Способ получения микрокапсул

 

„„SU„„1017333 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ и

РЕСПУБЛИК

„,„ А 61 К 9/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

РОсудАРственный КОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

213 2851863/28-.1 3

° °

22) 15.08.79 (46) 15.05.83. Бюл. У 18 (72) Е, Н. Ненашев, В, В. Горелов, К. А. Калунянц, Д. И, Голгер, Л. И. Орешенко, И. С. Гульман, О. Х. Рыбалов и В. И. Воронов (71) Дзержинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения и Всесоюзный научноисследовательский биотехнический институт (53) 615.45.615.779,94 (088.8) (56) 1. !1атент США N 301о30о, кл. К U1 / 13/02, 1957.

2, Патент США М 3746621, кл. С 07 G 7/02, 1973. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИИКРОКАПСУЛ, включающий смешение фермента со связующими веществами и распыление смеси в потоке воздуха, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уп- рощения технологического процесса и повышения удельной активности целевого продукта, в качестве связующих веществ используют продукты конденсации цетил-стеариловых спиртов с окисью этилена или полиэтиленгликоль-115, перед смешением готовят расплав связующего вещества и смешение фермента в полученном расплаве проводят при температуре на 5-40 С выше температуры его затвердевания при соотношении связующего вещестЗ аа и фермента I;g)- (9:1), а распыле- (/) ние смеси осуществляют в потоке воздуха комнатной температуры.

1017333

С помощью вентиля устанавливают расход пара, необходимый для поддержания температуры расплава оксанола

70 С . Контроль температуры осуществgp ляют с помощью ртутного термометра, установленного на верхней съемной крышке плавителя в кармане, наполненном машинным маслом.

После установления температуры

1 расплава оксанола в плавителе 70"С включают электродвигатель "".îïàñòíîé мешалки. Затем берут 2000 г порсшкооЬразной щелочной протеиназы, загружают в плавитель при включенном электИзоЬретение относится к микрокапсулированию, в частности к технологии микрокапсулирования ферментов, находящих применение в микробиологической, пищевой, медицинской, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ микрокапсулирования порошков., например пигментов для копировальной Ьумаги, который осуществляется следующим образом: готовят раствор полимера, затем приготавливают эмульсию сажи в масле, которую диспергируют в раствор полимера, .При распылении дисперсии в горячем инертном газовом потоке растворитель испаряется из капель, а полимер obeoлакивает частицы материала ядра, obразуя защитную оболочку t 1 ).

Известен также спосоЬ получения микрокапсул, который осуществляется следующим образом: готовят гомоген- . ный 0,1««204-ный раствор связующего вещества в растворителе. В полу ченном растворе диспергируют фермент, затем в эту смесь диспергируют способные к разбуханию частицы, нерастворимые в этом растворителе, полученную дисперсию подвергают распылению на капли и высушиванию в,.потоке горячего воздуха с целью испарения растворителя. 8 качестве раствора связующего вещества используются растворы в ацетоне, метаноле или других органических растворителях материалов типа ангидридов зтилен-малеиновых сополимеров, ангидридов винилметилэфирмалеиновых сополимеров и т,д. 8 качестве разбухающего материала используются мелкие частицы твердого вещества, которое не реагирует со связующим веществом, они не растворимы в растворителе, но разбухают и не разрушаются при контакте с водой. Примерами являются кремний, глина, крахмал (2), Однако известный способ имеет следующие недостатки; введение в состав получаемых микрокапсул разбухающих веществ приводит к уменьшению процентного содержания фермента,, что снижает удельную биологическую активность получаемых микрокапсул, являющуюся основным показателем при их применении; введение в состав получаемых микрокапсул разбухающих ве-, ществ приводит также. к уменьшению процентного содержания вещества, играющего роль защитной оболочки частиц фермента, .что снижает срок сохранения ферментативной активности; применение низкоконцентрированных растворов (0,1-206) веществ материа.

5 ла оЬолочки требует испарения растворителя сушкой в горячем газовом потоке, что ведет к значительным энергетическим затратам, идущим на нагрев газа, Целью изобретения является упроще ние технологического процесса и повыщение удельной активности целевого продукта.

Поставленная цель достигается

15 тем, что согласно способу получения микрокапсул, включающему смеше. ние фермента со связующими веществами и распыление смеси в потоке воздуха, в качестве связующих веществ ис20 пользуют продукты конденсации цетил-стеариловых спиртов с окисью этилена или полизтиленгликоль-115, перед смешением готовят расплав связующего вещества и смешение фермента в 5 полученном растворе проводят при о температуре на 5-40 С выше температуры его затвердевания при соотношении связующего вещества и фермента (1:9)-(9:1), а распыление смеси осуЗ0 ществляют в потоке воздуха комнатной температуры.

Пример1.

2000 г оксанола ЦС-100, являющего.ся продуктом конденсации спиртов жирного ряда С - С с окисью этилена

С„Н 4"(СН СН20)„,. Н, загружают в плавитель, представляющий собой стаЛьной сосуд емкостью 10 л, снаЬженный паровой руЬашкой, сливным штуцером и ло4О пастной мешалкой, приводимой во Вра щение электродвигателем, и расплавляют. ОЬогрев плавителя осуществляют с пояощью пара при температуре 110 С и давлении 0,6 атм.

-Табли ца2

Величина

10 Характеристика

Диаметр микрокапсул, мм

0,5-1,6

Угол естественного откоса, град

38000

Активность, ед/г

2,3

Величина

Характеристика

34

3300

2,1

ТаЬли ца E

Прочность, 45 кг/см 2.

Характеристика

Диаметр микрокапсул, мм

Угол естественного откоса, град

0,>-1,6

Активность, ед/r

40000

Растворимость, мин

Прочность, кг/см

3 101 родвигателе мешалки и перемешивают в течение 2 мин, С помощью электродвигателя приводят во вращение центробежный дисковый распылитель диаметром 80 мм, вращающийся с частотой 1500 об/мин.

На сливном штуцере плавителя открывают предварительно оттарированный вентиль, предназначенный для регулирования подачи смеси и устанавливают расход смеси 20 кг/ч, Полученная гомогенная смесь расплава оксанола с порошкообразным ферментом по оЬогреваемой с помощью па рового змеевика трубе самотеком подается на центробежный дисковый распылитель, установленный в верхней части аппарата колонного типа с двумя перфорированными решетками, под которое дпя создания кипящего слоя с помощью вентилятора подается воздух с температурой окружающей среды. Капли смеси, полученные распылением, отвердевают в воздушном потоке за счет перехода оксанола ЦС-100 из расплава в твердое состояние, готовый продукт через течку выгружают из нижней части колонного аппарата.

В полученных микрокапсулах частицы фермента равномерно распределены по всему оЬьему микрокапсулы, но за счет сил поверхностного натяжения расплава оксанола на поверхности микрокапсулы при эатвердрвании расплава "образуют сплошную пленку, попностью изолирующую частицы фермента от внешней среды. Полученные микрокапсулы имели правильную сферическую форму с гладкой глянцевой поверхностью.

Характеристики полученных микрокапсул представлены в таЬл. 1, 7533 4

0 р и м е р 2. Иолучение микрокапсул проводят в условиях по примеру но в качестве фермента используют пектиназу.

Характеристики полученных микрокапсул представлены в табл. 2.

Растворимость, мин

20 Ирочност ь, кг/см

П р и-м е р 3. Получение микрокапсул проводят в условиях по примеру

25 но в качестве вещества материала оболочки микрокапсул берут полиэтиленгликоль-41> в количестве 2400 r, а в качестве фермента - щелочную протеинаэу в количестве 1600 г.

З0 Характеристики полученных микрокапсул приведены в таЬл. 3.

Т а б л и ц а 3

Диаметр микрокапсул," мм 0,8-2,0

Угол естественного откоса, град

Активность ед/г

Растворимость мин

Пример 4. Последовательность операций, а также используемое оЬору50 дование такие же, как в примере

В качестве вещества материала оболочки микрокапсул берут оксанол С-100 в количестве 1200 г, в качестве фермента - липазу в количестве 2800 г. Тем55 пература расплава оксанола составляет 80 С. Смешение расплава с порошкообраэным ферментом проводят в течение 1, мин.

Диаметр микрокапсул, Угол естественного откоса, град:

2g

1,8

1Я

5200(Растворимость, мин

Прочность, кг/см

Общий экономический эффект от пред.

И лагаемого способа составит

473000 руб. в год.

Активность, вд/r

Составитель 8. Брусиловская

ТехРе4 8.TerieP КоРРектоР В, Бутяга

Редактор С. Тимохина

Подписное.Заказ 3422/б Тираж 713

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изоЬретений и открытий

113035, Москва, а-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Ч!атент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

3 . 1017333

Характеристики полученных микрокап- Использование предлагаемого спо-; сул приведены в табл. 4. соба микрокапсулирования позволяет

Т а л и ц а 4 сокРатить энеРгетические затРаты, Уп. ростить технологию, повысить проХарактеристика Величина 3 Центное соДержание феРмента. в еДинице готового продукта с 8,31 до 504, тем самым уменьшить затраты на упа0,25-2,0 ковку, транспортировку и хранение.

Использование ферментов в виде микрокапсул позволяет увеличить срок сохранения ферментативной активности.