислоты 87%.

П р и м е р 7. 100 г водорослей Ламина- рия с влажностью 25% дважды промывают

5 2,4 л воды при 40°С в течение 20 мин. Альгинат экстрагируют 2,4 л воды с добавлением 12 г соды и 10 г гидрофосфата натрия в течение 60 мин при 60°С, Затем добавляют концентрированную серную кислоту до рН

0 0,5 и нагревают при кипении в течение 70 . мин до вязкости пробы нейтрализованного профильтрованного гидролизата 4,0 сПз. Гидролизат охлаждают до 30°С, нейтрализуют 20%-ным раствором едкого натра до

5 рН 7,5. центрифугируют или фильтруют для отделения от водорослевого остатка. Из су- пернатанта или фильтрата осаждают спиртом алыинат натрия и высушивают. Выход продукта 7,1 г (30,5%) с содержанием гулу- роноеой кислоты 81%.

Таким образом, предлагаемый способ получения полисахарида позволяет повысить содержание гулуроновой кислоты по сравнению с исходным и тем самым увеличить возможность связывания и выведения тяжелых металлов, в том числе, стронция из организма, а также получать жесткие гели при нужной вязкости растворов альгината., Формула изобретения Способ получения полисахарида экстракцией предварительно обработанных морских водорослей при повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения деполимеризованнрго

альгината, обогащенного гулуроновой кислотой, в качестве морских водорослей используют ламинариевые водоросли,

экстракцию которых осуществляют щелочным раствором, при этом к экстракту, содержащему водоросли, или после их удаления добавляют соляную или серную кислоту и проводят гидролиз выделенного алыинатв при 80-100°С и рН 0-1, гидролизат охлаждают, нейтрализуют раствором едкого натра, очищают от механических примесей, осаждают деполимеризованный альгинат и сушат, причем гидролиз осуществляют до достижения вязкости нейтрализованного и

очищенного гидролизата 1,5-4,0 сПэ.

Использование: в медицинской, фармацевтической, бумажной и др. отраслях промышленности. Сущность изобретения: морские водоросли ламинария после предварительной обработки и промывки водой экстрагируют щелочным раствором при нагревании. К экстракту, содержащему водоросли, или после их удаления добавляют, соляную или серную кислоты и проводят гидролиз выделенного альгината при рН 0- 1 и 80-100°С, Гидролизат охлаждают, нейтрализуют раствором едкого натра, очищают от механических примесей. Осаждают депо- лимеризованный альгинат, содержащий гу- луроновую кислоту, сушат, Гидролиз проводят до достижения вязкости нейтрализованного и очищенного гидролизата 1,5- 4,0 сПз..