195532. lajstromszámú szabadalom • Eljárás algák kinyerésére
1 195 532 2 A találmány tárgya eljárás algáknak, különösen a Dunaliella nemzetségbe tartozó sótűrő egysejtű algáknak sóoldatokkal való begyűjtésére. A találmány körébe tartozik a karotinok - főleg /3-karotin -, kémiailag rokon karotinoidok, triterpének, glicerin és fehérjetartalmú anyag kinyerésére is az összegyűjtött algákból. Karotinokat, karotinoidokat és triterpéneket tartalmazó algák sótartalmú tavakban és lagúnákban általánosan előfordulnak mint természetes növények. Az ilyen algák természetes előfordulásúak és/vagy tenyészthetők mesterséges sós tavakban is, amilyeneket a nap melegétől bepárolgó komplexekben alkalmaznak; ezek megfelelő eszközt is tartalmazhatnak a víz szén-dioxidtartalmának a változtatására, az algák növekedésének szabályozása vagy elősegítése céljából. Az algákat tartalmazó sótartalmú anyagot vagy sóoldatokat általában „sósvíznek” nevezik. Az algákban lévő karotinok, karotinoidok és triterpének az algákból folyékony formában, vagy mint tiszta és kristályos anyagok nyerhetők ki, melyeket „karotinnak” nevezünk. Ez főleg /3-karotint és ennek izomerjeit, valamint hasonló anyagokat tartalmazó keverékből áll. A karotin értékes A provitamin forrás, mely az emberi szervezetben A vitaminná alakul át; felhasználják természetes élelmiszerszínező anyagként, például margarin, üdítő italok és más étkezési termékek színezésére, E leírás alapját képező, karotinban gazdag algák vizsgálata különösen a Dunaliella salina fajtára irányul. Nyilvánvaló azonban, hogy a találmány gazdaságosan kinyerhető karotintartalommal rendelkező egyéb algákra is alkalmazható. Sósvizekből az algák különböző flotációs eljárásokkal nyerhetők ki. Ezek az eljárások valamennyien tartalmaznak olyan műveleteket, melyekben az algasejteket dezintegrálják. A dezintegrálás szükségesnek bizonyult ahhoz, hogy az alga anyaga a sósvíz felületére ússzon fel. Azonban az algasejtek dezintegrálásának, és az algaanyag flotálását elősegítő, finoman diszpergált levegőbuborékok bevezetésének a szükségessége a folyamatot nagyon energiaigényessé teszi, és az algasejtekben lévő karotinhordozó anyagok oxidációjához vezet. („Karotinhordozó anyagok" alatt itt a karotinok és karotinoidok együtt értendők.) Az is bebizonyosodott, hogy a vázolt flotációs eljárás alkalmazásával a sósvizekben lévő algáknak csak mintegy 70 %-a nyerhető ki. Ismeretes, hogy a Dunaliella nemzetség algái /3-karotint tartalmaznak és 10-20 gm átmérőjű, mintegy 1,1 fajsúlyú mozgékony egyedi sejtekből állnak. Alacsony fajsúlyúk következtében a sejtek nem ülepednek le könnyen, különösen 1-nél nagyobb fajsúlyú sósvizekből. Az algák száraz súlyukra vonatkoztatva 50% glicerint és 10% /3-karotint tartalmazhatnak, ha 3M koncentrációjú nátrium-klorid-oldatban tenyésztik őket. Mintegy 50 mg/liter koncentrációban természetes körülmények között fordulnak elő sótelepck sós tavaiban, de mintegy 300 mg/liter koncentrációjuk is elérhető, ha az algákat speciálisan konstruált medencékben tenyésztik. A korábbi szakirodalom főleg az organizmus tenyésztésével, és az organizmusnak a sós tápfolyadékból való elkülönítésére és koncentrálására szolgáló centrifugáló, és szűrő eljárások alkalmazásával foglalkozik. A 4 115 949 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (megfelel a 25 773/77 számú ausztráliai szabadalmi leírásnak) és a 4 199 895 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban Avron és Ben-Arnotz 2 eljárást ír le a Dunaliella nemzetségbe tartozó algákból magas tápértékű glicerin-, /3-karotin- és fehérjedús anyag egyidejű előállítására. Az algákat szabályozott körülmények között tenyésztik olyan tápközegben, melynek kezdeti nátrium-klorid koncentrációja legalább 1,5M és későbbi nátrium-klorid koncentrációja legalább 3M. Az algákat különböző eszközökkel gyűjtik össze, így ülepítésscl, pelyhesitésscl, szűréssel vagy centrifugálással. További centrifugálást alkalmaznak az algák koncentrálására, a glicerin és a karotin szerves oldószeres kivonása előtt. Azonban a centrifugálás igen költséges elválasztó eljárás a centrifugák magas beruházási és üzemelési költségei miatt, amit még súlyosbít a sóoldatok korrozív természete. A centrifugálás ezért nem gazdaságos módszer algáknak sós közegekből való begyűjtésére. Pelyhesítő anyagok használata szintén nem kielégítő, mivel az algapelyhek a sóoldat nagy térfogatát foglalják el, és csak lassan ülepednek. A 486 999 számú ausztráliai szabadalmi leírás szűrő eljárást közöl karotinhordozó algáknak sós szuszpenziójukból való kinyerésére. Az eljárásban szűrési segédanyagot adunk az alga-szuszpenzióhoz, majd a szűrési segédanyagot és az algákat szűréssel leválasztják. E módszer hátrányai közé tartozik, hogy a mikroszkópos méretű algák hajlamosak a szűrő eltömésére, ami csökkenti az áramlási sebességet, ezenfelül az algák és a nagy térfogatú szűrési segédanyag keverékéből az algák nehezen szeparálhatók. Az algák sósvizckből való begyűjtésére használt fenti korábbi eljárások további hátránya, hogy a sós vizekben gyakran jelenlévő sótűrő baktériumokat a kívánt algákkal együtt kinyerik. Ha a sótűrő baktériumok és az algák keverékét extrahálják oldószerekkel a karotintartalom kivonása céljából, a kapott karotin nem lesz tiszta, mivel a sótűrő baktériumokból származó nem kívánatos karotinoidok és lipidek szennyezik. Felfedeztük, hogy a Dunaliella nemzetség algáinak sejtmembránja hidrofóbbá válik, ha az algák mintegy 3M-os vagy ennél töményebb nátrium-klorid-oldatokkal érintkeznek, és ez a tulajdonság lehetővé teszi az algák számára, hogy hidrofób felületű anyagokon adszorbeálódjanak. E megfigyelés alapján az algák gyorsan és gazdaságosan szeparálhatók és kinyerhetők a sós közegből, melyben termeltük őket. Azt is megállapítottuk, hogy alacsonyabb nátrium-klorid koncentrációknál - mint tengervíz esetében - a sejtmembrán felszínét túlnyomórészt poláris csoportok foglalják el, így a sejtfelszín nem hidrofób, és az algák nem fognak hidrofób felületen adszorbeálódni vagy adszorbeálva maradni. A fentiek alapján eljárást dolgoztunk ki a Dunaliella nemzetség algáinak olyan sósvizes szuszpenziójukból való összegyűjtésére, amely mintegy 3M vagy ennél magasabb koncentrációban tartalmaz nátrium-kloridot; az eljárás szerint az alga-szuszpenziót hidrofób adszorbenssel hozzuk érintkezésbe, melyen az algák adszorbeálódnak, és az adszorbenst az adszorbeált algákkal együtt elválasztjuk a sósvízből. A találmány szerinti eljáráshoz hozzátartozik az elválasztott adszorbens vízzel vagy kisebb sótartalmú sóoldattal való kezelése is az adszorbeált algák szeparálása céljából. A találmány előnyben részesített kivitele magában foglalja az algasejtek tartalmának kinyerését is, amikor az algák még az elválasztott, adszorbenshez kötődnek; ezen eljárás szerint az algákat aîkâbnæ oldószerre! 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
