Способ получения эластина

 

Использование: изобретение относится к способам переработки малоценного животного сырья, в частности к получению из него эластина для нужд, например, ветеринарии, зоотехники, косметической промышленности. Цель изобретения - расширение ассортимента биологически-активных веществ белковой природы, не вызывающих иммунных реакций со стороны организма - реципиента при наружном применении. Сущность изобретения: технологический процесс получения эластина включает ряд последовательных операций, в ходе которых эластинсодержащее сырье промывают, подвергают термохимической обработке, зачищают, измельчают, обрабатывают вначале смесью щелочи и окислителя, затем кислотой, полученный осадок диализуют, перерастворяют, а целевой продукт гомогенизируют и фильтруют. 2 табл.

Изобретение относится к способам переработки малоценного животного сырья, а именно к получению из него эластина для нужд, например, ветеринарии, зоотехники, косметической промышленности.

Известен ряд способов получения эластина (патент США N 4363760, кл. 530-353, 1982, патент США N 4659740, кл. 514-773, 1986).

Однако в результате осуществления большинства из предлагаемых способов животное сырье подвергается глубокому гидролизу (вплоть до аминокислот), что существенно снижает ценность конечного продукта, другие способы требуют применения дорогостоящих и редких импортных реактивов.

Наиболее близким к предлагаемому из известных способов переработки животного сырья для получения биологически активных фибриллярных белков для ветеринарии, зоотехники, косметической промышленности является способ переработки коллагенсодержащего сырья, заключающийся в последовательной обработке его щелочно-солевой смесью, нейтрализации, промывке и растворении в кислой среде (патент РФ N 2031597, 1995).

Однако выделить эластин этим способом не представляется возможным, т.к. этот белок более инертен к химическим реагентам, чем коллаген.

Целью изобретения является расширение ассортимента биологически активных веществ белковой природы, не вызывающих иммунных реакций со стороны организма реципиента при наружном применении при более простой реализации способа.

Цель достигается тем, что эластинсодержащее сырье промывают, подвергают термохимической обработке, зачищают, измельчают, обрабатывают вначале смесью щелочи и окислителя, а затем кислотой, полученный осадок диализуют и перерастворяют, а целевой продукт гомогенизируют и фильтруют.

Проведенный научно-технический поиск показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. она соответствует условию патентоспособности "новизна".

Испытания способа показали соответствие заявленного решения условию "промышленная применимость", а поскольку совокупность материальных действий позволяет получить эластин, обладающий заданными свойствами, то заявленное соответствует условию "изобретательский уровень".

Способ осуществляют следующим образом. Отходы мясоперерабатывающего производства (преимущественно выйную связку крупного рогатого скота) промывают в воде, подвергают обработке в растворе, содержащем 0,05-0,15 моль/л гидроксида натрия при температуре 100-150^oC и давлении 1-1,5 атм. в течение 1-48 ч, зачищают, измельчают на мясорубке, обрабатывают раствором, содержащим 1,0-3,0% гидроксида натрия и 1,0-3,0% пероксида водорода при жидкостном коэффициенте не менее 3 и комнатной температуре в течение 1-3 сут, после чего добавляют 0,1н. раствор соляной кислоты, доводят pH рабочего раствора до 4,5-5,5 и оставляют на 12 ч для формирования осадка. Полученный осадок собирают, очищают от низкомолекулярных примесей с помощью диализа против водопроводной или дистиллированной воды, перерастворяют в 0,05н. растворе гидроксида натрия, доводя pH продукта до 6,5-7,5, гомогенизируют, добавляют консервант и фильтруют.

В процессе осуществления указанных операций технологического цикла исходное сырье претерпевает следующие изменения: под действием термохимической обработки происходит деструкция всех сопутствующих эластину белков соединительной ткани, омыление жиров, ослабляются связи в микроструктуре эластина. В результате после зачистки и промывки водой остается нерастворимый потерявший прочность материал, адсорбировавший воду. Последующая обработка смесью гидроксида натрия и пероксида водорода ведет к дальнейшему набуханию, дестабилизации поперечных связей, образованных десмозином и изодесмозином, т.е. происходит более глубокое нарушение надмолекулярное структуры белка.

Полуфабрикат по внешнему виду представляет собой гомогенную вязкую массу. При изменении pH среды до pH 4,5-5,5 эластин выпадает в осадок. Далее в течение 10-16 ч происходит слабый кислотный гидролиз, в результате которого повышается способность эластина к растворению.

Диализ отфильтрованного осадка способствует удалению низкомолекулярных примесей, а последующая обработка раствором гидроксида натрия позволяет получить целевой продукт, представляющий собой нативный эластин в виде макромолекул и их ассоциатов.

Физико-химическая и биологическая характеристика конечного продукта представлена в табл. 1.

Невозможность получения эластина по технологии контрольного варианта обусловливает отсутствие данных для прототипа в табл. 1.

Примеры осуществления способа приведены в табл. 2.

Как следует из табл. 2, при производстве эластина в соответствии с режимами, приведенными в примере 1, продолжительность технологического цикла составляет 9 сут, т.е. более чем в 2 раза больше, чем в примерах 2-4. К тому же выход белка в примере 1 несколько ниже, чем в примерах 2-4. Объясняется это, по-видимому, тем, что из-за низкой концентрации реагентов в рабочих растворах даже через 9 сут не удается полностью расщепить эластин до нужного уровня, вследствие чего нерасщепленная часть белка уходит в отходы в виде механических примесей на заключительной стадии фильтрования. При получении эластина по примеру 5 более жесткие режимы обработки (концентрация реагентов в рабочих растворах, температура, давление и т.д.) приводят к частичной денатурации белка, а соответственно, к уменьшению выхода целевого продукта.

Таким образом, оптимальными для достижения поставленной цели, т.е. получения эластина с заданными свойствами, являются режимы технологического цикла, приведенные в примерах 2-4. Граничные значения, указанные в формуле изобретения, определялись экспериментально исходя из условий реализуемости способа с указанным техническим результатом.

Формула изобретения

Способ получения эластина, включающий промывку и измельчение сырья, основную обработку в щелочной среде, кислотную обработку, анализ и перерастворение, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют малоценное эластиксодержащее сырье, преимущественно выйную связку крупного рогатого скота, перед обработкой эластинсодержащего сырья в щелочной среде проводят его термохимическую обработку в 0,05 0,15 н. водном растворе гидроксида натрия при 100 150^oС и 1,0 1,5 атм в течение 1 48 ч с последующим промыванием, зачищением и измельчением промежуточного продукта, а обработку в щелочной среде осуществляют смесью гидроксида натрия и пероксида водорода с содержанием каждого из компонентов в количестве 1,0 3,0% в течение 1 3 суток проводят осаждение белка соляной кислотой до достижения pH смеси 4,5 5,5, а перерастворение осадка осуществляют в 0,05 н. растворе гидроксида натрия до pH целевого продукта 6,5 7,5, затем добавляют в продукт консервант, гомогенизируют смесь и фильтруют.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3