PL245200B1

PL245200B1 - Method of obtaining spirulina and its composition

Info

Publication number: PL245200B1
Application number: PL437973A
Authority: PL
Inventors: Blanka Krystyna Mischke-Szczurowska; Karol Szczurowski
Original assignee: A Z Medica Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2024-06-03
Also published as: PL437973A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania spiruliny o referencyjnej wartości spożycia RSW wynoszącej około 3 mg w 3 g suplementu diety charakteryzujący się tym, że - miesza się odżywkę złożoną z siarczanu żelaza (II) w ilości 1,2 — 20 g oraz roztwór z zielonej herbaty w ilości 100 - 150 ml, - wprowadza się roztwór do fotobioreaktora o pojemności 280 l, w którym prowadzona jest hodowla Arthrospira cassubia, - hodowlę prowadzi się w środowisku wodnym o następujących parametrach: temperatura 8 - 40°C, rosnące pH, gdzie zbiór następuje kiedy pH osiągnie wartość 10.6 - 10.8, po dokonaniu zbioru otrzymany surowiec suszy się przez 4 godziny w temperaturze 64°C, - tak przygotowany surowiec gotowy jest do dalszej obróbki w celu przygotowania skutecznego suplementu diety. Przedmiotem zgłoszenia jest tez kompozycja suplementu diety, otrzymana powyższym sposobem.The subject of the application is a method of obtaining spirulina with a reference intake value of RSW of approximately 3 mg in 3 g of a dietary supplement, characterized by the fact that - mixing a nutrient consisting of iron (II) sulfate in an amount of 1.2 - 20 g and a green tea solution in quantities of 100 - 150 ml, - the solution is introduced into a photobioreactor with a capacity of 280 l, in which the culture of Arthrospira cassubia is carried out, - the culture is carried out in an aqueous environment with the following parameters: temperature 8 - 40°C, increasing pH, where the harvest takes place when The pH will reach 10.6 - 10.8, after harvesting, the obtained raw material is dried for 4 hours at 64°C, - the raw material thus prepared is ready for further processing in order to prepare an effective dietary supplement. The subject of the application is also the composition of a dietary supplement obtained by the above method.

Description

Przedmiotem wynalazku sposób otrzymywania wzbogaconej w żelazo spiruliny oraz jej kompozycja. Suplementacja (wzbogacanie) alg hodowlanych Arthrospira spp. (Arthrospira cassubia) żelazem (w postaci siarczanu żelaza) w celu uzyskania pełnej przyswajalnej dawki dziennej mikroelementu (1-2 mg) w rekomendowanej porcji dziennej łatwo przyswajalnego suplementu spirulina, wynoszącej 3 g.The subject of the invention is a method for obtaining iron-enriched spirulina and its composition. Supplementation (enrichment) of cultivated algae Arthrospira spp. (Arthrospira cassubia) with iron (in the form of iron sulfate) in order to obtain the full daily dose of the microelement (1-2 mg) in the recommended daily portion of an easily digestible spirulina supplement of 3 g.

Spirulina to powszechnie stosowana nazwa handlowa c yjanobakterii (sinic) należących do rzędu Oscilliatorales. Posiada ona szereg właściwości wpływających korzystnie na zdrowie człowieka. Obecnie coraz częściej zalicza się ją do tzw. super żywności ze względu na ogromną ilość zawartych w niej łatwo przyswajalnych przez człowieka składników odżywczych, takich jak:Spirulina is a commonly used trade name for cyanobacteria (cyanobacteria) belonging to the order Oscilliatorales. It has a number of properties that have a beneficial effect on human health. Nowadays, it is more and more often included in the so-called super food due to the huge amount of nutrients it contains, easily digestible by humans, such as:

• białko • węglowodany nasycone • kwasy tłuszczowe • witaminy • minerały • fito składniki• protein • saturated carbohydrates • fatty acids • vitamins • minerals • phyto ingredients

Spirulina hodowana jest na całym świecie, zarówno w otwartych zbiornikach wodnych jak i przeznaczonych do tego, specjalnie skonstruowanych fotobioreaktorach.Spirulina is grown all over the world, both in open water tanks and in specially constructed photobioreactors.

Żelazo (Fe, łac. Ferrum) to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 26, metal z VIII grupy pobocznej układu okresowego, należący do grupy metali przejściowych. Pod względem masy żelazo jest najczęściej występującym pierwiastkiem chemicznym na ziemi.Iron (Fe, Latin: Ferrum) is a chemical element with atomic number 26, a metal from the VIII side group of the periodic table, belonging to the group of transition metals. By mass, iron is the most abundant chemical element on Earth.

Żelazo odgrywa ważną rolę w biologii, łącząc się z tlenem cząsteczkowym w hemoglobinie i mioglobinie, białkach wykorzystywanych do transportu tlenu u kręgowców. Żelazo jest też metalem występującym w wielu ważnych enzymach odpowiadających za oddychanie komórkowe, utlenianie i redukcję(redoks) u roślin i zwierząt. Przeciętny mężczyzna ma w organizmie 4 gramy żelaza, a kobieta około 3,5 grama.Iron plays an important role in biology by combining with molecular oxygen in hemoglobin and myoglobin, proteins used to transport oxygen in vertebrates. Iron is also a metal found in many important enzymes responsible for cellular respiration, oxidation and reduction (redox) in plants and animals. The average man has 4 grams of iron in his body, and a woman has about 3.5 grams.

Żelazo jest pierwiastkiem niezbędnym dla prawie wszystkich organizmów żywych - od drobnoustrojów poprzez świat roślin i zwierząt aż po człowieka. Choć znacznie rozpowszechnione na ziemi, należy żelazo do mikroelementów, to znaczy występuje w niewielkich ilościach w składzie organizmów żywych.Iron is an element necessary for almost all living organisms - from microorganisms through plants and animals to humans. Although widely distributed on Earth, iron is a microelement, i.e. it occurs in small amounts in living organisms.

Żelazo występuje w organizmie ludzkim w hemoglobinie, tkankach, mięśniach, szpiku kostnym, białkach krwi, enzymach, ferrytynie, hemosyderynie oraz w osoczu.Iron occurs in the human body in hemoglobin, tissues, muscles, bone marrow, blood proteins, enzymes, ferritin, hemosiderin and plasma.

Ponad 60% całej ustrojowej puli żelaza jest zużywane do produkcji hemoglobiny, będącej głównym składnikiem erytrocytów, czyli czerwonych komórek krwi. Hemoglobina jest najważniejszym białkiem wykorzystywanym do dostarczania cząsteczek tlenu wszystkim komórkom ciała. Pozostała część żelaza znajduje się w postaci związanej w mioglobinie, dostarczającej tlen do mięśni szkieletowych, ponadto w enzymach odpowiedzialnych za procesy oddychania komórkowego, w enzymach chroniących komórki przed stresem oksydacyjnym, a także w enzymach biorących udział w procesie syntezy serotoniny, hormonów tarczycy, związków wysokoenergetycznych (niezbędnych do przemian biochemicznych), a także w syntezie DNA, prostaglandyn i tlenku azotu. Prawidłowy poziom żelaza we krwi jest niezbędny do tego, aby wszystkie te procesy fizjologiczne mogły przebiegać w niezakłócony sposób. Około 25% żelaza stanowi jego pula zapasowa, zlokalizowana głównie w wątrobie oraz śledzionie. Aby organizm mógł prawidłowo funkcjonować, musi być zachowana równowaga pomiędzy zużyciem a dostarczaniem mu tego pierwiastka.More than 60% of the entire body iron pool is used to produce hemoglobin, which is the main component of erythrocytes, i.e. red blood cells. Hemoglobin is the most important protein used to supply oxygen molecules to all body cells. The remaining part of iron is found in a bound form in myoglobin, which supplies oxygen to skeletal muscles, and in enzymes responsible for cellular respiration processes, in enzymes that protect cells against oxidative stress, and in enzymes involved in the synthesis of serotonin, thyroid hormones, and high-energy compounds. (necessary for biochemical transformations), as well as in the synthesis of DNA, prostaglandins and nitric oxide. The correct level of iron in the blood is necessary for all these physiological processes to proceed undisturbed. About 25% of iron is its reserve pool, located mainly in the liver and spleen. For the body to function properly, a balance must be maintained between the consumption and supply of this element.

Zapotrzebowanie na żelazo u człowieka jest zmienne i zależy od wieku, płci i stanu org anizmu. U osób dorosłych wynosi ono od 1 mg/dobę u mężczyzn do 2 mg u kobiet, z zastrzeżeniem, że w okresie ciąży i karmienia powinno to być ok. 3 mg/dobę.Human demand for iron is variable and depends on age, gender and body condition. In adults, it ranges from 1 mg/day in men to 2 mg in women, provided that during pregnancy and breastfeeding it should be approximately 3 mg/day.

Różnice w przyswajalności żelaza z pożywienia są bardzo duże w zależności od diety, od 1-2% dla diety wyłącznie zbożowej, do 25% dla diety mięsnej (zależy także od gatunku mięsa). Dla średniej, mieszanej diety przyswajalność żelaza wynosi ok. 10%, co oznacza konieczność spożywania ok. 10-krotnie większej ilości żelaza niż wynosi zapotrzebowanie jego org anizmu. Niekiedy spożycie nie zaspokaja zapotrzebowania organizmu na ten pierwiastek, co po pewnym czasie prowadzi do jego niedoboru i objawów chorobowych z nim związanych (niedokrwistość z niedoboru żelaza), anemia. Czasem mimo istniejących mechanizmów regulacyjnych organizmu, może dojść do stanów przeciążenia żelazem. Najważnie jszym schorzeniem związanym z nadmiarem żelaza w organizmie jest hemochromatoza. Duże ilości soli żelaza(II) są toksyczne. Związki żelaza (III-VI) są nieszkodliwe, ponieważ się nie wchłaniają.Differences in the absorption of iron from food are very large depending on the diet, from 1-2% for a grain-only diet, to 25% for a meat diet (it also depends on the type of meat). For an average, mixed diet, iron absorption is approximately 10%, which means the need to consume approximately 10 times more iron than the body needs. Sometimes the consumption does not meet the body's demand for this element, which after some time leads to its deficiency and related disease symptoms (iron deficiency anemia and anemia). Sometimes, despite the body's existing regulatory mechanisms, iron overload may occur. The most important disease associated with excess iron in the body is hemochromatosis. Large amounts of iron(II) salts are toxic. Iron compounds (III-VI) are harmless because they are not absorbed.

Prawidłowe stężenie żelaza w surowicy krwi:Normal concentration of iron in blood serum:

* wartość średnia* average value

- mężczyźni 21,8 μποΙ/Ι, 120 μο/ΰΙ- men 21.8 μποΙ/Ι, 120 μο/ΰΙ

- kobiety 18,5 μποΙ/Ι, 100 μο/dl * wartość skrajna- women 18.5 μποΙ/Ι, 100 μο/dl * extreme value

- mężczyźni 17,7-35,9 μποΙ/Ι, 90-200 μο/ΰΙ- men 17.7-35.9 μποΙ/Ι, 90-200 μο/ΰΙ

- kobiety 11,1-30,1 pmoi/i, 60-170 pg/di- women 11.1-30.1 pmoi/i, 60-170 pg/di

Żelazo wchłania się w dwunastnicy i jelicie cienkim w postaci Fe²⁺. Po wchłonięciu wiązane jest przez apoferrytynę w błonie śluzowej przewodu pokarmowego. Powstaje ferrytyna, a żelazo znajduje się wtedy na III stopniu utlenienia. We krwi transportowane jest przez transferrynę. Magazynowane jest w wątrobie, również w postaci ferrytyny.Iron is absorbed in the duodenum and small intestine in the form of Fe ²⁺ . After absorption, it is bound by apoferritin in the gastrointestinal mucosa. Ferritin is formed, and iron is then in the third oxidation state. It is transported in the blood by transferrin. It is stored in the liver, also in the form of ferritin.

Niedobór tego pierwiastka występuje najczęściej w stanach zwiększonego zapotrzebowania, przy okazji zaburzeń wchłaniania lub zwiększonej utraty żelaza. W takim przypadku może wystąpić niedokrwistość. W takim przypadku należy wprowadzić suplementację preparatami żelaza. Powinno się stosować ją m.in. u osób po zabiegach operacyjnych z dużą utratą krwi, u osób z krwawieniami z przewodu pokarmowego, z dróg rodnych, u kobiet ciężarnych, karmiących, przy obfitych menstruacjach, u wcześniaków, u dzieci po konflikcie serologicznym, u osób z zaburzeniami wchłaniania żelaza. Według danych WHO (World Health Organization) ocenia się, że aż 30% światowej populacji może spełniać kryteria niedokrwistości. W krajach rozwijających się ten problem dotyczy co drugiej kobiety w ciąży i blisko 40% dzieci w wieku przedszkolnym.Deficiency of this element most often occurs in states of increased demand, malabsorption disorders or increased loss of iron. In this case, anemia may occur. In such a case, supplementation with iron preparations should be introduced. It should be used, among others: in people after surgery with large blood loss, in people with bleeding from the gastrointestinal tract, from the genital tract, in pregnant and breastfeeding women, with heavy menstruation, in premature babies, in children after a serological conflict, in people with iron absorption disorders. According to WHO (World Health Organization) data, it is estimated that as many as 30% of the world's population may meet the criteria for anemia. In developing countries, this problem affects every second pregnant woman and nearly 40% of preschool children.

Część badań wskazuje, że podawanie żelaza może zmniejszać natężenie objawów u dzieci z ADHD mających niedobory tego pierwiastka. Rola suplementacji żelaza w tej chorobie nie została jednak jeszcze naukowo potwierdzona i wymaga dalszych badań.Some studies indicate that the administration of iron may reduce the intensity of symptoms in children with ADHD who are deficient in this element. However, the role of iron supplementation in this disease has not yet been scientifically confirmed and requires further research.

Źródłem żelaza jest mięso (w tym mięso ryb), wątroba, żółtko jaj, twaróg, orzechy, mleko, warzywa strączkowe, brokuły. Wbrew powszechnym opiniom szpinak zawiera umiarkowane ilości żelaza i jest ono w formie słabo przyswajalnej przez człowieka.The source of iron is meat (including fish), liver, egg yolk, cottage cheese, nuts, milk, legumes, broccoli. Contrary to popular belief, spinach contains moderate amounts of iron and it is in a form that is poorly absorbed by humans.

Do produktów o najwyższej zawartości żelaza należą:The products with the highest iron content include:

• wątróbka gęsia (30,5 mg/100 g produktu) • wątroba wieprzowa (17,9 mg/100 g produktu) • wątróbka drobiowa (11,6 mg/100 g produktu) • kaszanka (7,5 mg/100 g produktu)• goose liver (30.5 mg/100 g of product) • pork liver (17.9 mg/100 g of product) • poultry liver (11.6 mg/100 g of product) • black pudding (7.5 mg/100 g of product )

Zawartość żelaza w rodzajach mięs nie jest znacząca. I tak na przykład wołow ina zawiera go około 20-30 mg w kilogramie mięsa, wieprzowina ok. 10 mg/kg, natomiast drób biały(indyk i kurczak) zatedwie 7 mg/kg.The iron content in types of meat is not significant. For example, beef contains about 20-30 mg per kilogram of meat, pork about 10 mg/kg, and white poultry (turkey and chicken) 7 mg/kg.

Sporo żelaza hemowego zawierają także sardynki w oleju, makrela, jajka. Żelazo hemowe jest łatwiej przyswajalne niż niehemowe, choć niektóre produkty zawierają naprawdę dużo tego drugiego rodzaju żelaza. Na przykład sezam, pestki dyni, natka pietruszki, tofu, kakao.Sardines in oil, mackerel and eggs also contain a lot of heme iron. Heme iron is easier to absorb than non-heme iron, although some products contain a lot of this second type of iron. For example, sesame, pumpkin seeds, parsley, tofu, cocoa.

W publikacji „Wpływ suplementacji spiruliny na wybrane parametry antropometryczne i biochemiczne” autorów: Ewelina Gumiela, Monika Szulińska i Paweł Bogdański z Katedry i Kliniki Chorób Wewnętrznych, Zaburzeń Metabolicznych i Nadciśnienia Tętniczego Uniwersytetu Medycznego im. Karote Marcinkowskiego w Poznaniu czytamy m.in.:In the publication "The impact of spirulina supplementation on selected anthropometric and biochemical parameters" by the authors: Ewelina Gumiela, Monika Szulińska and Paweł Bogdański from the Department and Clinic of Internal Diseases, Metabolic Disorders and Arterial Hypertension, Medical University of Warsaw. Marcinkowski's Karote in Poznań reads, among others:

„Przyswajalność żelaza ze spiruliny, prawdopodobnie dzięki wejściu w kompleks z fikocyjaniną, jest ponad dwukrotnie większa niż z większości mięs, a także z powszechnie stosowanych preparatów jak na przykład siarczyn żelaza. Barwnikami obecnymi w spirulinie są: chlorofil (pobudzający perystaltykę, łagodzący stany zapalne, regulujący wydzielanie kwasów żółciowych i wspomagający przenoszenie impulsów nerwowych w mięśniu sercowym), karotenoidy (b -karoten, kryptoksantyna, czyli substancje będące u ludzi prekursorami witaminy A), a także fikocyjaniny.”"The absorption of iron from spirulina, probably due to the complex with phycocyanin, is more than twice as high as from most meats, as well as from commonly used preparations such as iron sulfite. The pigments present in spirulina are: chlorophyll (stimulating peristalsis, soothing inflammation, regulating the secretion of bile acids and supporting the transmission of nerve impulses in the heart muscle), carotenoids (b-carotene, cryptoxanthin, i.e. substances that are precursors of vitamin A in humans), as well as phycocyanins "

Oznacza to, że spirulina może być doskonałym nośnikiem pełnowartościowego żelaza, o wiele bardziej skutecznym od innych naturalnych źródeł tego pierwiastka, jak również od dostępnych licznie na rynku suplementów diety.This means that spirulina can be an excellent carrier of high-quality iron, much more effective than other natural sources of this element, as well as dietary supplements widely available on the market.

Innymi słowy, gdy mamy do czynienia z dwukrotnie lepszą przyswajalnością żelaza w spirulinie niż z mięsa, w którym wynosi ona ok. 20%, oznacza to, że jeśli podamy w spirulinie 3 mg żelaza, w jelicie wchłonie się 1,2 mg, co stanowić będzie dzienne zapotrzeb owanie na ten pierwiastek. Po to aby dostarczyć do organizmy podobną dawkę żelaza konsumując drób, musielibyśmy zjeść ok. 0,8 kg mięsa z kurczaka.In other words, when we are dealing with twice the absorption of iron in spirulina than from meat, in which it is approximately 20%, it means that if we give 3 mg of iron in spirulina, 1.2 mg of iron will be absorbed in the intestine, which is there will be a daily requirement for this element. In order to provide the body with a similar dose of iron by consuming poultry, we would have to eat about 0.8 kg of chicken meat.

Celem niniejszego wynalazku jest sposób suplementowania (wzbogacania) żelazem, w postaci siarczanu żelaza, spiruliny hodowanej w fotobioreaktorze, który pozwoliłby na wyhodowanie surowca, który po przerobieniu (wysuszeniu i sproszkowaniu) na suplement diety mogłaby dostarczać jak największą, zbliżoną do zalecanej, dawkę dzienną żelaza w rekomendowanej dziennej porcji suplementu.The purpose of the present invention is a method of supplementing (enriching) with iron, in the form of iron sulfate, spirulina grown in a photobioreactor, which would allow the cultivation of a raw material which, after processing (dried and powdered) into a dietary supplement, could provide the highest possible daily dose of iron, close to the recommended one. in the recommended daily dose of the supplement.

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania spiruliny o referencyjnej wartości spożycia RSW wynoszącej 3 mg w 3 g suplementu diety, gdzie:The subject of the invention is a method for obtaining spirulina with a reference RSW intake value of 3 mg in 3 g of dietary supplement, where:

- miesza się odżywkę złożoną z siarczanu żelaza (II) w ilości 1,2-20 g oraz roztwór z zielonej herbaty w ilości 100-150 ml,- mix a nutrient consisting of iron (II) sulfate in an amount of 1.2-20 g and a green tea solution in an amount of 100-150 ml,

- wprowadza się roztwór do fotobioreaktora o pojemności 280 l, w którym prowadzona jest hodowla Arthrospira spp.- the solution is introduced into a photobioreactor with a capacity of 280 l, where the culture of Arthrospira spp. is carried out.

- hodowlę prowadzi się w środowisku wodnym o następujących parametrach: temperatura 8-40°C, rosnące pH, gdzie zbiór następuje kiedy pH osiągnie wartość 10,6-10,8,- cultivation is carried out in an aquatic environment with the following parameters: temperature 8-40°C, increasing pH, where harvesting takes place when the pH reaches 10.6-10.8,

- po dokonaniu zbioru otrzymany surowiec suszy się przez 4 godziny w temperaturze 64°C, - tak przygotowany surowiec gotowy jest do przygotowania skutecznego suplementu diety. Sposób, gdzie roztwór Arthrospira spp. przygotowuje się poprzez rozpuszczenie Arthrospira spp. w 280 l wody, przed zaaplikowaniem do fotobioreaktora siarczanu żelaza i przy rozpoczęciu hodowli.- after harvesting, the obtained raw material is dried for 4 hours at 64°C, - the raw material prepared in this way is ready to prepare an effective dietary supplement. A method where the Arthrospira spp. solution is prepared by dissolving Arthrospira spp. in 280 l of water, before applying iron sulfate to the photobioreactor and when starting the culture.

Sposób, gdzie roztwór Arthrospira spp. należy wprowadzić do fotobioreaktora o ściśle kontrolowanym środowisku hodowli.A method where a solution of Arthrospira spp. should be introduced into a photobioreactor with a strictly controlled culture environment.

Kompozycja spiruliny otrzymanej według sposobu zdefiniowanego powyżej zawiera:The spirulina composition obtained according to the method defined above contains:

- siarczan żelaza II w ilości 1,2-20 g- iron II sulfate in the amount of 1.2-20 g

- roztwór zielonej herbaty 150 ml- green tea solution 150 ml

- algi Arthrospira spp.- algae Arthrospira spp.

Kompozycja ma postać proszku lub kapsułki.The composition is in the form of a powder or capsule.

Wynalazek ilustruje przykład wykonania, nie stanowiący jego ograniczenia.The invention illustrates an embodiment without constituting any limitation thereof.

Ustalenia wstępne:Preliminary arrangements:

Metodą DNA fingerprint z wykorzystaniem starterów ERIC 1 i ERIC 2 dokonano identyfikacji surowca poddawanego następnie suplementacji w ramach projektu „Opracowani e nowej technologii hodowli mikroalg z suplementacją mikroelementami i witaminą”. Badane mikroalgi okazały się przynależeć do gatunku jadalnych cyjanobakterii Arthrospira spp., reprezentujących genotyp II. Analiza filogenetyczna na podstawie uzyskanych sek wencji i sekwencji szczepów wzorcowych zdeponowanych w bazach GenBank wykazała, że pod względem budowy badany surowiec różni się od wzorców na tyle, że hodowane dla celów doświadczalnych jak i dalszych komercyjnych algi nazwano Arthrospira cassubia. (Źródło: wynik badania przeprowadzonego przez Gdański Uniwersytet Medyczny, Katedra i Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej, 10.06.2019 r.)The DNA fingerprint method using the ERIC 1 and ERIC 2 primers identified the raw material that was then supplemented as part of the project "Development of a new technology for microalgae cultivation with microelement and vitamin supplementation". The tested microalgae turned out to belong to the species of edible cyanobacteria Arthrospira spp., representing genotype II. Phylogenetic analysis based on the obtained sequences and the sequences of standard strains deposited in the GenBank databases showed that in terms of structure, the tested raw material differs from the standards to such an extent that the algae cultivated for experimental and further commercial purposes were named Arthrospira cassubia. (Source: result of a study conducted by the Medical University of Gdańsk, Department and Department of Pharmaceutical Microbiology, June 10, 2019)

PL 245200 Β1PL 245200 Β1

FO818640 Arthrospira sp. str. PCC 8005FO818640 Arthrospira sp. p. PCC 8005

64i JN831261 Arthrospira erdosensis Inner Mongolia ' MG777134 Arthrospira sp. PCC 990164i JN831261 Arthrospira erdosensis Inner Mongolia ' MG777134 Arthrospira sp. PCC 9901

-----------DO279771 Arthrospira platensis Sp-11-----------DO279771 Arthrospira platensis Sp-11

FJ826625 Arthrospira sp. TJSD 1FJ826625 Arthrospira sp. TJSD 1

-----------EF432312 Arthrospira platensis Sp-6-----------EF432312 Arthrospira platensis Sp-6

----------------------EF432316 Arthrospira platensis Sp-14----------------------EF432316 Arthrospira platensis Sp-14

-----——--------MH702201 Arthrospira maxima UTEX LB 2342-----——--------MH702201 Arthrospira maxima UTEX LB 2342

----------------------DO279769 Arthrospira platensis Sp-9----------------------DO279769 Arthrospira platensis Sp-9

MG777130 Arthrospira sp. Moz 2MG777130 Arthrospira sp. Moz 2

MG777129 Arthrospira sp. PCC 9223MG777129 Arthrospira sp. PCC 9223

MG777127 Arthrospira maxima SAG 49.88MG777127 Arthrospira maxima SAG 49.88

MG777126 Arthrospira platensis SAG 21.99MG777126 Arthrospira platensis SAG 21.99

KM019966 Arthrospira platensis SAG 21.99 FJ798612 Arthrospira maxima str. Lefevre 1963/M-132-1KM019966 Arthrospira platensis SAG 21.99 FJ798612 Arthrospira maxima p. Lefevre 1963/M-132-1

DO393283 Arthrospira platensis SAG 21.99DO393283 Arthrospira platensis SAG 21.99

00279768 Arthrospira platensis Sp-200279768 Arthrospira platensis Sp-2

DO279767 Arthrospira platensis Sp-10DO279767 Arthrospira platensis Sp-10

CP028914 Arthrospira sp. TJSD092CP028914 Arthrospira sp. TJSD092

AY575932 Arthrospira indica PD2002/ana 1AY575932 Arthrospira indica PD2002/ana 1

A Y575930 Arthrospira indica PD1998/pus 1A Y575930 Arthrospira indica PD1998/pus 1

A Y575929 Arthrospira fusiformis AB2002/11A Y575929 Arthrospira fusiformis AB2002/11

AY575925 Arthrospira fusiformis AB2002/03AY575925 Arthrospira fusiformis AB2002/03

AY575924 Arthrospira fusiformis AB2002/02AY575924 Arthrospira fusiformis AB2002/02

Λ Y575923 Arthrospira fusiformis AB2002/01Λ Y575923 Arthrospira fusiformis AB2002/01

MG777139 Arthrospira sp. PCC 8006MG777139 Arthrospira sp. PCC 8006

LC455668 Arthrospira platensis NlES-46LC455668 Arthrospira platensis NlES-46

EF432313 Arthrospira platensis Sp-7EF432313 Arthrospira platensis Sp-7

----------DO393279 Arthrospira platensis NIES-39----------DO393279 Arthrospira platensis NIES-39

EF432318 Arthrospira platensis Sp-16EF432318 Arthrospira platensis Sp-16

Φ Arthrospira Kaszuby 04 02 19Φ Arthrospira Kaszuby 04 02 19

---------- AF329393 Arthrospira sp. OUQDS6---------- AF329393 Arthrospira sp. OUQDS6

EF432315 Arthrospira platensis Sp-12EF432315 Arthrospira platensis Sp-12

AF329392 Arthrospira sp. FACHB438AF329392 Arthrospira sp. FACHB438

----------AF329391 Arthrospira sp. FACHB439----------AF329391 Arthrospira sp. FACHB439

EF432314 Arthrospira platensis Sp-8 ——-----EF432319 Arthrospira platensis Sp-17EF432314 Arthrospira platensis Sp-8 ——-----EF432319 Arthrospira platensis Sp-17

FJ826622 Arthrospira maxima FACHB438 1FJ826622 Arthrospira maxima FACHB438 1

S Arthrospira Kaszuby 05 02 19S Arthrospira Kaszuby 05 02 19

----------------------EF432317 Arthrospira platensis Sp-15----------------------EF432317 Arthrospira platensis Sp-15

MG777137 Arthrospira sp. PCC 9108MG777137 Arthrospira sp. PCC 9108

FJ826623 Arthrospira platensis FACHB834 1FJ826623 Arthrospira platensis FACHB834 1

CP013008 Arthrospira platensis YZ genome -----------EF432311 Arthrospira platensis Sp-4CP013008 Arthrospira platensis YZ genome -----------EF432311 Arthrospira platensis Sp-4

JN831264 Arthrospira platensis PCC 7345JN831264 Arthrospira platensis PCC 7345

DO279773 Arthrospira platensis Sp-5DO279773 Arthrospira platensis Sp-5

DC393284 Arthrospira platensis PCC 9108DC393284 Arthrospira platensis PCC 9108

JN831263 Arthrospira platensis Inner Mongolia ----------NR 125711 Arthrospira platensis PCC 7345JN831263 Arthrospira platensis Inner Mongolia ----------NR 125711 Arthrospira platensis PCC 7345

PL 245200 Β1PL 245200 Β1

Do suplementacji postanowiono wykorzystać siarczan żelaza. Jest to nieorganiczny związek chemiczny o wzorze chemicznym FeSO4 (siarczan żelaza II), otrzymywany zazwyczaj w wyniku działania rozcieńczonego kwasu siarkowego na metaliczne żelazo.It was decided to use iron sulfate for supplementation. It is an inorganic chemical compound with the chemical formula FeSO4 (iron II sulfate), usually obtained by the action of dilute sulfuric acid on metallic iron.

Siarczan żelaza(ll) (dalej jako siarczan żelaza) jest stosowany w analizie chemicznej oraz do otrzymywania soli Mohra, odpowiada za zabarwienie niektórych rodzajów cementu, oraz jest stosowany jako łatwo wchłanialna forma żelaza w medycynie.Iron(II) sulfate (hereinafter referred to as iron sulfate) is used in chemical analysis and to prepare Mohr's salts, is responsible for the color of some types of cement, and is used as an easily absorbable form of iron in medicine.

Stosowany jest także jako źródło żelaza w celu uzupełnienia jego niedoboru. Jego sole hydrolizujące wchłaniane są łatwo z przewodu pokarmowego i stają się substratem do produkcji hemoglobiny i mioglobiny.It is also used as a source of iron to compensate for its deficiency. Its hydrolyzing salts are easily absorbed from the gastrointestinal tract and become a substrate for the production of hemoglobin and myoglobin.

Celem badań prowadzonych nad suplementacją Arthrospira spp. było stworzenie takiego modelu absorpcji żelaza aby osiągnąć poziom referencyjnej wartości spożycia RWS, która dla żelaza wynosi 1-2 mg w jednej dawce dziennej spiruliny, wynoszącej 3 g.The aim of the research conducted on the supplementation of Arthrospira spp. was to create a model of iron absorption that would achieve the reference value of RWS intake, which for iron is 1-2 mg in one daily dose of spirulina, amounting to 3 g.

Przykład:Example:

• Do suplementacji spiruliny z gatunku Arthrospira spp. żelazem wykorzystano siarczan żelaza • Siarczan żelaza w stosownej każdej dawce łączony był z naparem (roztwór) z zielonej herbaty w ilości 100-150 ml (odżywka) i w ten sposób podawany do fotobioreaktora. Zielona herbata (Camellia sinensis) powoduje lepszą rozpuszczalność żelaza, a co za tym idzie jego wchłanialność. Roztwór zielonej herbaty otrzymuje się poprzez jej zalanie ciepłą wodą.• Iron sulfate was used to supplement spirulina of the Arthrospira spp. species with iron. • Iron sulfate in each appropriate dose was combined with green tea infusion (solution) in the amount of 100-150 ml (nutrient) and thus fed to the photobioreactor. Green tea (Camellia sinensis) causes better iron solubility and, consequently, its absorption. Green tea solution is obtained by pouring warm water over it.

• Pierwsza dawka odżywki wynosiła 1,2 g siarczanu żelaza na fotobioreaktor o pojemności 280 litrów.• The first nutrient dose was 1.2 g of iron sulfate per 280 liter photobioreactor.

• W fotobioreaktorze znajdowało się 280 litrów wody z algami Arthrospira spp. (nazwa komercyjna Arthrospira cassubia). Taka hodowla suplementowana była 150 ml naparu z zielonej herbaty w temperaturze pokojowej, zawierającego stosowną dawkę siarczany żelaza. Tak suplementowana hodowla trwała ok. 10-14 dni (w zależności od warunków panujących na zewnątrz). Przez cały okres wzrostu mierzona była na bieżąco temperatura oraz pH hodowli. W chwili gdy hodowla osiągała pH 10.6-10.8, następował zbiór alg polegający na wypompowaniu wody z fotobioreaktora i wysuszeniu zebranego surowca.• The photobioreactor contained 280 liters of water with Arthrospira spp. algae (commercial name Arthrospira cassubia). This culture was supplemented with 150 ml of green tea infusion at room temperature, containing an appropriate dose of iron sulfates. The culture supplemented in this way lasted approximately 10-14 days (depending on the outdoor conditions). The temperature and pH of the culture were continuously measured throughout the entire growth period. When the culture reached pH 10.6-10.8, the algae were harvested by pumping water from the photobioreactor and drying the collected raw material.

• Po zebraniu wyhodowanej suplementowanej spiruliny i oczyszczeniu fotobioreaktora dla każdego kolejnego nastawu hodowlanego zwiększano dawki siarczanu żelaza według następującego schematu: - 2,4 g - 3,6 g - 6g - 10g - 15 g - 20 g - 30 g a pobrane próbki każdorazowo oddawano do badań zawartości żelaza (po trzy próbki z każdego zbioru). Napar (roztwór) z zielonej herbaty pozostawał w ilości 150 ml, przy czym ilość naparu zależna jest nie od ilości odżywki, lecz od rozmiaru hodowli.• After collecting the grown supplemented spirulina and cleaning the photobioreactor, for each subsequent breeding setting, the doses of iron sulfate were increased according to the following scheme: - 2.4 g - 3.6 g - 6g - 10g - 15 g - 20 g - 30 g and the collected samples were each time sent to iron content tests (three samples from each collection). The amount of green tea infusion (solution) was 150 ml, and the amount of infusion depended not on the amount of nutrient, but on the size of the culture.

Siarczan żelaza II [gj Iron II sulfate [g Roztwór zielonej herbaty [ml] Green tea solution [ml] 1,2 1.2 150 150 2,4 2.4 150 150 3,6 3.6 150 150 6 6 150 150 10 10 150 150 15 15 150 150 20 20 150 150 30 thirty 150 150

PL 245200 Β1 • Okres suplementowania każdorazowo trwał ok. 14 dni, woda miała temperaturę nie niższą niż 8°C i nie przekraczającą 40°C przy wzrastającym pH. Temperatura wody ma wpływ na tempo wzrostu materiału hodowlanego - im wyższa temperatura, tym szybszy wzrost mas materiału hodowlanego.PL 245200 Β1 • The supplementation period each time lasted approximately 14 days, the water temperature was not lower than 8°C and not higher than 40°C with increasing pH. Water temperature affects the growth rate of breeding material - the higher the temperature, the faster the growth of the mass of breeding material.

• Spirulinę zbiera się kiedy pH osiągnie wartość 10,6-10,8.• Spirulina is harvested when the pH reaches 10.6-10.8.

• Zebrany materiał hodowlany poddawany zostaje suszeniu przez 4 godziny w temperaturze 64°C. Tak wysuszony surowiec jest gotowy do dalszej obróbki, czyli mielenia i zapakowania w kapsułki.• The collected breeding material is dried for 4 hours at 64°C. The dried raw material is ready for further processing, i.e. grinding and packaging into capsules.

Parametry:Parameters:

Do suplementacji 280-litrowego fotobioreaktora hodowlanego z Arthrospira spp. (komercyjna nazwa Arthrospira cassubia) dozujemy stosowną dawkę siarczanu żelaza oraz naparu z zielonej herbaty (w ilości 150 ml). Hodowla powinna mieć temperaturę nie niższą, niż 8°C i nie wyższą niż40°C i rosnące pH. Zbiór następuje w momencie kiedy pH osiągnie wartość 10,6-10,8.To supplement the 280-liter culture photobioreactor with Arthrospira spp. (commercial name Arthrospira cassubia), we dose an appropriate dose of iron sulfate and green tea infusion (150 ml). The culture temperature should not be lower than 8°C and not higher than 40°C and the pH should be increasing. Harvesting takes place when the pH reaches 10.6-10.8.

Próbki poddawane były badaniom metodą LS-PP-CH-2/20, ICP-OES w akredytowanym laboratorium Eurofins. Numer akredytacji S-106.The samples were tested using the LS-PP-CH-2/20 and ICP-OES methods in the accredited Eurofins laboratory. Accreditation number S-106.

Otrzymane wynikiReceived results

Badania absorpcji prowadzone w zakresie stężeń od 1,2 g do 20,0 g siarczanu żelaza wykazały, że stężenie siarczanu żelaza zmieniło się ca 20 razy dając około dwukrotny przyrost żelaza organicznego. Oznacza to około 3% przyrost absorpcji.Absorption tests carried out in the concentration range from 1.2 g to 20.0 g of iron sulfate showed that the concentration of iron sulfate changed approximately 20 times, resulting in an approximately two-fold increase in organic iron. This means approximately a 3% increase in absorption.

Z przebiegu dalszych badań wychodzi, że procesy absorpcji odbywają się dwuetapowo. Mamy mianowicie powolny przyrost absorpcji w zakresie stężeń od 1,2 do 20,0 g siarczanu żelaza i za ten proces może być odpowiedzialny błonowy mechanizm adsorpcyjny. Natomiast po aplikacji 30,0 g siarczanu żelaza następuje gwałtowny przyrost stopnia absorpcji do 12% oparty prawdopodobnie o mechanizm komórkowy wspomagany transportem jonowym.Further research shows that the absorption processes take place in two stages. There is a slow increase in absorption in the concentration range from 1.2 to 20.0 g of iron sulfate and the membrane adsorption mechanism may be responsible for this process. However, after the application of 30.0 g of iron sulfate, there is a sharp increase in the absorption rate to 12%, probably based on a cellular mechanism supported by ion transport.

Wyniki uzyskane podczas badania próbek ujęto w następującej tabeli:The results obtained from testing the samples are presented in the following table:

Pożywka siarczanu żelaza [g] Iron sulfate medium [g] Absorbcja [mg/kg] Absorption [mg/kg] Próbka 1 Sample 1 Próbka 2 Sample 2 Próbka 3 Sample 3 1,2 1.2 350 350 369 369 545 545 2,4 2.4 431 431 445 445 469 469 3,6 3.6 526 526 579 579 584 584 6 6 532 532 502 502 541 541 10 10 623 623 567 567 620 620 15 15 565 565 551 551 565 565 20 20 739 739 586 586 636 636 30 thirty 3420 3420 1070 1070 3690 3690

Udało się uzyskać suplement bogaty w żelazo organiczne, łatwo przyswajalne z założeniem aplikacji dawki dziennej Spiruliny (ca 3g) z obecną dawką dzienną żelaza.We managed to obtain a supplement rich in organic iron, easily digestible, assuming the daily dose of Spirulina (ca. 3g) was combined with the current daily dose of iron.

Uzyskany wynik zawartości próbki 2 suplementowanej pożywką zawierającą 30 g żelaza został odrzucony, ponieważ doszło do błędu laboratoryjnego.The obtained result of the content of sample 2 supplemented with medium containing 30 g of iron was rejected because a laboratory error occurred.

Wykres przedstawiający wzrost dynamiki przyrostu stopnia absorpcji przedstawia fig. 1.A graph showing the increase in the dynamics of the absorption rate is shown in Fig. 1.

Literatura:Literature:

1. Ewelina Gumiela, Monika Szulińska, Paweł Bogdański „Wpływ suplementacji spiruliny na wybrane parametry antropometryczne i biochemiczne”, Forum Zaburzeń Metabolicznych 2013;4(4):199-209.1. Ewelina Gumiela, Monika Szulińska, Paweł Bogdański "Impact of spirulina supplementation on selected anthropometric and biochemical parameters", Forum of Metabolic Disorders 2013;4(4):199-209.

2. Amha Belay, Yoshimichi Ota, Kazuyuki Miyakawa & Hidenori Shimamatsu Current knowledge on potential health benefits of Spirulina, Journal of Applied Phycology volume 5, pages 235-241 (1993)2. Amha Belay, Yoshimichi Ota, Kazuyuki Miyakawa & Hidenori Shimamatsu Current knowledge on potential health benefits of Spirulina, Journal of Applied Phycology volume 5, pages 235-241 (1993)

3. Bob Capelli, Gerard Cysewski: Potential health benefits of spirulina microalgae, April 2010 (Nutrafoods 9(2))3. Bob Capelli, Gerard Cysewski: Potential health benefits of spirulina microalgae, April 2010 (Nutrafoods 9(2))

4. Aggelos Pappas, Athanasios Tsiokanos, Ioannis G. Fatouros, Athanasios Poulios, Dimitris Kouretas, Nikos Goutzourelas, Giannis Giakas and Athanasios Z. JamurtasThe Effects of Spirulina Supplementation on Redox Status and Performance Following a Muscle Damaging Protocol, Int J Mol Sci. 2021 Apr; 22(7): 3559.4. Aggelos Pappas, Athanasios Tsiokanos, Ioannis G. Fatouros, Athanasios Poulios, Dimitris Kouretas, Nikos Goutzourelas, Giannis Giakas and Athanasios Z. JamurtasThe Effects of Spirulina Supplementation on Redox Status and Performance Following a Muscle Damaging Protocol, Int J Mol Sci. 2021 Apr; 22(7): 3559.

5. Magdalena Miklaszewska, Małgorzata Waleron, Krzysztof Waleron Katedra Biotechnologii, Zakład Ochrony i Biotechnologii Roślin, Międzyuczelniany Wydział Biotechnologii UG i AMG, Gdańsk „Biotechnologiczny potencjał cyjanobakterii z rodzaju Arthrospira”, Biotechnologia (3 (82) 119-142 2008)5. Magdalena Miklaszewska, Małgorzata Waleron, Krzysztof Waleron Department of Biotechnology, Department of Plant Protection and Biotechnology, Intercollegiate Faculty of Biotechnology UG and AMG, Gdańsk "Biotechnological potential of cyanobacteria of the genus Arthrospira", Biotechnologia (3 (82) 119-142 2008)

6. Magdalena Miklaszewska, Małgorzata Waleron, Krzysztof Waleron Katedra Biotechnologii, Zakład Ochrony i Biotechnologii Roślin, Międzyuczelniany Wydział Biotechnologii UG i AMG, Gdańsk „Charakterystyka jadalnej cyjanobakterii z rodzaju Arthrospira”, Biotechnologia (3 (82) 103-118 2008)6. Magdalena Miklaszewska, Małgorzata Waleron, Krzysztof Waleron Department of Biotechnology, Department of Plant Protection and Biotechnology, Intercollegiate Faculty of Biotechnology UG and AMG, Gdańsk "Characterization of edible cyanobacteria of the genus Arthrospira", Biotechnologia (3 (82) 103-118 2008)

7. Helical and linear morphotypes of Arthrospira sp. PCC 8005 display genomie differences and respond differently to - Anu Yadav, Pieter Monsieurs, Agnieszka Misztak, KRZYSZTOF WALERON, Natalie Leys, Ann Cuypers, Paul J. Janssen. - Eur. J. Phycol. 2020; vol. 55, nr 2, s. 129-1467. Helical and linear morphotypes of Arthrospira sp. PCC 8005 display genome differences and respond differently to - Anu Yadav, Pieter Monsieurs, Agnieszka Misztak, KRZYSZTOF WALERON, Natalie Leys, Ann Cuypers, Paul J. Janssen. - Euro. J. Phycol. 2020; vol. 55, no. 2, pp. 129-146

8. Magda A. Furmaniak, Agnieszka E. Misztak, Martyna D. Franczuk, Annick Wilmotte, Małgorzata Waleron and Krzysztof F. Waleron „Edible Cyanobacterial Genus Arthrospira: Actual State of the Art in Cultivation Methods, Genetics, and Application in Medicine, Front. Microbiol., 18 December 20178. Magda A. Furmaniak, Agnieszka E. Misztak, Martyna D. Franczuk, Annick Wilmotte, Małgorzata Waleron and Krzysztof F. Waleron "Edible Cyanobacterial Genus Arthrospira: Actual State of the Art in Cultivation Methods, Genetics, and Application in Medicine, Front . Microbiol., 18 December 2017

Claims

1. A method of obtaining spirulina with a reference intake value of RSW of 3 mg in 3 g of dietary supplement, characterized in that:

- mix a nutrient consisting of iron (II) sulfate in an amount of 1.2-20 g and a green tea solution in an amount of 100-150 ml,

- the solution is introduced into a photobioreactor with a capacity of 280 l, where the culture of Arthrospira spp. is carried out,

- cultivation is carried out in an aquatic environment with the following parameters: temperature 8-40°C, increasing pH, where harvesting takes place when the pH reaches 10.6-10.8,

- after harvesting, the obtained raw material is dried for 4 hours at 64°C, - the raw material prepared in this way is ready to prepare an effective dietary supplement.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Arthrospira spp.a solution is prepared by dissolving Arthrospira spp. in 280 l of water, before applying iron sulfate to the photobioreactor and when starting the culture.

3. The method according to claim 2, characterized in that the Arthrospira spp. solution should be introduced into a photobioreactor with a strictly controlled culture environment.

4. A spirulina composition obtained according to the method defined in claim 1, characterized in that it contains:

- iron II sulfate in an amount of 1.2-20 g

- green tea solution 150 ml

- Arthrospira spp. algae

5. The composition according to claim 1. 4, characterized in that it is in the form of a powder or capsule.