Способ получения красителя

Способ получения красителя

Реферат

 

Сущность изобретения: штамм-продуцент красителя Hypomyces rosellus 94/77 культивируют в жидкой синтетической среде, содержащей источник углерода, азота и микроэлементы, после культивирования мицелий отделяют от культуральной жидкости, разрушают и выделяют целевой продукт экстракцией органическим растворителем и многократным переосаждением из экстракта серным эфиром. При необходимости краситель хроматографически разделяют и кристаллизуют. Выход целевого продукта составляет 12% от массы сухого мицелия. Положительный эффект: получен новый краситель светоустойчивый и термостабильный, который может найти применение для окраски хлопчатобумажных и шерстяных тканей. Способ получения красителя позволяет повысить эффективность микробиологического процесса за счет увеличения выхода целевого продукта и сокращения времени культивирования гриба.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается получения красителей, которые могут найти применение в текстильной промышленности.

Известен способ получения антрахинонового пигмента скирина из микроскопического гриба Hypomyces lactifluorum путем измельчения плодовых тел гриба-хозяина Russula breviges var.acrior.

Недостатком данного способа является низкая эффективность процесса выделения целевого продукта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения кpасного пищевого красителя из Penicillium rumrum Stoll. Краситель с выходом 2,3% получают культивированием пигментосодержащего гриба Penicillium rubrum Stoll на агаризованной среде, содержащей пептон и глюкозу, в течение 5-7 дней с последующей многоступенчатой экстракцией водно-спиртовым раствором и сушкой. Недостатком данного способа является незначительный выход красителя при выращивании культуры на агаризованной среде, длительность процесса культивирования.

Цель изобретения - получение нового красителя, сокращение продолжительности микробиологического процесса, повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения красителя из пигментосодержащего гриба путем его культивирования в питательной среде с последующей экстракцией мицелия органическим растворителем в качестве пигментосодержащего гриба используют Hypomyces rosellus штамм 94/77, в качестве питательной среды - жидкую синтетическую среду, содержащую источники углерода, азота и микроэлементы, после культивирования мицелий отделяют от культуральной жидкости, разрушают и выделяют целевой продукт многократным переосаждением из экстракта серным эфиром, при необходимости краситель хроматографически разделяют и кристаллизуют. В качестве органического растворителя используют смесь хлороформ - изопропанол в объемном соотношении 1:2.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В качестве продуцента красителя используют микроскопический гриб Hypomyces rosellus штамм 94/77 (Коллекция Центрального музея промышленных микроорганизмов института ВНИИ генетика, коллекционный номер ЦМПМ F 242). Штамм-продуцент красителя, поддерживаемый на агаризованном сусле, выращивают в посевной, затем в ферментационной синтетической среде, содержащей источники углерода, азота и микроэлементы. Предпочтительными источниками углерода являются крахмал, сахароза, галактоза, глюкоза, меласса. К предпочтительным источникам азота относятся фосфорнокислый, сернокислый и хлористый аммоний. Образование красителя зависит от присутствия в среде определенных концентраций неорганических солей, дающих ионы Fe²⁺, Mn²⁺, Mg²⁺. Конечная окраска мицелия зависит от рН среды в течение культивирования. Гриб выращивают в условиях аэрации при 24-26^оС в течение 3 дней. Выделение красителя проводят из разрушенных клеток мицелия экстракцией смесью хлороформ - изопропанол (1: 2) в объемном соотношении 1:6. Последующую очистку красителя проводят многократным переосаждением хлороформного экстракта серным эфиром, колоночной хроматографией на силикагеле в системах хлороформ - метанол в соотношении 12: 1 или бензол - этанол в соотношении 10:1 и перекристаллизацией серным эфиром. В результате получают иглоообразные кристаллы. Выход красителя составляет 12% от массы сухого мицелия.

П р и м е р 1. Штамм Hypomyces rosellus 94/77 выращивают в пробирках на известной агаризованной среде (4^о по Баллингу сусло, рН 6,0) в течение 5 суток при температуре 24^о. Затем мицелий петлей вносят в известную питательную среду, содержащую 4^о по Баллингу сусло с рН 6,0. Посевной материал выращивают на качалке (200-220 об/мин) в колбах Эрленмеера емкостью 750 мл со 100 мл среды в течение 48 ч при 24-26^оС. Затем посевной материал в количестве 7% по объему вносят в среду состава, %: крахмал 23, NH₄Н₂PO₄ 0,3, MgSO₄ 0,05, FeSO₄ 0,001, вода водопроводная, рН 6,0-6,2, выращивают тем же способом. После культивирования в течение 3 суток мицелий отделяют от культуральной жидкости фильтрацией, клетки мицелия разрушают с помощью Френч-пресса и краситель многократно экстрагируют при встряхивании смесью хлороформ - изопропанол (1:2) в объемном соотношении мицелия и растворителя 1: 6. Хлороформный слой отделяют, пропускают через фильтр Шотта N 1, высушивают в роторном испарителе при 40^о, конденсат в хлороформе многократно переосаждают серным эфиром, очистку красителя ведут адсорбционной колоночной хроматографией. Колонну размером 2 х 30 см заполняют силикагелем в соотношении к экстракту 30:1. Элюцию ведут смесью хлороформ - изопропанол в соотношении 12: 1 или бензол - этанол в соотношении 10:1 со скоростью 1 мл в мин. Фракции красителя с R_f = 0,4 и 0,3 кристаллизуют серным эфиром. Выход целевого продукта составляет 12% от массы сухих клеток мицелия.

Краситель представляет собой ярко-желтые карминно-красные и фиолетовые иглообразные кристаллы с т.пл. > 360^оС, растворимые в хлороформе, хлористом метилене, бензоле, ограниченно растворимые в большинстве органических растворителей и нерастворимые в эфирах и воде. Спектр поглощения в видимой области света в хлороформе для желтого пигмента характеризуется максимумом при 380 нм, красного - при 500 нм, фиолетового - при 554 нм. УФ-спектр в этаноле показывает полосы поглощения при 285 нм, указывающие на наличие ароматического адра, ИК-спектр (в вазелиновом масле) имеет характерные полосы поглощения 750, 860, 1340-1400, 1385, 1410, 1580, 1600-1640, 1700-1720 см^-1, что указывает на наличие в структуре красителя сопряженных двойных связей, ароматического кольца, гидроксильных, метильных и метиленовых групп при кольце, а широкая полоса поглощения при 3100-3500 см^-1 указывает на наличие гидроксильных групп и асимметричных валентных колебаний NH₂- или NH-групп, ПМР-спектр (в СДСl₃ с частотой генератора 60 мГц) указывает на присутствие сигналов с химическим сдвигом 0,97, 1,12, 2,43, 4,12, 5,17, 7,27 м.д., которые характерны для электромагнитных волн протонов СН₃ и СН₂-групп, области двойных связей С=С, наличие ароматического кольца. Масс-спектр характеризуется наличием наиболее интенсивного пика 515⁺. Краситель термоустойчив и не разрушается на свету. Не проявляет антибиотических свойств в отношении микроскопических грибов и бактерий.

П р и м е р 2. Процесс культивирования гриба, выделение и очистку красителя осуществляют по методике примера 1, но с тем отличием, что в качестве среды для культивирования используют среду следующего состава, %: крахмал 2; NH₄H₂PO₄ 0,3; MgSO₄ 0,05; вода водопроводная; рН 6,0-6,2. В результате получают темно-желтые, коричневые иглообразные кристаллы. Выход красителя составляет 12% от массы сухого мицелия, краситель проявляет такие же физико-химические свойства, как краситель по примеру 1.

С целью испытания красителя на свойство окрашивать хлопчатобумажные и шерстяные ткани готовили 0,5%-ный раствор в хлороформе, в который погружали ткань размером 10 х 5 см, в течение 2-5 мин ткань окрашивалась в ярко-желтый или красный, или фиолетовый, или коричневый цвета. Определение нормы устойчивости окрашенной ткани к воздействию света, мыльного раствора, дистиллированной воды, сухого трения, глажения и химической чистки соответствует, согласно ГОСТу 11151-77, группе прочная.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРАСИТЕЛЯ путем культивирования пигментсодержащего гриба в питательной среде с последующей экстракцией мицелия органическим растворителем, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и сокращения продолжительности микробиологического процесса, в качестве пигментсодержащего гриба используют Hypomucos rosellus штамм 94/77 в качестве питательной среды - водный состав, содержащий 2% крахмала, 0,3% фосфорнокислого аммония, 0,05% сульфата магния, 0,001% сульфата железа или 0,05% сульфата марганца, а в качестве органического растворителя - смесь хлороформа с изопропанолом при их объемном соотношении 1 : 2.