BG65654B1 - Method of obtaining microfibrillar water-soluble collagen for the food and pharmaceutical industries and cosmetics - Google Patents

Method of obtaining microfibrillar water-soluble collagen for the food and pharmaceutical industries and cosmetics Download PDF

Info

Publication number
BG65654B1
BG65654B1 BG108293A BG10829303A BG65654B1 BG 65654 B1 BG65654 B1 BG 65654B1 BG 108293 A BG108293 A BG 108293A BG 10829303 A BG10829303 A BG 10829303A BG 65654 B1 BG65654 B1 BG 65654B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
collagen
water
microfibrillar
soluble collagen
food
Prior art date
Application number
BG108293A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG108293A (en
Inventor
Константин СТОЯНОВ
Цветан ЦВЕТКОВ
Светла ДЯНКОВА
Original Assignee
Институт По Криобиология И Хранителни Технологии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт По Криобиология И Хранителни Технологии filed Critical Институт По Криобиология И Хранителни Технологии
Priority to BG108293A priority Critical patent/BG65654B1/en
Publication of BG108293A publication Critical patent/BG108293A/en
Publication of BG65654B1 publication Critical patent/BG65654B1/en

Links

Landscapes

  • Cosmetics (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

The invention relates to a method of obtaining microfibrillar water-soluble collagen, according to which the raw material (defatted and dehaired pork hides of young animals, processed to the "steepingö stage) is pre-subjected to vacuum-sublimation drying and subsequent (before the enzyme treatment) grinding and devilling. The enzyme treatment itself is performed with a combined enzyme preparationwith proteolytic, lipolytic and amylolytic activity. For the purpose of increasing the storage life of the resulting water-soluble collagen and for its use at any time, it is freeze-dried and, if need be, rehydrated to the concentration desired by the user. The product obtained y this method is intended for use in the food and pharmaceutical industries and in cosmetics.

Description

Област на техникатаTechnical field

Методът по настоящото изобретение позволява да се увеличи добива на пречистен микрофибриларен колаген с подобрена разтворимост във вода. Готовият продукт, получен по този метод може да се използва в хранителната и фармацевтичната промишленост или за влагане в козметични състави за грижа за косата и кожата. При допълнителна обработка същият може да служи като изходна суровина за производство на хемостатични продукти за медицински цели.The method of the present invention allows to increase the yield of purified microfibrillar collagen with improved water solubility. The finished product obtained by this method can be used in the food and pharmaceutical industry or for use in cosmetic compositions for hair and skin care. With further processing, it can serve as a starting material for the production of hemostatic products for medical purposes.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Колагенът е основен протеин в организма на бозайниците. Той има уникален строеж, чиято основна градивна единица е тропоколагеновата молекула. По-голямата част от нейната структура слабо се различава при отделните видове бозайници, което е и причина за слабата алергенност и имуногенност на колагеновите продукти. Пречистеният колаген с напълно или частично запазена нативна структура, намира приложение в различни области на медицината (хемостатични продукти, превръзки за рани и имплантати), козметиката (подхранващи и регенериращи състави) и хранителната промишленост (като сгъстител стабилизатор, хидратиращ агент, хранителна добавка и др.). В индустриални условия пречистен колаген в различни форми се получава от кожи, сухожилия, хрущяли и други субпродукти от редица селскостопански животни по различни методи.Collagen is a major protein in mammals. It has a unique structure, the basic unit of which is the tropocollagen molecule. Most of its structure is slightly different in different mammalian species, which is the reason for the poor allergenicity and immunogenicity of collagen products. Purified collagen, with wholly or partially preserved native structure, is used in various fields of medicine (haemostatic products, dressings for implants and implants), cosmetics (nourishing and regenerating compositions) and the food industry (such as thickener stabilizer, hydrating agent, nutritional supplement, etc. .). In industrial conditions, purified collagen in various forms is obtained from hides, tendons, cartilage and other by-products of a number of farm animals by different methods.

Известно е използването на колагенови филми като естествена обвивка за пълнене на колбаси, шунка или кренвирши (ЕР 1270672, US 5,736,180, US 5,885, 634). Колагенови продукти (фибри и гелове) се използват като хранителни добавки (US 4,295,894) или се включват в рецептури за пайове, пудинги, желирани бонбони, сладоледи, майонезени сосове, снаксове и др. (US 3,691,281).The use of collagen films as a natural coating for filling sausages, ham or sausages is known (EP 1270672, US 5,736,180, US 5,885, 634). Collagen products (fibers and gels) are used as food additives (US 4,295,894) or included in pies, puddings, jelly candies, ice creams, mayonnaise sauces, snacks and more. (US 3,691,281).

JP 2001245614 описва метод за получаване на диетична храна на основата на колагеново желе с добавени ароматизиращи и коригиращи съставки. Предложено е и получаването на хранителна добавка на основата на колаген и микроелементи (GN1312019).JP 2001245614 describes a process for the preparation of dietetic food based on collagen jelly with added flavoring and correcting ingredients. Preparation of collagen and trace element-based nutritional supplement (GN1312019) is also suggested.

Колаген и колагенови хидролизата се влагат в различни козметични състави: кремове емулсионни системи тип В/М и М/В, лосиони, лакове за коса, шампоани, пени за баня и др. (US 4,131,650, US 3,691,281). Колагеновите продукти притежават някои ценни качества - не са токсични, не причиняват алергии, влияят положително върху кожата и нейната еластичност като подобряват функционалното и състояние и оказват положително влияние върху белтъчния и аминокиселинния обмен (Георгиев и кол., 1990).Collagen and collagen hydrolysis are applied in various cosmetic compositions: creams emulsion systems type B / M and M / B, lotions, hairspray, shampoos, bath foams and more. (US 4,131,650, US 3,691,281). Collagen products have some valuable properties - they are non-toxic, do not cause allergies, have a positive effect on the skin and its elasticity by improving its functional state and having a positive effect on protein and amino acid metabolism (Georgiev et al., 1990).

Известно е използването на колагенови продукти като превързочни материали за рани с абсорбиращо и стимулиращо епителизацията действие (US 4,148,664; US 4,294,241; Хилькин и кол., 1976) или за осъществяване на локална хемостаза при капилярни и паренхиматозни кръвотечения (US 4,320,201; US 4,331,766; US 4,412,947).It is known to use collagen products as dressings for wounds with absorbent and epithelial-stimulating action (US 4,148,664; US 4,294,241; Chilkin et al. 1976) or for local haemostasis in capillary and parenchymal haemorrhages (US 4,320,201; US 4,3,231; US 4,3,231; No. 4,412,947).

Известни са методи за получаване на разтворим колаген (от телешки, свински и овчи кожи и от телешки, свински и говежди сухожилия) чрез ензимна обработка с протеолитични ензими и последваща киселинна или алкална обработка (WO 8704078, US 4,294,241, US 4,140,537, US 4,148,664, US 4,837,258). Аналитичният добив може да бъде увеличен чрез прецизно механично развлакняване на предварително обработения с ензими колаген (Хилькин и кол., 1976). Описани са и много методи за получаване на кисел водоразтворим колаген чрез продължителна алкална и киселинна обработка на суровината и последващо ензимно третиране, очист2Methods for the preparation of soluble collagen (from veal, porcine and sheep skin and from veal, porcine and bovine tendons) are known by enzymatic treatment with proteolytic enzymes and subsequent acid or alkaline treatment (WO 8704078, US 4,294,241, US 4,148,537, US 4,148,537, US 4,148,537, US 4,148,537, US 4,148,537, US US 4,837,258). The analytical yield can be increased by precisely mechanically shaking the enzyme-pretreated collagen (Hilkin et al., 1976). Many methods have been described for the preparation of acidic water-soluble collagen by continuous alkaline and acid treatment of the raw material and subsequent enzyme treatment, purification2

65654 Bl ване от баластни вещества и довеждане, чрез добавяне или отнемане на вода, до необходимата концентрация (US 4,320,201).65654 Ballasting and bringing, by adding or removing water, to the required concentration (US 4,320,201).

US 4,295,894 представя метод за получаване на разтворими колагенови фибрили, които могат да бъдат използвани за текстуриране на месо, като влагозадържащи агенти и хранителна добавка или за прилагане в козметични препарати. В предлаганата технология, сурови животински кожи се обработват с воден разтвор на алкален хидроксид и дехидратиращи агенти за отстраняване на космите и мазнините, стабилизират се с воден разтвор на алкален сулфат и полученият продукт се неутрализира и разтваря в разредена киселина. pH на разтвора се коригира до изоелектричната точка, за да се утаят колагеновите фибри, които впоследствие се изсушават и консервират. Този метод обаче не осигурява очистване в достатъчна степен на колагеновия продукт от мазнините, глобуларните белтъци и телопептидите.US 4,295,894 discloses a method for the preparation of soluble collagen fibrils, which can be used for texturing meat, such as moisture retaining agents and a nutritional supplement or for use in cosmetic preparations. In the present technology, raw animal skins are treated with an aqueous alkali hydroxide solution and dehydrating agents to remove hair and fat, stabilized with an aqueous alkaline sulfate solution, and the resulting product neutralized and dissolved in dilute acid. The pH of the solution is adjusted to the isoelectric point to precipitate the collagen fibers, which are subsequently dried and preserved. However, this method does not adequately purify the collagen product from fats, globular proteins and telopeptides.

Известен е и метод за производство на микрокристален колаген (US 3,691,281), при който сурова или изсушена говежда кожа се третира с разреден разтвор на киселина и впоследствие се смила до размери на частиците под микрон и се суши при условия, препятстващи денатурацията. Така полученият микрокристален колаген се диспергира колоидно при смесване с вода и подобрява стабилността на суспендираните ингредиенти в течностите и теловете. Предлаганата технология се основава на колоидното смилане на обработените с киселина кожи, така че около 80-85 % от частиците да са със субмикронни размери, което обаче изисква специална апаратурна обезпеченост. Методът не изяснява въпроса за физичната стабилност на получените колагенови суспензии и гели, особено при продължително съхранение.A method of producing microcrystalline collagen (US 3,691,281) is also known, in which raw or dried bovine skin is treated with a dilute acid solution and subsequently milled to a particle size under microns and dried under denaturing conditions. The microcrystalline collagen thus obtained is dispersed colloid when mixed with water and improves the stability of the suspended ingredients in liquids and gels. The technology proposed is based on the colloidal milling of acid-treated skins so that about 80-85% of the particles are submicron-sized, which, however, requires special equipment. The method does not clarify the issue of the physical stability of the resulting collagen suspensions and gels, especially during prolonged storage.

Не са известни методи за получаване на кисел водоразтворим колаген, при които:There are no known methods for producing acidic water-soluble collagen in which:

1. Суровината (кожи или сухожилия), след като се обработи механично или химично за отстраняване на съпътстващите тъкани, се подлага на вакуум-сублимационно сушене. По този начин се постига:1. The raw material (skins or tendons), after being mechanically or chemically treated to remove the accompanying tissues, is subjected to vacuum freeze-drying. In this way it is achieved:

а) по-лесно (при стайна температура) и попродължително (2 и повече години) съхранение на изходната суровина;a) easier (at room temperature) and longer (2 and more years) storage of feedstock;

б) смилане и развлакняване на суровина та до размери по-малки от 1 mm, което е необходимо за по-пълното извличане на колагена;(b) grinding and milling of the raw material up to a size less than 1 mm, which is necessary for the full recovery of collagen;

в) при последващата ензимна обработка се получава по-бързо проникване на ензимния разтвор в лиофилизираните частици.c) subsequent enzyme treatment results in faster penetration of the enzyme solution into the lyophilized particles.

2. Ензимната обработка на суровината се провежда с ензимен комплекс, съдържащ поне три ензима и притежаващ протеолитична, липолитична и амилолитична активност, което спомага за по-пълно очистване на изходния материал и за повишаване добива на водноразтворим колаген.2. The enzymatic treatment of the feedstock is carried out with an enzyme complex containing at least three enzymes and having proteolytic, lipolytic and amylolytic activity, which helps to completely purify the starting material and to increase the yield of water-soluble collagen.

3. Като изходна суровина се използват обезмаслени и обезкосмени свински кожи на етап “Опресняване” само от млади животни.3. Skimmed and hairless pigskins of the "Refreshing" stage are used as feedstock only by young animals.

4. Извършва се допълнително вакуум-сублимационно сушене на готовия продукт, което увеличава значително неговото време на съхранение при стайна температура и дава възможност да се използва по предназначение след рехидратиране.4. An additional vacuum-sublimation drying of the finished product is carried out, which significantly increases its storage time at room temperature and allows it to be used as intended after rehydration.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Същността на изобретението е в това, че чрез промяна в основни производствени параметри на известни технологии за получаване на колаген е създаден метод за получаване на биологичен продукт на базата на колаген, който има различни области на приложение в хранителновкусовата промишленост, във фармацевтичната промишленост и в козметиката.The essence of the invention is that by changing the basic production parameters of known technologies for the production of collagen, a method for the preparation of a biological product based on collagen has been devised, which has different fields of application in the food industry, pharmaceutical industry and cosmetics .

Като изходна суровина за получаване на колаген се използват обезмаслени и обезкосмени кожи от млади животни (за предпочитане свински), обработени до етап опресняване, добре очистени от съпътстваща тъкан и други артефакти и промити с дестилирана вода. Същите се нарязват на парчета с размери от 250 до 500 cm2 и се прехвърлят в нискотемперазурна камера при темперазура от -30 до -50°С за не по-малко от 24 h. След приключване на замразяването кожите се прехвърлят в сушилната камера на вакуум-сублимационна инсталация и се подлагат на лиофилизация при температурен режим от (-40°С) до +25°С и времетраене на процеса от 24 до 32 h.The starting material for collagen production is the use of skimmed and hairless skins of young animals (preferably pigs), treated to the stage of refreshment, well purified from accompanying tissue and other artifacts and washed with distilled water. They are cut into pieces of 250 to 500 cm 2 in size and transferred to a low-temperature chamber at -30 to -50 ° C for at least 24 hours. After freezing, the skins are transferred to the drying chamber of a vacuum sublimation installation and subjected to lyophilization at a temperature of (-40 ° C) to + 25 ° C and a process duration of 24 to 32 h.

Остатъчната влажност на лиофилизираните кожи не трябва да бъде по-висока от 8 %.The residual moisture content of lyophilized skins should not be higher than 8%.

Така подготвената изходна суровина се нарязва на парчета с размери 5-8 cm2 и се опакова във водо- и въздухо-непропускливи опаковки (заThe raw material thus prepared is cut into 5-8 cm 2 pieces and packed in water- and air-tight containers (for

65654 Bl предпочитане дву- или трислойно алуминиево фолио). Предимствата на вакуум-сублимационната обработка на суровината са следните: пълно запазване на нативната структура на колагена в кожите; възможност за съхранение продължително време на стайна температура (повече от 2 години); възможност за бързо използване на суровината по всяко време; увеличена дифузия на реакционните смеси при ензимната и киселинната обработка на суровината, което подпомага/ усилва извличането на колагена от кожите и съответно разтварянето му във вода; предпазване от допълнителна бактериална контаминация през периода на съхранение.65654 B1 preferably two or three-layer aluminum foil). The advantages of vacuum sublimation treatment of the raw material are the following: complete preservation of the native structure of collagen in the skin; possibility of storage for a long time at room temperature (more than 2 years); the ability to quickly use the raw material at any time; increased diffusion of the reaction mixtures during the enzymatic and acidic treatment of the feedstock, which aids / enhances the extraction of collagen from the skin and its dissolution in water, respectively; preventing additional bacterial contamination during the storage period.

Определено количество от лиофилизираните кожи се смила на ножова мелница със сито с диаметър на отворите от 0,5 до 1,5 mm. Смляната суровина се подлага на ензимна обработка. За целта тя се прехвърля в стъклен реактор с кожух и бъркалка, добавят се последователно комбиниран ензимен продукт с протеолитична, липолитична и амилолитична активност (за предпочитане панкреатин) в количество от 0,5 до 1,0% т/т спрямо смлените кожи; 0,5-1,0 % т/об нейоногенно ПАВ (за предпочитане полисорбат 80) и дестилирана вода в съотношение спрямо суровината от 1:20 до 1:40 (за предпочитане 1:30). Включва се бъркалката за 1-2 min, след което pH на реакционната смес се довежда до 7,0-7,5 чрез добавяне на 5%-ен разтвор на натриев хидроксид или лимонена киселина. Разбъркването продължава за 20-40 min при 300-500 rpm. През целия процес температурата в реакционната смес се поддържа в границите от 30 до 32°С. Изключва се бъркалката и реакционната смес се оставя в покой в продължение на 1,5-2 h, след което надутаечната течност се отдекантира на дълбочинаA certain amount of lyophilized hides are ground on a knife mill with a sieve with a hole diameter of 0.5 to 1.5 mm. The raw material is subjected to enzymatic treatment. For this purpose it is transferred to a glass reactor with a jacket and stirrer, and a sequentially combined enzyme product with proteolytic, lipolytic and amylolytic activity (preferably pancreatin) is added in an amount of 0.5 to 1.0% w / w relative to the milled hides; 0.5-1.0% w / v nonionic surfactant (preferably polysorbate 80) and distilled water in a ratio of raw material from 1:20 to 1:40 (preferably 1:30). The stirrer was turned on for 1-2 minutes, after which the pH of the reaction mixture was adjusted to 7.0-7.5 by the addition of a 5% solution of sodium hydroxide or citric acid. Stirring was continued for 20-40 min at 300-500 rpm. Throughout the process, the temperature of the reaction mixture is maintained in the range of 30 to 32 ° C. The stirrer was switched off and the reaction mixture was allowed to rest for 1.5-2 hours, after which the inflow fluid was recovered in depth.

5-10 cm (около 5-61) за отстраняване на отделените липиди, глобуларни белтъци, телопептиди, аминокиселини, мукополизахариди и други артефакти в кожите. Долива се дестилирана вода в адекватно на отдекантираната реакционна смес количество. Отново се включва бъркалката и се добавя още 0,5% (спрямо първоначалното количество суровина) от ензимния продукт. Процедурата се повтаря трикратно без допълнително добавяне на ензим.5-10 cm (about 5-61 cm) to remove secreted lipids, globular proteins, telopeptides, amino acids, mucopolysaccharides and other artifacts in the skin. Add distilled water in an adequate quantity to the decanted reaction mixture. The stirrer was again turned on and another 0.5% (relative to the original amount of feedstock) of the enzyme product was added. The procedure was repeated three times without the addition of an enzyme.

Обработката с комбиниран ензимен продукт осигурява по-пълно очистване на колагена от съпътстващите вещества. Под действие на ен зимния комплекс едновременно се разграждат глобуларните белтъци и липидите и се освобождават телопептидите, които свързват край с край молекулите на тропоколагена. Известно е, че телопептидите са основно отговорни за имуногенността и алергенността и трябва да се отстранят при пречистването на колагеновите продукти (US 4,412,947; US 4,404,134). Обработката на неразтворимия колаген с амилаза отделя киселите глюкозоаминогликани (мукополизахариди) и довежда до дезорганизация и дезинтеграция на структурните елементи на колагена, разхлабва или разрушава междумолекулните връзки и дава възможност за пълно разтваряне на колагена в слабокисел разтвор (Хилькин и кол., 1976).Treatment with the combined enzyme product provides a more complete purification of collagen from the by-products. The enzyme complex simultaneously degrades the globular proteins and lipids and releases the telopeptides that bind end-to-end molecules of tropocollagen. Telopeptides are known to be primarily responsible for immunogenicity and allergenicity and should be removed when purifying collagen products (US 4,412,947; US 4,404,134). Treatment of insoluble collagen with amylase separates acidic glucoseaminoglycans (mucopolysaccharides) and leads to disorganization and disintegration of the structural elements of collagen, loosens or destroys intermolecular bonds and enables complete dissolution of collagen in a weak acid solution.

След приключване на ензимната обработка сместа се прехвърля в метален реактор, в който предварително е добавена дестилирана вода, подкиселена със слаба киселина (оцетна, винена, лимонена) до pH 3,0-4,0 (за предпочитане рН-стойност 3,5). Съотношението на изходната суровина към количеството на водата е от 1:120 до 1:150. Сместа се хомогенизира и се оставя да престои 72-96 h при температура 1518°С. Полученият разреден колоиден разтвор на кисел колаген се центрофугира за отделяне на неразтворените частици и други онечиствания.After completion of the enzyme treatment, the mixture is transferred to a metal reactor in which distilled water acidified with weak acid (acetic, tartaric, citric) has been added to pH 3.0-4.0 (preferably pH value 3.5). . The feedstock to water ratio is from 1: 120 to 1: 150. The mixture was homogenized and allowed to stand for 72-96 h at 1518 ° C. The resulting diluted colloidal solution of acidic collagen is centrifuged to remove undissolved particles and other impurities.

Киселият разреден разтвор на колаген се подлага на реконструкция чрез добавяне на разтвор на натриев хидроксид до достигане на изоелектричната точка (pH 4,6-5,6), при което настъпва спонтанно фибрилообразуване. Колагеновата дисперсия се концентрира чрез центрофугиране или филтруване до необходимата концентрация (1-2%).The acidic dilute solution of collagen is reconstructed by adding sodium hydroxide solution to the isoelectric point (pH 4.6-5.6), resulting in spontaneous fibrillation. The collagen dispersion was concentrated by centrifugation or filtration to the required concentration (1-2%).

Полученият продукт е със следните показатели: pH-стойност от 4,6 до 5,6; специфична температура на денатурация от 38 до 41°С; вискозитет от 85 до 90 mPa.s (D = 64,6 s'1); съдържание на сухо вещество от 1 до 2%; съдържание на общ белтък от 0,800 до 0,950 g/g сухо вещество; съдържание на липиди под 0,030 g/g сухо вещество; пепелен остатък под 0,040 g/g сухо вещество; съдържание на тежки метали под 1 microg/g продукт; съдържание на хидроксипролин от 110 до 140 mg/g сухо вещество; общ брой жизнеспособни микроорганизми под 1.103 KOE/g продукт; общ брой плесени и дрожди под 1.102 KOE/g продукт; патогенни микроорганизми - не се откриват.The product obtained has the following parameters: pH value from 4.6 to 5.6; specific denaturation temperature from 38 to 41 ° C; a viscosity of 85 to 90 mPa.s (D = 64.6 s' 1 ); dry matter content of 1 to 2%; total protein content from 0,800 to 0,950 g / g dry matter; lipid content below 0,030 g / g dry matter; an ash residue below 0,040 g / g dry matter; content of heavy metals below 1 microg / g product; hydroxyproline content of 110 to 140 mg / g dry matter; total number of viable micro-organisms below 1.10 3 KOE / g product; total number of molds and yeasts below 1.10 2 KOE / g product; pathogenic microorganisms - not detected.

65654 Bl65654 Bl

В зависимост от предназначението на продукта, същият може да се доведе до pH 4,04,5 с прибавяне на лимонена киселина, да се добави консервант, разрешен за употреба в храни (за предпочитане нипагин и нипазол) и да се опакова в стъклени или пластмасови банки. Така полученият кисел колагенов гел може да се съхранява в хладилна камера (от 0 до 4°С) за срок от 3 месеца или да се подложи на вакуум-сублимационно сушене. Срокът на съхранение на лиофилизирания продукт се удължава многократно (3 години) и при нужда той се разтваря във вода до необходимата концентрация и се използва по предназначение.Depending on the intended use of the product, it may be brought to pH 4,04,5 by the addition of citric acid, added a preservative authorized for use in food (preferably nipagin and nipazol) and packed in glass or plastic materials. banks. The acidic collagen gel thus obtained can be stored in a refrigeration chamber (0 to 4 ° C) for 3 months or subjected to vacuum freeze-drying. The shelf life of the lyophilized product is extended several times (3 years) and, if necessary, dissolved in water to the required concentration and used as intended.

Продуктът по настоящото изобретение може да се използва и за получаване на порьозни колагенови гъбки, предназначени за локална хемостаза или като абсорбиращи превръзки за рани. За целта колагеновата микрофибриларна дисперсия се омрежва частично с разреден разтвор на формалдехид, глутаралдехид или глиоксал (за предпочитане глутаралдехид) в количество от 0,04 до 0,06 % об/об, замразява се и се суши във вакуумсублимационна инсталация. Лиофилизираният продукт се стерилизира с гама-лъчи и остава стабилен при стайна температура в продължение на две години.The product of the present invention can also be used to produce porous collagen sponges intended for local hemostasis or as absorbent wound dressings. For this purpose, the collagen microfibrillar dispersion is cross-linked with a dilute solution of formaldehyde, glutaraldehyde or glyoxal (preferably glutaraldehyde) in an amount of 0.04 to 0.06% v / v, frozen and dried in a vacuum sublimation installation. The lyophilized product is sterilized with gamma rays and remains stable at room temperature for two years.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Пример 1.Example 1.

800 g лиофилизирани свински кожи от млади животни се смилат на мелница Frisch през сито с диаметър на отворите 1 mm. Смлените кожи се прехвърлят в стъклен реактор с бъркалка. Добавят се последователно 20 g панкреатин (Merck), 8 g Polysorbate 80 и 301 дестилирана вода, затоплена до 30-32°С. pH на разтвора се коригира до 7,0-7,5 с добавяне на капки на 40% т/об разтвор на натриев хидроксид или 20% т/об разтвор на лимонена киселина. В кожуха на реактора се подава топла вода, осигуряваща температура 30-32°С. Включва се бъркалката с 350 rpm за 30 min. След това сместа се оставя в покой за 90 min, отдекантира се горният слой на дълбочина 5-10 cm и се изхвърля. Добавя се дестилирана вода в количество, адекватно на отделената смес. Тази процедура се извършва трикратно.800 g of lyophilized pigskin from young animals are ground into a Frisch mill through a 1 mm diameter sieve. The milled hides are transferred to a stirred glass reactor. 20 g of Pancreatin (Merck), 8 g of Polysorbate 80 and 301 distilled water, warmed to 30-32 ° C, were added sequentially. The pH of the solution was adjusted to 7.0-7.5 by the addition of 40% w / v sodium hydroxide solution or 20% w / v citric acid solution dropwise. Hot water was supplied to the reactor jacket, providing a temperature of 30-32 ° C. Turn on the stirrer at 350 rpm for 30 minutes. The mixture was then left to rest for 90 minutes, decanted off the top layer at a depth of 5-10 cm and discarded. Distilled water is added in an amount adequate to the separated mixture. This procedure is performed three times.

След приключване на ензимната обработка, сместа се прехвърля в метален реактор с бъркалка с вместимост 1801, в който предварително са отмерени 120-1301 дестилирана вода и 120-140 g лимонена киселина. Довежда се pH на разтвора до 3,0-3,5 и ако е нужно, се добавя дестилирана вода до общ обем на разтвора 1601. Включва се бъркалката на 500 rpm, за 30 min, след което се изключва и разтворът се оставя да престои 72 h при температура 16-18°С, през което време се осъществява частична киселинна хидролиза на колагена. Полученият разреден колоиден разтвор на кисел колаген се центрофугира на проточна ултрацентрофуга “Сера” при 16 950 rpm за 20 min. Между реактора и центрофугата разтворът преминава през водна помпа с регулируем поток, която се регулира така, че 1601 от разтвора да премине през нея за 20-30 min. Центрофугатьт се прехвърля в реактор с вместимост 3001. В кожуха на реактора се подава вода, осигуряваща температура на сместа 18-20°С. Включва се бъркалката на 3 50 rpm и при непрекъснато разбъркване в продължение на 20 min, pH се довежда до 4,6-5,6 чрез прибавяне на малки порции 40% разтвор на натриев хидроксид. След всяко прибавяне на порция натриев хидроксид се отчита pH. При достигане на изоелектричната точка настъпва самопроизволно възстановяване (реконструкция) на фибриларната структура на колагена. Така получената колагенова суспензия се оставя да престои 2-3 h и след това се концентрира чрез центрофугиране при 2500 rpm за 30 min. Центрофугатът се изхвърля, а утаената колагенова суспензия се анализира за съдържание на сухо вещество. Довежда се до необходимата крайна концентрация чрез добавяне на дестилирана вода. Към 10 kg от сместа като консерванти се добавят 15 g нипагин и 5 g нипазол.After the enzymatic treatment is complete, the mixture is transferred to a 1801 stirred metal reactor, which has previously measured 120-1301 distilled water and 120-140 g citric acid. Adjust the pH of the solution to 3,0-3,5 and add distilled water to the total volume of the solution 1601 if necessary. Turn on the stirrer at 500 rpm for 30 min, then turn off and allow the solution to stand 72 h at a temperature of 16-18 ° C, during which partial acid hydrolysis of the collagen takes place. The resulting diluted colloidal solution of acidic collagen was centrifuged on a sulfur flowing ultracentrifuge at 16 950 rpm for 20 min. Between the reactor and the centrifuge, the solution was passed through an adjustable flow water pump, which was adjusted so that 1601 of the solution would pass through it for 20-30 minutes. The centrifugation was transferred to a reactor with a capacity of 3001. Water was supplied to the reactor jacket to provide a mixture temperature of 18-20 ° C. The stirrer was turned on at 3 50 rpm and, with continuous stirring for 20 minutes, the pH was adjusted to 4.6-5.6 by the addition of small portions of 40% sodium hydroxide solution. After each addition of sodium hydroxide, pH is read. Upon reaching the isoelectric point, a spontaneous recovery (reconstruction) of the collagen fibrillar structure occurs. The collagen suspension thus obtained was allowed to stand for 2-3 h and then concentrated by centrifugation at 2500 rpm for 30 min. The centrifuge is discarded and the precipitated collagen suspension is analyzed for dry matter content. It is brought to the desired final concentration by the addition of distilled water. To the 10 kg of the mixture, 15 g of nipagine and 5 g of nigol are added as preservatives.

Аналитичният добив при посочените условия е около 35-40 kg 1% колагенова суспензия.The analytical yield under these conditions is about 35-40 kg 1% collagen suspension.

Пример 2.Example 2.

В стъклен реактор се прехвърлят 20 kg реконструиран микрофибриларен колаген с концентрация 1 % и към тях се добавят от 20 до 50 g лимонена киселина до pH на разтвора 4,0. Включва се бъркалката на 500 rpm и хомогенизирането продължава 20-30 min до получаването на еднороден колагенов гел. Полученият кисел водноразтворим колаген се разлива в тави иTransfer 20 kg of reconstituted 1% microfibrillar collagen into a glass reactor and add from 20 to 50 g of citric acid to a solution pH of 4.0. The stirrer was turned on at 500 rpm and homogenized continued for 20-30 min until a homogeneous collagen gel was obtained. The resulting acidic water-soluble collagen is poured into trays and

65654 Bl се подлага на лиофилизация. Вакуум-сублимационното сушене се извършва в лиофилизатор TG 16.50. Включва се охлаждането на лиофилизатора, докато температурата в камерата достигне (-40°С). Тавичките с колагеновия разтвор се прехвърлят в камерата на лиофилизатора и се оставят да престоят при тази температура 2 h. Понататък вакуум-сублимационното сушене се извършва при автоматичен режим до крайна температура на продукта +25°С, в продължение на 24-26 h. Сухият колагенов продукт с остатъчна влажност под 8% се пакетира във въздухо- и водонепроницаеми опаковки и може да се рехидратира и използва при нужда. Той запазва качествата си непроменени при съхранение на стайна температура в продължение на 3 години.65654 Bl undergoes lyophilization. Vacuum freeze drying was performed in a TG 16.50 lyophilizer. Cool the lyophilizer until the temperature in the chamber reaches (-40 ° C). Transfer the collagen solution trays to the lyophilizer chamber and allow to stand at this temperature for 2 h. Further, freeze-drying is carried out under automatic mode to a final product temperature of + 25 ° C for 24-26 h. The dry collagen product with a residual moisture content of less than 8% is packaged in air-tight and waterproof packaging and can be rehydrated and used as needed. It retains its properties unchanged at room temperature for 3 years.

Пример 3.Example 3.

Получената съгласно пример 1 колагенова суспензия, след реконструкцията и преди концентрирането, се довежда до pH 5,5-6,0. Извършва се допълнително омрежване и стабилизиране на колагеновите микрофибрили чрез добавяне към сместа на 15 cm3 50% разтвор на глутаралдехид, при непрекъснато разбъркване в продължение на 15-20 min. Колагеновата суспензия се оставя да престои 2-3 h и след това се концентрира чрез центрофугиране при 2500 rpm за 30 min до крайна концентрация на колагена 2%. Към получения колагенов концентрат могат да се добавят биологично активни вещества с хемостатично, антисептично и стимулиращо епителизацията действие, в зависимост от предназначението на крайния продукт (за локална хемостаза при капилярни и паренхиматозни кръвотечения, за лечение на рани от изгаряния, разкъсни, контузии и проблемни рани и др.). Така приготвената колагенова смес се разлива в тавички от оборудването на вакуум-сублимационната инсталация при дебелина на слоя 1 cm. Продуктът се подлага на лиофилизация при описаните в пример 2 условия. Получените колагенови гъби се нарязват до желаните размери, опаковат се и се стерилизират с гама-лъчи при мощност на дозата 25 kGy.The collagen suspension obtained according to Example 1, after reconstruction and before concentration, was adjusted to pH 5.5-6.0. Additional crosslinking and stabilization of the collagen microfibrils were performed by adding to the mixture 15 cm 3 a 50% solution of glutaraldehyde, with continuous stirring for 15-20 min. The collagen suspension was allowed to stand for 2-3 h and then concentrated by centrifugation at 2500 rpm for 30 min to a final collagen concentration of 2%. Biologically active substances with haemostatic, antiseptic and epithelial stimulating action can be added to the collagen concentrate obtained, depending on the purpose of the final product (for local hemostasis in capillary and parenchymal haemorrhages, for the treatment of burn wounds, lacerations, injuries, injuries and others.). The collagen mixture thus prepared is poured into trays from the equipment of the vacuum sublimation installation at a layer thickness of 1 cm. The product was subjected to lyophilization under the conditions described in Example 2. The resulting collagen mushrooms are cut to the desired size, packaged and sterilized with gamma rays at a dose rate of 25 kGy.

Пример 4.Example 4.

Колагеновата суспензия приготвена при описаните в пример 1 технологични условия се сгъстява чрез центрофугиране до концентрацияThe collagen suspension prepared under the technological conditions described in Example 1 is compressed by centrifugation to a concentration

4% и се подкиселява с лимонена киселина до рН-стойност 4,60. Получава се еднороден слабоопалесциращ гел, който показва пластичен тип течене. При температура 20,5°С неговият вискозитет е 9120,0 mPs (ротационен вискозиметър Rheomat 108,7,61 s1). Друга характерна особеност на този гел е слабо изразената тиксотропия. Гелът няма склонност към синерезис и не показва значими изменения във вискозитета при съхранение, което позволява да се използва като сгъстител и влагозадържащ агент в хранителната промишленост.4% and acidified with citric acid to a pH of 4.60. A homogeneous slightly opalescent gel is obtained which shows a plastic type of flow. At a temperature of 20.5 ° C, its viscosity is 9120.0 mPs (rotational viscometer Rheomat 108.7.61 s 1 ). Another characteristic of this gel is mild thixotropy. The gel has no syneresis tendency and shows no significant changes in storage viscosity, which allows it to be used as a thickener and moisture retaining agent in the food industry.

Claims (4)

Патентни претенцииClaims 1. Метод за получаване на микрофибриларен водоразтворим колаген при използване на обезмаслени и обезкосмени свински кожи от млади животни, който включва смилане, развлакняване, ензимна и киселинна обработка, центрофугиране за отделяне на неразтворените частици, реконструкция и концентриране, характеризиращ се с това, че обезмаслените и обезкосмени свински кожи предварително се подлагат на вакуум-сублимационно сушене.1. A method of producing microfibrillar water-soluble collagen using skimmed and non-skimmed pigskin from young animals, which includes grinding, flaking, enzymatic and acid treatment, centrifugation to separate insoluble particles, reconstruction and concentration, characterized in that they are defatted and hairless pigskins are previously subjected to vacuum freeze-drying. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при ензимната обработка на суровината се използва ензимен продукт с комбинирано действие - с протеолитична, липолитична и амилолитична активност.A method according to claim 1, characterized in that the enzymatic product of the raw material uses an enzyme product with combined action - with proteolytic, lipolytic and amylolytic activity. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че водноразтворимият микрофибриларен колаген се подкиселява до pH 4,04,5 и се подлага на вакуум-сублимационно сушене.3. The method according to claim 1, characterized in that the water-soluble microfibrillar collagen is acidified to pH 4,04,5 and subjected to vacuum freeze-drying. 4. Метод съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че водноразтворимият микрофибриларен колаген след реконструкция се довежда до pH 5,5-6,0 и допълнително се омрежва с глутаров алдехид.The method according to claims 1 and 2, characterized in that the water-soluble microfibrillar collagen after reconstruction is brought to pH 5.5-6.0 and further cross-linked with glutaraldehyde.
BG108293A 2003-10-27 2003-10-27 Method of obtaining microfibrillar water-soluble collagen for the food and pharmaceutical industries and cosmetics BG65654B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG108293A BG65654B1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Method of obtaining microfibrillar water-soluble collagen for the food and pharmaceutical industries and cosmetics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG108293A BG65654B1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Method of obtaining microfibrillar water-soluble collagen for the food and pharmaceutical industries and cosmetics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG108293A BG108293A (en) 2005-04-30
BG65654B1 true BG65654B1 (en) 2009-05-29

Family

ID=34528734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG108293A BG65654B1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Method of obtaining microfibrillar water-soluble collagen for the food and pharmaceutical industries and cosmetics

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG65654B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3691281A (en) * 1970-02-02 1972-09-12 Fmc Corp Microcrystalline collagen,method of making same and foods,pharmaceuticals and cosmetics containing same
US4131650A (en) * 1975-04-19 1978-12-26 Firma Carl Freudenberg Collagen foil for cosmetic application
US4295894A (en) * 1979-11-19 1981-10-20 Seton Company Method of preparing soluble collagen fibers
US5736180A (en) * 1993-12-21 1998-04-07 Peiffer; Bernd Spice impregnated edible wrapping foil
US5885634A (en) * 1995-09-28 1999-03-23 Viscofan, Industria Navarra De Envolturas Celulosicas, S.A. Collagen film having improved extensibility
JP2001245614A (en) * 1999-12-28 2001-09-11 Kazuko Miura Jelly-like processed food of collagen and method for producing the same
CN1312019A (en) * 2001-03-20 2001-09-12 郑树田 Material, making process and use of physique strengthening cake
EP1270672A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-02 PV Industries B.V. Process for recovering native collagen, collagen prepared according to said process and applications thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3691281A (en) * 1970-02-02 1972-09-12 Fmc Corp Microcrystalline collagen,method of making same and foods,pharmaceuticals and cosmetics containing same
US4131650A (en) * 1975-04-19 1978-12-26 Firma Carl Freudenberg Collagen foil for cosmetic application
US4295894A (en) * 1979-11-19 1981-10-20 Seton Company Method of preparing soluble collagen fibers
US5736180A (en) * 1993-12-21 1998-04-07 Peiffer; Bernd Spice impregnated edible wrapping foil
US5885634A (en) * 1995-09-28 1999-03-23 Viscofan, Industria Navarra De Envolturas Celulosicas, S.A. Collagen film having improved extensibility
JP2001245614A (en) * 1999-12-28 2001-09-11 Kazuko Miura Jelly-like processed food of collagen and method for producing the same
CN1312019A (en) * 2001-03-20 2001-09-12 郑树田 Material, making process and use of physique strengthening cake
EP1270672A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-02 PV Industries B.V. Process for recovering native collagen, collagen prepared according to said process and applications thereof

Also Published As

Publication number Publication date
BG108293A (en) 2005-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gómez-Guillén et al. Functional and bioactive properties of collagen and gelatin from alternative sources: A review
AU2003229362B9 (en) Collagen and method for producing same
CA1052307A (en) Method for the extraction and processing of glycoproteins, mucopolysaccharides and accompanying substances
US4451397A (en) Method of preparing collagen products
KR102259407B1 (en) Method for Obtaining Collagen Peptide from Starfish, Elastic Liposome Comprising Collagen Peptide Derived from Starfish and Cosmetic Composition Comprising Same
JP2002058733A (en) Freeze dried composite material and production method thereof
CN112294668B (en) Hyaluronic acid injection
CN110538312A (en) skin wound repair ointment and preparation method thereof
US20020065231A1 (en) Method for producing biologically active products
KR100828494B1 (en) A composition of a cosmetic essense and the method of prepating it for improvenent of wrinkle
KR101709702B1 (en) Cosmetic materials and process for producing the same
Lu et al. Characterization and biological properties of marine by-product collagen through ultrasound-assisted extraction
Petzold et al. Alginate as a versatile polymer matrix with biomedical and food applications
Cherim et al. Collagen sources and areas of use
TWI542365B (en) Soluble collagen and preparation method thereof
Cui et al. Advanced review on type II collagen and peptide: preparation, functional activities and food industry application
CN108404220A (en) A kind of biodegradable aqueogel and preparation method thereof
EP4317450A1 (en) Cartilage extract with effect of improving immune response, preparation method therefor, and use thereof
Totre et al. Properties and hemostatic application of gelatin
BG65654B1 (en) Method of obtaining microfibrillar water-soluble collagen for the food and pharmaceutical industries and cosmetics
Wu et al. Advances in research and application of fish scale collagen
KR20190010892A (en) Colostrum collagen composite for improving skin using slow speed lyophilization at low temperature
RU2422131C1 (en) Method of obtaining biologically active sybstance from sturgeon for cosmetic products (versions)
JPH0630616B2 (en) Method for producing water-soluble elastin and molding composition containing collagen and elastin
KR20230077352A (en) Cosmetic composition containing sodium hyaluronate