СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ БИОМАССЫ ЖЕНЬШЕНЯ
(51) 6 A01H4/00, C12N5/00
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации
Статус: по данным на 02.03.2007 - действует
--------------------------------------------------------------------------------
(14) Дата публикации: 1998.01.20
(21) Регистрационный номер заявки: 95119784/13
(22) Дата подачи заявки: 1995.11.21
(45) Опубликовано: 1998.01.20
(56) Аналоги изобретения: Малышев А.А. Женьшень: биология и разведение. - М.: Агропромиздат, 1986.
(71) Имя заявителя: Кольцов Юрий Васильевич; Королев Владимир Николаевич; Кусакин Сергей Анатольевич; Золотарев Виктор Геннадьевич
(72) Имя изобретателя: Кольцов Юрий Васильевич; Королев Владимир Николаевич; Кусакин Сергей Анатольевич; Золотарев Виктор Геннадьевич
(73) Имя патентообладателя: Кольцов Юрий Васильевич; Королев Владимир Николаевич; Кусакин Сергей Анатольевич; Золотарев Виктор Геннадьевич
(54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ БИОМАССЫ ЖЕНЬШЕНЯ
Использование: биотехнология. Сущность изобретения: биомассу женьшеня выращивают на питательной среде, дополнительно облучают узкополосным источником оптического излучения при общей дозе 10 - 3000 Дж/м2. В качестве источника излучения используют инжекторный лазер, или светодиод, или гелий-неоновый лазер, или светодиод с поляризатором, при этом облучение осуществляют от одного до трех раз. 5 з.п. ф-лы.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ относится к биологии и биотехнологии и может применяться при выращивании клеточной культуры женьшеня.
Известен способ получения биомассы женьшеня путем выращивания данных многолетних растений на плантациях [1] В качестве биомассы женьшеня, обладающей биологически активными веществами, главным образом гликозидами, используются ткани корней 5-10-летних растений.
Данный способ в отличии от сбора дикорастущих корней позволяет получить биомассу женьшеня с гарантированным выходом продукта.
Недостатком данного способа является крайне низкая скорость роста растений, что приводит к невозможности производства биомассы в больших объемах и обусловливает ее высокую себестоимость.
Известен способ получения биомассы женьшеня, выбранный за прототип, заключающийся в выращивании клеточной культуры по следующей методике [2] Клетки корня женьшеня высаживаются в питательную среду и инкубируются в ферментерах или в иных емкостях при температуре (20-30)oC в течение 3О-45 дней. В результате развития культуры происходит увеличение ее биомассы в 15-30 раз. После этого клеточная культура рассаживается в несколько ферментеров для дальнейшего размножения или используется в качестве конечного продукта.
Данный способ позволяет получить биомассу женьшеня в условиях более выгодных, чем выращивание женьшеня в качестве растения на специальных плантациях.
Рассмотренный способ облетает рядом существенных недостатков, выражающихся в следующем.
1. Содержание гликозидов в клеточной культуре женьшеня, выращенной по способу-прототипу, в несколько раз меньше, чем в биомассе природного корня женьшеня или выращенного на плантациях.
2. Скорость увеличения биомассы культуры в способе-прототипе является невысокой. Это обусловлено тем, что лишь небольшое количество клеток (2-8%) принимает участие в делении и митотический цикл занимает много времени. Поэтому биотехнологическое производство клеточной культуры женьшеня и биологически активных веществ женьшеня является достаточно дорогостоящим и трудоемким процессом. Технической задачей, решение которой обеспечивается предложенным изобретениям, является создание способа выращивания биомассы женьшеня, позволяющего повысить выход биомассы женьшеня и содержание в нем гликозидов.
Данная задача осуществляется тем, что в способе выращивания биомассы женьшеня клеточная культура женьшеня подвергается облучению узкополосным источником оптического излучения, в частности инжекционным лазером, светодиодом или гелий-неоновым лазером.
Способ реализуется следующим образом. Клетки женьшеня облучаются по одной из следующих методик в рамках предлагаемого способа.
1. Облучения проводится в один сеанс в день высадки клеток в питательную среду (в том числе непосредственно перед высадкой).
2. Облучение проводится в один сеанс через 7 дней после высадки клеток в питательную среду.
3. Облучение проводится в два сеанса (с одинаковыми дозами) в первый и четырнадцатый день после высадки в питательную среду.
4. Облучение проводится в три сеанса (с одинаковыми дозами) в первый, седьмой и четырнадцатый дни после высадки клеток в питательную среду.
По предлагаемому способу для каждой из четырех рассмотренных методик общая доза облучения составляет 10 3000 Дж/м2.
В качестве культуры женьшеня использовался штамм "R-1". Штамм инкубировался в агаризированной питательной среде в затемненном помещении.
Источником узкополосного оптического излучения являлся один из следующих типов источников: инжекционный лазер с длиной волны излучения 820 нм, инжекционный лазер с длиной волны излучения 1300 нм, гелий-неоновый лазер с длиной волны излучения 632,8 нм, светодиод с длиной волны излучения 850 нм, светодиод с длиной волны излучения 850 нм, излучение которого пропускалось через поляризатор, установленный между светодиодом и облучаемыми клетками.
Необходимо отметить, что указанные источники узкополосного оптического излучения обладают различными параметрами, существенными для практического применения, такими как мощность, надежность, габариты, наличие высокого напряжения в приборе и т.д. Поэтому в зависимости от конкретных условий представляется целесообразным использование одного из указанных типов излучателей.
В случае когда общая доза облучения клеток принимала значение в диапазоне (10 3000)Дж/м2, происходило увеличение получаемого урожая сухой биомассы клеток женьшеня в 1,8 раза. При этом содержание гликозидов, контролировавшихся методом хромотографии, увеличилось в биомассе в 1,6 раза.
Необходимо отметить, что указанный результат и значение доз облучения, при которых он достигается, не зависел от того, какой из типов узкополосных источников оптического излучения был применен, и не зависел от того, набиралась указанная доза облучения за один или несколько сеансов в указанные моменты времени. Отсутствие этих зависимостей, а также достаточно широкий диапазон эффективных доз облучения объясняется универсальным действием узкополосного оптического излучения на биологические системы.
В случае, когда доза облучения составляла меньше 10 Дж/м2, увеличение биомассы и содержание биологически активных веществ было незначительным и при дозе меньшей 5 Дж/м2 это увеличение не происходило.
В случае когда доза облучения принимала значение большее 3ООО Дж/м2, указанное изменение было также незначительным, а при существенно больших дозах наблюдалось некоторое (около 10-20%) уменьшение биомассы.
Таким образом облучение клеточной культуры женьшеня узкополосным оптическим источником излучения в один или несколько сеансов облучения при суммарной дозе (10 3000) Дж/м2 позволяет увеличить выход сухой биомассы и увеличить содержание гликозидов в биомассе.
Промышленная апробация способа выращивания биомассы женьшеня проводилась на государственном предприятии "Фарматекс" в г. Павлодар. Цикл производства от момента высадки клеток в питательную среду до съема урожая занимал 35 дней. При этом произошло увеличение получаемого урожая сухой биомассы клеток женьшеня в 1,8 раза; содержание гликозидов увеличилось в биомассе в 1,6 раза.
Полученные результаты позволяют говорить о вполне реальных возможностях промышленного производства женьшеня.
Для проведения экспериментальных работ по предлагаемому способу были разработаны миниатюрные переносные приборы нескольких вариантов:
1. Вес 100 г; габариты 115 х 45 х 30 мм; питание от аккумуляторов; длина волны излучения 850 нм;
2. Вес 500 г; габариты 90 х 76 х 56 мм; питание от сети; длина волны излучения 850 нм.
3. Вес 5 кг; габариты 240 х 110 х 280 мм; питание от сети; длина волны излучения 820 и 1300 нм.
Для исследования эффекта облучения с длиной волны излучения 632,8 нм использовался серийно выпускаемый прибор.
Эти приборы просты в эксплуатации, имеют современный дизайн и изготовлены в полном соответствии с требованиями на медицинскую технику.
Использование таких приборов впервые создало возможность применения приборов в условиях мелкосерийного, серийного, крупносерийного производства, в индивидуальных и промышленных условиях.
Литература.
1. Гегельский И.Н. Женьшень. Киев: Урожай, 1989.
2. Малышев А.А. Женьшень: биология и разведение. М: Агропромиздат, 1986.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ выращивания биомассы женьшеня, содержащей гликозиды, заключающийся в выращивании клеточной культуры женьшеня в питательной среде, отличающийся тем, что клетки женьшеня облучают узкополосным источником оптического излучения, общая доза которого составляет 10 3000 Дж/м2.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве узкополосного источника оптического излучения используется инжекционный лазер.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве узкополосного источника оптического излучения используется светодиод.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве узкополосного источника оптического излучения используется гелий-неоновый лазер.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве узкополосного источника оптического излучения используется светодиод с поляризатором.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что число сеансов облучения составляет от одного до трех.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
