FI67656C - Foerfarande foer behandling av monovalenta katjoner av fosfokaseinater och deras derivat - Google Patents

Description

67656

Menetelmä käsitellä monovalenttikationien fosfokasei-naatteja tai niiden johdannaisia - Förfarande för behandling av monovalenta katjoner av fosfokaseinater och deras derivat

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä käsitellä monovalenttikationien fosfokaseinaatteja, kuten natrium-, kalium- tai ammoniumfosfokaseinaatteja tai mainittujen fosfokaseinaattien johdannaisia, kuten parakaseiinia.

Tiedetään, että maitotalousraaka-aineiden ja erityisesti maidon kaseiinit sisältävät fosfoseriinejä, jotka antavat niille peptideille, joissa niitä esiintyy, arvokkaat fysikaaliskemialliset, teknologiset ja fysiologiset ominaisuudet. Tietoja maitoproteiineista on saatavissa mm. kirjasta, jonka on kirjoittanut Mc Kenzie H.A. (1971) otsikolla "Milk proteins", voi. 1 ja 2, Academic Press, New-York.

Johtuen sekä laitteiden että havaittujen ilmiöiden ymmärtämisen viimeaikaisesta kehityksestä on kalvoultrasuodatus hyväksytty maitoteollisuudessa laajalti maidon käsittelemiseksi Ck ts. esimerkiksi Maubois J.L., Mocquot G.

(1971 - Preparation de fromagea ä partir de pre-formages liquides obtenus par ultrafiltration du lait - "LE LAIT", julkaisu 51 598, 495-533)3. Maidon virratessa ultrasuoda-tuskalvon läpi vesi, liukenevat mineraalisuolat, laktoosi, pienimolekyylipainoiset typpiyhdisteet (peptidit, vapaat aminohapot) ja vesiliukoiset vitamiinit lävistävät kalvon ultrasuodatuksena tai permeaattina, kun taas proteiinit ja niihin liittyvät ainesosaset (kalsium, fosfori), rasva- 2 67656 palloset ja lipofiilit elementit eivät pääse läpi, jolloin niiden väkevyys kasvaa vesifaasin poiston edetessä, nämä muodostavat retentaatin tai proteiinikonsentraatin. Erittäin puhtaiden proteiinikonsentraattien valmistus vaatii sekä ultrasuodatusvaiheen että diasuodatusvaiheen. Dia-suodatusvaiheessa suoritetaan veden tai vesiliuoksen sisältävien suolojen lisäys jatkuvasti tai jaksottaisesti ultrasuodatusretentaattiin. Samanaikaisesti tai tämän jälkeen poistetaan vastaava määrä permeaattia. Tällaisen toiminnan tuloksena poistuvat retentaatissa olevat suodattuvat elementit. Kalvoultrasuodatustekniikan etuna on maitoproteiinien pysyminen alkuperäisessä muodossaan.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään hyväksi kalvoultrasuodatusta kaseiinipohjäisten raaka-aineiden ainesosien fraktiomisen suorittamiseksi, mutta mainittu ulrasuodatusvaihe yhdistetään entsymaattiseen hvdro-lyysivaiheeseen.

Useita menetelmiä tunnetaan proteiinien hydrolyysin, esimerkiksi maitoproteiinien hydrolyysin suorittamiseksi. Itse asiassa happohydrolyysillä saadaan vapaita amino-happoliuoksia, jonkin verran viimeksi mainittuja tuhoutuu. Alkalinen hydrolyysi säilyttää tryptofäänin, mutta saa aikaan liukenemattomuuden, mikä olennaisesti vähentää alkuperäisten proteiinikonsentraattien ravintoarvoa.

Entsymaattinen proteolyysi on tunnettu ja sitä on käytetty jo varsinkin kauan analyyttisiin tai ravintotarkoituksiin, jolloin pääasiallinen tarkoitus on saattaa proteiinit liukeneviksi. Kirjallisuudesta löytyy runsaasti selontekoja soijapapuproteiinihydrolysaattien monista ravintokäytöistä £kts. ARAI S., NOGUCHI M., KUROSAWA S., KATO H., ja 3 67656 FUJIMAKI M. (1970) Applying proteolytic enzymes on soybean, 6-deodorization effect/ of fish proteins: /kts. HEVIÄ P., WHITAKER J.R. ja OLCOTT H.S. (1976) - Solubilization of a fish protein concentrate with proteolytic enzymes.

J. Agric. Food Chem. vol. 24 (2) 383-385/ or of colza, by action animal, microbial or vegetable proteases.

Näiden menetelmien soveltaminen maitoproteiineihin kaupallisessa mittakaavassa on kuitenkin edelleen varsin rajoittunutta.

Entsymaattisessa proteolyysissä ei ole kemiallisten menetelmien haittapuolia. Hydrolyysin olosuhteet ovat kohtuulliset ja lievät säilyttäen siten tuotteiden ravintoarvon .

Yleensä hydrolyysi johtaa peptideihin, joilla on huomattavan kitkerä maku. Tämä ominaisuus rajoittaa näiden hydro-lysaattien käyttöä ihmisravinnoksi. Hydrolysaatin kitke-ryysaste riippuu pääasiallisesti proteiinisubstraatin luonteesta ja tietystä entsyymistä. Kitkeryyden poistamiseksi on esitetty eksopeptidaasien käyttö. Kts. esimerkiksi ARAI 5., YAMASHITA M., KATO H., FUJIMAKI M., (1970) - Agric. Biol. Chem., 34,729, sekä CLEGG K.M., SMITH G. ja WALKER A.L., (1974) - Production of an enzymatic hydrolysate of casein on a kilogram scale. J. Food Technol.

3_, 425-431. Edelleen on esitetty peptidien modifioimista lisäämällä glutaamihappoa ennen pehmennysreaktiota.

On myös mahdollista toimia poistamalla hydrofobiset aminohapot.

Kaikki nämä tunnetut menetelmät ovat kuitenkin epätyydyttäviä ja sopimattomia keksinnön vaatimuksia silmälläpitäen.

Itse asiassa eksopeptidaasin käytön aiheuttama huomattava liukenevuus suurentaa vapaiden aminohappojen ja erityisesti arginiinin, lysiinin, tyrosiinin, valiinin, fenyylialaniinin, 4 67656 metioniinin ja leusiinin määrää, ja nettoseurauksena tästä olisi järjestelmien rasittuminen niiden joutuessa kuljettamaan aminohappoja elimistössä, jolloin hydro-lysaattien ravintohyötysuhde heikkenee. Toisaalta hydrolysaattien ominainen tai omaperäinen laatu muuttuu, koska itse aminohappotasapaino muuttuu, jolloin tarvitaan lisää vapaita aminohappoja.

Teknologisesta näkökulmasta katsoen suoritetaan entsy-maattinen hydrolyysi tavallisimmin jaksottaisella reak-tiojärjestelmällä. Entsyymi lisätään käsiteltävään pro-teiiniliuokseen. Jonkin verran pidennetyn viipymisajan jälkeen, entsymaattista aktiviteettia ja substraatti-hyökkäystä edistävissä olosuhteissa, pH modifioidaan ja entsyymi deaktivoidaan lievällä lämpökäsittelyllä.

Linkous voidaan suorittaa sulamattoman liukenemattoman fraktion poistamiseksi. Kuitenkin tämän jaksottaisen entsymaattisen hydrolyysireaktion mukaisesti on vaikeata käyttää suurta entsyymi:substraatti-suhdetta. Nyt tiedetään, kts. ROBINS R.C. (1978) - Effect of ratio of enzymes to substrate on amino acid patterns released from proteins in vitro. Internat. J. Vit. Nutr. Res., 4J3, 44-52, että entsyymi/substraattisuhteella on ratkaiseva vaikutus proteolyysin aikana vapautuneiden vapaiden aminohappojen ja peptidien luonteeseen. Jaksottaisella prosessilla entsyymit pitää tuhota hydrolyysin loppuvaiheessa silloin, kun niitä muodostuu liikaa ja sama olisi pakollista mainituilla suurilla suhteilla.

On myös esitetty kiinteillä entsyymeillä varustettujen reaktoreiden käyttöä. Näihin liittyy kuitenkin huomattavia haittapuolia käytännön näkökulmasta tarkasteltaessa.

Itse asiassa entsyymiaktiviteetin, erityisesti pH-olo-suhteiden, optimiolosuhteet muuttuvat siten, että reaktoritoiminta ei ole tyydyttävää kaikin ajoin. Lisäksi esiintyy bakteriologisia ongelmia, joita ovat esimerkiksi 5 67656 kiinnitysalustojen tukkeutumiset sekä proteiiniadsorptio substraattiin. Lisäksi entsymaattinen reaktio pyrkii estymään ajan kuluessa johtuen entsyymi-proteiiniosa-kompleksin muodostumisesta. Tämän estymisen voi myös aiheuttaa substraatin luonne. Edelleen on erittäin vaikeata käyttää monientsyymijärjestelmiä johtuen entsyymin kil-pailuilmiöistä substraatin suhteen ja koska entsyymin stabiliteetti muuttuu ajan mukana.

Keksinnössä on käytetty hyväksi aikaisemmin muissa käyttötarkoituksissa tunnettuja menetelmiä, joissa käytetään entsymaattisia kalvoilla varustettuja reaktoreita. Tässä yhteydessä voidaan viitata artikkeliin CHEFTEL C. (1972) - Solubilisation enzymatique continue du concentr§ protfe-ique de poisson. Essai de recyclage des enzymes. Ann. Technol. Agric. 2_1, (3) 423-433, jossa on kuvattu kal-votyyppistä reaktoria, jota sovellettiin kalaproteiini-konsentraattien proteolyysiin. Ultrasuodatuskalvo mahdollistaa entsyymin pysymisen liuoksena reaktorissa samoinkuin proteiinimaisen substraatin. Vain hydro-lyysituote, eli peptidit, poistuvat niiden muodostumisen jatkuessa. Käytännössä kuitenkin tällaisen reaktorin käyttö ei ole helppoa, kuten CHEFTEL on osoittanut. Substraatin pitäisi olla täysin entsyymiin liuotettavissa ja proteiiniliuoksen pitää olla moitteetonta bakteriologista laatua.

Tekniikan tasoa kuvaavina asiakirjoina voidaan lisäksi viitata seuraaviin:

Ranskalaisessa patentissa 77 24069 (julkaisunumero 2.399.213) on kuvattu hydrolysaatin käsittelyä ultra-suodatuksella ja tämän jälkeen sähködialyysiä. Tässä julkaisussa on todistettu se, että oli tunnettua ultra-suodattaa proteiinihydrolysaatti. Tässä patentissa kuvattu menetelmä mahdollistaa luonnon aminohappojen puhtaan 6 67 6 5 6 liuoksen valmistuksen;

Ranskalaisen patentin 74 39311 (julkaisunumero 2.292.435) kohteena on kalsiumfosfokaseinaatin valmistus maito-ultrasuodatusretentaatista. Tämän patentin kohteena on tästä syystä kalsiumfosfokaseinaatin valmistus. Se ei kohdistu monovalenttisten kationifosfokaseinaattien tai niiden johdannaisten käsittelyyn;

Julkaisu CHEMICAL ABSTRACTS, voi. 87, n:o 19, 7.11.1977. sivu 265, yhteenveto 148 185p COLUMBUS OHIO (US) & J.Dairy Research, voi. 44, n:o 2 (1977), sivut 373-376, D.W.WEST "A simple method for the isolation of a fosphopeptide from bovine a sl-casein" on kuvattu fosfopeptidin valmistus kaseinaatista. Menetelmässä suoritetaan entsymaattinen hydrolyysi trypsiinillä ja fraktiointivaiheet geeli-suodatuksella ja kromatografiällä, mutta se alkaa reaktiolla CNBr:n kanssa johtaen varsin määrätyn tyyppisiin tuotteisiin;

Julkaisussa CHEMICAL ABSTRACTS, voi. 91, n:o 21, 19.11.1979, sivu 523, yhteenveto 173 597g COLUMBUS OHIO (US) & Enzyme Microb.Technol., voi. 1, n:o 2 (1979), sivut 122-124, J.P. ROOZEN et ai. "Enzymatic protein hydrolysis in a membrane reactor related to taste properties" on kuvattu hydrolyysi entsymaattisessa reaktorissa tarkoituksena parantaa proteiinihydrolysaattien makua. Tämä julkaisu todistaa siis sen, että entsymaattinen reaktori on tunnettu laite.

Keksinnön mukaisesti käsittelymenetelmää sovelletaan proteiiniliuoksiin, joissa ei ole bivalentti-ioneja, kuten kalsium ja magnesium. Itse asiassa keksinnössä käytetään olennaisesti kaseiinipohjäistä raaka-ainetta, joka sisältää monovalentteja kationifosfokaseinaatteja tai niiden johdannaisia.

67656 7

Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että mainittu raaka-aine hydrolysoidaan entsymaattisesti pH-arvossa 7-9, lämpötilassa 37 - 45°C ja käyttämällä ainakin yhtä proteolyyttistä entsyymiä kuten pankreatiinia, trypsiiniä ja/tai alfakymotrypsiiniä, joka kykenee toistamaan ihmiskehossa in vivo tapahtuvan proteiini-sulamisen; näin saatu hydrolysaatti ultrasuodatetaan ainakin kerran kalvoilla, jotka pidättävät entsyymin ja päästävät läpi hydrolysaatin kaikki peptidit permeaatissa; tähän fosfopeptidejä ja fosforyloimattomia peptidejä sisältävään permeaattiin lisätään ainakin yhtä bivalentti-kationisuolaa, joka muodostaa aggregaatteja peptidien fosforyloidun fraktion kanssa, liuoksen muodostamiseksi, joka sisältää olennaisesti fosfopeptidien aggregaatteja ja fosforyloimattomia peptidejä, ja fosforyloimattomat peptidit ja hiukkaskooltaan suuremmat fosfopeptidit erotetaan ainakin kerran ultrasuodattamalla kalvolla, joka pidättää fosfopeptidit.

Keksinnön mukaisella menetelmällä käsiteltävät kaseiini-pohjaiset raaka-aineet ovat ammattiväelle tuttuja ja valmistettavissa teollisesti. Esimerkiksi monovalentti-kaseinaattien, kuten esimerkiksi natriumkaseinaatin valmistus käsittää ensin kaseiinin valmistuksen, jolloin lähdetään esimerkiksi maidosta ja saostus suoritetaan isoelektrisessä pisteessä. Kaseiinin pesun jälkeen kase-iinisakkaan lisätään natriumhydroksidia, kaliumhydrok-sidia, ammoniumhydroksidia tai muita emäksisiä yhdisteitä mukaanluettuna monovalentti-ionit ja jotka soveltuvat kaseiinin saattamiseen uudelleen liukenevaksi. Lopuksi saadaan proteiiniliuos, joka sisältää mainittuja mono- valenttikationikaseinaatteja, edullisesti natrium- ja kaliumkaseinaatteja. Näitä aineita voidaan välittömästi käyttää raaka-aineena keksinnön mukaiseen menetelmään.

6 7 6 5 6

Eräässä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa voidaan käyttää hyväksi mainittujen kaseinaattien johdannaisia erityisesti parakaseiinin muodossa. Tätä tarkoitusta varten monovalentti-kationifosfokaseinaattien liuos on edeltäkäsin käsitelty lisäämällä siihen juoksutetta, joka saa aikaan hydrolyysi-reaktion. Hydrolyysituote sisältää parakaseinaatteja ja kaseinomakropeptidejä (CMP). Tämän jälkeen parakaseiini saatetaan saostukseen jollakin tunnetulla tavalla, edullisesti hapottamalla pH-arvoon 4,6 jollakin orgaanisella tai epäorgaanisella ravinto- tai lääkehapolla, esimerkiksi kloori-vetyhapolla, fosforihapolla, rikkihapolla, etikkahapolla, maitohapolla tai muilla vastaavilla hapoilla. Käytännössä edullista on kloorivetyhappo. Tämän jälkeen pinnalle tuleva liuos, joka sisältää kaseinomakropeptidejä, erotetaan saos-tetusta parakaseiinista. Jälkimmäistä käytetään puolestaan keksinnön mukaisen menetelmän raaka-aineena. Tässä modifioidussa suoritusmuodossa saatu liuos sisältää kaseinomakro-peptidiä, joka voi muodostaa arvokkaan tuotteen. Mainitun tuotteen puhdistamiseksi ja erottamiseksi voidaan liuos neutraloida emäksisellä yhdisteellä, kuten natriumhydroksidi. CMP voidaan valmistaa väkevöityyn mutoon ultrasuodattamalla liuos sen jälkeen, kun siihen on lisätty kalsiumkloridia.

Eräässä yllä kuvatun vaihtoehtoisen suoritusmuodon edullisessa muodossa natriumkaseinaatti vesiliuoksessa (3 %) hydrolysoitiin juoksutteella (20 mg/100 1). Tämän jälkeen parakaseiini saostettiin hapottamalla (pH-arvoon 4,6) HCl:lla. Kaseinomakropeptidin sisältävä pintaliuos neutraloitiin sen jälkeen (pH-arvoon 7,0) natriumhydroksidilla ja väkevöitiin ultrasuodattamalla sen jälkeen kun siihen oli lisätty 0,5 g 9 67656

CaC^. Runsaalla 1000 litralla 3 % kaseinaattiliuosta tämä vaihtoehtoinen suoritusmuoto mahdollistaa noin 30 - 40 litran valmistuksen 3 % kaseinomakropeptidiliuosta.

Riippumatta keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävästä raaka-aineesta on alkuvaihe entsymaattinen hydrolyysi ainakin yhdellä proteolyyttisellä entsyymillä, joka kykenee toistamaan ihmiskehossa in vivo tapahtuvan proteiinisulamisen. Kuten aikaisemmin mainittiin, tämä hydrolyysi suoritetaan edullisesti laitteessa, jossa ultrasuodatuslaitteet on yhdistetty entsymaattiseen reaktoriin, jolloin tämä mahdollistaa jatkuvan toiminnan.

Tässä suoritusmuodossa entsymaattinen hydrolyysivaihe suoritetaan jatkuvasti syöttämällä kaseiinipohjäistä raaka-ainetta reaktiovyöhykkeeseen sen saattamiseksi perusteellisesti kosketukseen entsyymin kanssa, reaktiotuotetta poistetaan jatkuvasti ja siirretään reaktiovyöhykkeestä ultrasuodatus-vyöhykkeeseen, josta samoin jatkuvasti poistetaan permeaattia, joka muodostaa peptidihydrolysaatin.

Entsymaattisen hydrolyysivaiheen aikana pH pitäisi säätää alueelle 7-9. Tätä tarkoitusta varten reaktiovyöhykkeeseen syötetään jatkuvasti tai jaksottaisesti emäksistä perusyhdistettä, joka voi olla natriumhydroksidi tai karbonaatti, kaliumhydroksidi tai karbonaatti, ammoniumhydroksidi tai niiden seos. Tietyn emäksisen yhdisteen valinta riippuu lopputuotteen käyttötarkoituksesta.

Entsyyminä käytetään edullisesti ainakin yhtä proteolyvttistä entsyymiä, joka kykenee toistamaan ihmiskehossa in vivo tapahtuvan proteeinisulamisen, kuten pankreatiinia, joka on kompleksinen seos ja sisältää rypsiiniä, kymotrypsiiniä ja muita sekundäärisiä proteolyyttisiä entsyymejä.

ίο 6 7 6 5 6 Käytännössä voidaan turvautua luonnolliseen pankreaattiseen uutteeseen, jota on kaupallisesti ja helposti saatavissa. Tarvittaessa voidaan kuitenkin käyttää myös synteettisellä seoksella muodostettuja entsyymejä, esimerkiksi alfakymo-trypsiiniä ja trypsiiniä. Käytetyn synteettisen seoksen koostumus on edullisesti suunnilleen sama kuin pankreatiinin käsittäen tästä syystä sekundääriset entsyymit, joita on luonnollisessa pankreaattisessa uutteessa. Keksinnön mukaisesti havaittiin, että pH 7 - 9, edullisesti 7 - 8,5, esimerkiksi 8, antoi maksimistabiliteetin pankreatiinille ja muille vastaaville entsyymeille, jotka vastaavat keksinnön vaatimuksia.

Edelleen on suositeltavaa noudattaa entsymaattisen hydro-lyysin vyöhykkeellä varsin tiukkoja lämpötilaolosuhteita. Itse asiassa havaittiin, että entsyymiaktiviteettiin vaikutti voimakkaammin lämpötila kuin pH. Erityisesti kokeet ovat osoittaneet keksinnön mukaisesti, että trypsiinillä pitäisi maksimilämpötilan entsymaattisen hydrolyysin aikana olla korkeintaan 54°C ja kymotrypsiinillä mainitun lämpötilan pitäisi olla korkeintaan 45°C. Käytännössä käytettäessä pankreatiinia tehdään kompromissi ottamalla huomioon sekä in vivo tapahtuvan elimistön proteolyysin optimiolosuhteet (lämpötila noin 37°C) ja se, että korkeammat lämpötilat suosivat vähemmän mikrobikasvua ja mahdollistavat suuremmat ultrasuoda-tustuotokset. Yleensä valitut lämpötilat ovat alueella 37 - 40°C ja edullisimmin edelleen lähellä 37°C.

Aivan ilmeisesti reaktioparametrit, nimittäin pH ja entsymaattisen hydrolyysin lämpötila, korreloivat keskenään. Tällöin ammattiväelle on selvää valita kussakin tietyssä tapauksessa edullisimmat olosuhteet.

Parhaan mahdollisen entsymaattisen hydrolyysin aikaansaamiseksi on myös suositeltavaa valita huolellisesti ultrasuodatuskalvo, jota käytetään entsymaattisen reaktorin n 67656 yhteydessä. Käytetyt kalvot voivat olla mitä tahansa orgaanista tai epäorgaanista tyyppiä. Hyvät tulokset antanut kaivorakenne muodostuu onttokuituisista moduleista. Ohjeena voidaan mainita, että on mahdollista käyttää sociätö AMICON-yhtiön kalvoja, joita on saatavissa tuo-tenimellä H10P5 (rajakynnys 5000) ja H10P10 (rajakynnys 10.000) samoinkuin soci£t§ ROMICON-yhtiön kalvoja, joita on saatavissa tuotenimellä PM2 (rajakynnys 2000) tai PM 50 (rajakynnys 50.000). Ainoana vaatimuksena on se, että toiminnan aikana kalvon pitäisi tehokkaasti estää entsyymin läpimeno ja toimia muutenkin tyydyttävästi sekä omata riittävä käyttöikä.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa kahdessa eri vaiheessa: Ensimmäinen vaihe on entsymaattinen hyd-rolyysivaihe ja toinen vaihe on ultrasuodatusvaihe, joka liittyy mainittuun hydrolyysivaiheeseen. Laitteet kummankin näiden vaiheiden suorittamiseksi voivat olla erilliset tai liittyä toisiinsa. Vaihtoehtoisena suoritusmuotona menetelmä voidaan kuitenkin suorittaa jatkuvasti siten, että molemmat yllä mainitut vaiheet suoritetaan yhdessä laitteessa. Alkutyöskentelyvaiheessa, esimerkiksi noin 1 tunnin ajan, permeaatti (kalvon läpi virtaava neste) kierrätetään uudelleen hydrolyysi-vyöhykkyyseen kaseiinipohjaisen materiaalin halutun hydrolyysiasteen aikaansaamiseksi. Hydrolyysin jälkeen reaktoriin syötetään käsiteltävää kaseiinipohjaista raaka-ainetta samalla virtausnopeudella kuin permeaattia.

Tällöin siis keksinnön eräs edullinen suoritusmuoto käsittää entsymaattisen hydrolyysivaiheen ja kalvo-ultrasuodatusvaiheen yhdistämisen ja jatkuvan suorittamisen, jolloin kaikki hydrolysaatissa olevat peptidit voidaan ottaa talteen hydrolysaatissa. Entsymaattisen hydrolyy-sivaiheen yhteydessä käytetyllä ultrasuodatuskalvolla pitäisi olla sellaiset ominaisuudet, että se päästää kaikki hydrolysaatissa olevat peptidit vapaasti läpi.

12 67656

Sopiviksi osoittautuivat kalvot, joiden rajakynnys oli 50.000 tai sen yli.

Keksinnön erään olennaisen tunnusmerkin mukaisesti per-meaattiin lisätään tämän jälkeen ainakin yhtä bi«'alentti-kationisuolaa, joka kykenee muodostamaan aggregaatteja peptidien fosforyloituneen fraktion kanssa. Itse asiassa havaittiin, että kompleksoimalla bivalenttikationit fosfopeptidien välinen aggregaatio helpottuu, jolloin viimeksi mainitut voidaan erottaa fosforyloimattomista peptideistä. Fosfopeptidien ja fosforyloimattomien peptidien entsymaattisella hydrolyysillä saatu erottuminen perustuu fosfoseriinien kykyyn kompleksoida maa-alkali-ioneja, erityisesti kalsium- ja magnesiumioneja. Keksinnön mukaisen menetelmänkin tapauksessa hydrolyysi suoritetaan proteiiniliuoksiin, joissa ei ole kalsiumia ja/tai magnesiumia, jolloin on tärkeätä lisätä hydrolyysillä saatuihin peptidiliuoksiin kyseiset bivalenttikationit, jotka aikaansaavat kompleksointitoiminnan.

Käytännössä on edullista käyttää kompleksoivina bivalent-tikationeina kalsiumkationeja, jotka on tuotu sisään esimerkiksi kalsiumkloridilla. Ainesmäärä, jolla biva-lenttikationipohjäiset peptidit kompleksoidaan, jotka peptidit puolestaan keksinnön mukaisesti pitäisi lisätä peptidilluokseen, ei ole ratkaiseva. Käytännössä sopiviksi osoittautuivat kalsiumkloridimäärät noin 0,5 painoprosenttia peptidiliuoksen suhteen.

Ammattiväelle on selvää valita bivalenttiyhdisteet ja niiden käytettävä määrä ottamalla huomioon myös seuraava fosfopeptidiaggregaattien ja fosforyloimattomien peptidien välinen erotusvaihe, jolloin erotus suoritetaan keksinnön mukaisesti ultrasuodatusvaiheella. Ts. pitäisi kiinnittää huomiota erityisesti ultrasuodatuskalvon rajakynnykseen, jotta fosfopeptidiaggregaatti ei pääsisi kulkemaan tämän 13 67656 kalvon läpi. Hyviä tuloksia antaneen suoritusmuodon mukaisesti käytetään kompleksiaineen mukana mineraali-fosfaattia, kuten esimerkiksi natriumhappofosfaattia PO^HNa^. Tällaisen fosfaattiyhdisteen läsnäolo saattaa parantaa kompleksointivaikutusta ja suurten fosfopep-tidiaggregaattien muodostusta. Kuitenkin joissain tapauksissa ja erityisesti silloin, kun on tarkoitus käsittelyn lopussa saada aikaan fosfopeptidisiä fraktioita, joissa ei ole liiallisesti mineraalifosfaattia, voidaan lisätyn fosfaatin määrää pienentää tai se voidaan jättää peräti kokonaan pois edellyttäen, että menetelmän viimeisessä vaiheessa käytetään kalvoa, joka kykenee estämään fosfopeptidien läpimenon ja jonka rajakynnys on edullisesti välillä 2.000 - 50.000 ja edullisemmin välillä 2.000 ja 10.000.

Kuten aikaisemmin mainittiin, kumpaakin yllä kuvattua ultrasuodatusvaihetta voi seurata diasuodatusvaihe, jonka aikana lisätään jatkuvasti tai jaksottaisesti nestettä, esimerkiksi vettä tai suolapitoista vesiliuosta tarkoituksena puhdistaa edelleen ultrasuodatustuotteita. Keksinnön mukaisessa menetelmässä vesi osoittautui sopivaksi diasuodatukseen.

Entsymaattista hydrolyysivaihetta seuraavien ultrasuodatus-ja diasuodatusvaiheiden tuloksena saadaan toisaalta peptidiliuos, joka saatetaan lisäkäsittelyyn keksinnön mukaisella menetelmällä ja toisaalta fraktio (retentaatti), joka muodostuu proteiinijäänteestä ja jäljellä olevista entsyymeistä. Keksinnön mukaisen menetelmän viimeisessä vaiheessa suoritettujen ultrasuodatus- ja diasuodatusvaiheiden tuloksena saadaan toisaalta permeaatti, fos-foryloimattomia peptidejä ja toisaalta retentaattina fosfopeptidit.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa peptidi fraktioiden 14 67656 valmistus suoritettiin aloittaen 6 % natriumkaseinaatti-liuoksesta. Hydrolyysi entsymaattisessa reaktorissa tehtiin siten, että pankreatiinia oli 4 g per litra pH:n ollessa 8 ja lämpötilan 37°C. Sen jälkeen reaktorin sisältö diasuodatettiin vedellä. Tämän jälkeen peptidiliuos hapotettiin pH-arvoon 6,2, jolloin aggregaation aiheutti CaCl2:n (0,5 %) ja PO^NHa2:n (0,1 %) lisäys. Sen jälkeen peptidiliuos kävi läpi ultrasuodatuksen ja diasuodatuksen. Aloitettaessa 1000 litrasta 6 % natriumkaseinaattia voidaan saada 900 litraa fosforyloimatonta peptidiliuosta (45 g per litra) ja 100 - 120 litraa fosforpeptidiliuosta (80 g per litra).

Keksinnön mukaisen menetelmän loppuvaiheessa tällä tavoin saadut fosfopeptidit muodostavat erittäin mielenkiintoisen ja arvokkaan tuotteen. Itse asiassa tuotteella on suuri fosfoseriinipitoisuus ja se sisältää vähäisiä määriä aromaattisia aminohappoja (fenyylialaniini, tyrosiini, tryptofaani).

Tällöin saadussa fraktiossa on runsaasti fosfopeptidejä ja sille voi olla ominaista sekä tietty aminohappokoostumus että runsas mineraaliainespitoisuus (tuhkaa) verrattuna typen kokonaismäärään, koska fosfopeptidifraktio toimi lisättyjen suolojen kompleksoimiseksi.

Oheinen taulukko I esittää keksinnön mukaan valmistettujen tuotteiden pääasiallisia ominaisuuksia, jolloin monovalent-tikaseinaatin ominaisuudet on esitetty ensimmäisessä sarakkeessa vertailun vuoksi.

67656 15

TAULUKKO I

K- tai Na- Fosforyloi- Fosfopepti-kaseinaatti mattomat diti peptidit

Aromaattisten aminohappojen kokonais- määrä (Tyr, Phe, Trp)__12 %__£ 12 %__£ 4 %_

Seriinit 4,9 % ^ 4 % £ 20 % £ 8 %

Ca + Mg + P

< < > NT (1) = 0,01 = 0,02 = 0,2 %

Vapaat aminohapot__-__£ 10 %__- 3 %_ (1) NT = kokonaistyppi x 6,38

Keksinnön mukaisella menetelmällä saadut fosfopeptidit ovat sopivia moniin käyttötarkoituksiin ravintoalalla.

Keksinnön mukaan valmistetut tuotteet ovat käyttökelpoisia erityisesti ihmisravinnoksi ja lääkehoidolliseen ravitsemiseen. Itse asiassa tiedetään, että ihmismaidossa on nk. orgaanista fosforia, eli sitoutunut proteiineihin ja sitoutunut lipideihin, verraten huomattavasti enemmän kuin muissa maidoissa, erityisesti lehmänmaidossa. Tällöin suhde orgaaninen fosfori per kokonaisfosfori on ihmismaidossa noin 0,83 ja lehmänmaidossa 0,34.

Tarkemmin sanoen typpeen sitoutuneen orgaanisen fosforin suhde epäorgaaniseen fosforiin on ihmismaidossa noin 0,70 ja lehmänmaidossa noin 0,36.

Tästä syystä keksinnön mukaan saadut tuotteet ovat käyttökelpoisia esimerkiksi äidinmaitoalueella.

6 76 5 6 16

Mutta yleisesti ottaen myönnetään, että naisen maito-proteiinien pääasiallisin hyvä ominaisuus on varmistaa huomattava typpianabolismi ja samalla huomattavan alhaiset arvot munuaisten osmoottikuormitukselle ja H+-ionikuormitukselle.

Tämä hyvin voimakkaan typpianabolismin ja munuaisten alhaisen osmoottisen kuormituksen ja H+-yläkuormituksen yhdistelmä on erittäin tavoiteltu elvytyksessä ja lääkinnällisessä ravitsemisessa, joissa esiintyy usein rinnan vaatimuksia voimakkaasta anabolismista ja munuaistoiminnan vajavuutta.

Keksinnön mukaan valmistetut tuotteet vastaavat näitä vaatimuksia. Tietyissä käyttötakoituksissa keksinnön mukaiset tuotteet sisältävät riittämättömän määrän joitain tärkeitä aminohappoja (fenyylialaniini, tyrosiini, tryptofaani, kystiini). Ne voidaan tällöin liittää edullisesti muihin proteiineihin tai peptideihin tai olennaisten aminohappojen alfaketohappoon tai alfa (OH) happohomologeihin optimaaliseen biologiseen arvoon johtavan hyvän aminohappotasapainon palauttamiseksi.

On myös huomattava, että näillä tuotteilla (fosfopeptidit) on voimakas affiniteetti tai yhtymistaipumus makroelement-teihin (kalsium, magnesium) ja oligoelementteihin, joista erityisesti voidaan mainita rauta, sinkki, kupari, kromi, nikkeli, koboltti, mangaani ja seleeni.

Keksinnön mukaan valmistetut fosfopeptidit voidaan edullisesti muuttaa mainittujen elementtien tai alkuaineiden suoloiksi tavallisin menetelmin. Tällaisen organofosforoidun 67656 17 suolan aikaansaamiseksi voidaan siis käyttää diasuodatusliu-oksena fosfopeptidien puhdistamiseksi lisättävän elementin sisältävän suolan liuosta, eli rautakloridiliuosta raudan kyseessä ollen. Nämä organofosforoidut suolat ovat hyvin liukenevia ja niitä voidaan edullisesti käyttää tiettyjen elementtien kantoaineina.

Keksinnön mukaan valmistetut tuotteet vastaavat sellaisten potilaiden ravintotarpeita, jotka kärsivät pankreatiinipuu-toksesta, aineenvaihduntasairauksista, ravintopuutoksista tai vaivoista, jotka mahdollisesti liittyvät runktionaalisiin tai orgaanisiin munuaispuutoksiin, jolloin keksinnön mukaan valmistetut tuotteet ovat erityisen käyttökelpoisia silloin, kun nämä puutokset liittyvät peptideihin, tärkeisiin aminohappoihin tai tärkeisiin aminohappohomologeihin.

Tästä syystä keksinnön mukaan valmistettuja tuotteita voidaan käyttää suoraan ravinto- tai lääkeopillisissa ravinteissa, jotka ihmiskeho täysin yhteyttää.

Riippumatta käytettyjen proteiinien, peptidien tai aminohappojen alkulähteestä, nämä fosfopeptidit mahdollistavat sen, että muodostettavassa seoksessa typpeen sitoutuneen orgaanisen fosforin määrä voidaan erittäin edullisella tavalla säätää.

Kuten aikaisemmin mainittiin, keksinnön mukaan valmistetut fosfopeptidit ja niiden johdannaiset, erityisesti organo-fosforoidut suolat, joita ne muodostavat mineraalimakro-elemettien, kuten kalsium- ja/tai magnesium- ja/tai oligoelementtien (Fe, Zn, Cu, Cr, Ni, Co, Mn, Se esimerkiksi) kanssa, ovat erittäin käyttökepoisia ravinto-opillisesti.

18 67656

Edullisen ravintoseoksen aikaansaamiseksi lisätään ravinto-opilliselta kannalta hyväksyttävään kantoaineeseen tehokas määrä ainakin yhtä keksinnön mukaan valmistettua fosfopep-tidiä tai fosfopeptidin johdannaista. Tällainen tehokas määrä voi vaihdella laajoissa rajoissa halutun vaikutuksen mukaisesti. Esimerkin vuoksi voidaan mainita, että tavallisesti sopiva määrä on 10 painoprosenttia verrattuna seoksen kokonaispainoon.

Keksinnön mukaan valmistettuja tuotteita voidaan käyttää myös sellaisenaan ihmisten ja eläinten lääkkeinä.

Kyseiset lääketuotteet sopivat kaikkien sellaisten sairauksien hoitoon, joihin liittyy orgaanisen fosforin ja tiettyjen mineraalielementtien puute. Tällaisesta käytöstä on seuraavassa annettu joitain valaisevia esimerkkejä, jotka eivät suinkaan rajoita keksintöä.

Keksinnön mukaan valmistetut fosfopeptidien mineraali-johdannaiset, jotka muodostuvat niiden kalsiumsuoloista, muodostavat protidisen mineraalitäyteaineen, jossa on runsaasti orgaanista fosforia ja kalsiumia. Niitä voidaan käyttää lääkkeinä esimerkiksi seuraavissa tapauksissa.

- luiden luutuminen murtuman jälkeen - osteoporoosikäsittely - kalsiumlisäys riisitaudin hoidossa.

Keksinnön mukaan valmistetut fosfopeptidien johdannaiset, jotka muodostuvat niiden magnesiumsuoloista, muodostavat mineraaliprotidisen lisäaineen, jossa on runsaasti orgaanista fosforia ja magnesiumia. Niitä voidaan käyttää 67656 19 lääkkeinä hoitamaan kaiken tyyppisiä magnesiumpuutoksia erityisesti aikuisilla esimerkiksi seuraavissa tapauksissa: - stressin aikaansaamat Mg-tarpeet - vanhusten heikko Mg-ruoankäyttö - Mg-tarpeiden kasvu raskaana olevalle naiselle.

Lääkkeitä, jotka sisältävät sekoitetuista kalsium- ja magnesiumsuoloista muodostuvia fosfopeptidien johdannaisia, käytetään samalla tavoin mineraaliproteiinilisäaineena.

On sanomattakin selvää, että muitakin keksinnön mukaan valmistettuja fosfopeptidisuoloja voidaan käyttää vastaavalla tavalla, vaikkakin käytännössä kalsium- ja/tai magnesiumsuolat ovat edullisia.

Tässä yhteydessä on huomattava, että fosfopeptidit sellaisina kuin ne valmistetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, ovat bivalenttikationisuolojensa muodossa, joita ovat erityisesti kalsiumin ja/magnesiumin suolat. Tarvittaessa nämä suolat voidaan muuttaa neutraaleiksi fosfopeptideiksi alentamalla aineen pH esimerkiksi arvoon noin 4,6, mutta käytännössä tätä toimenpidettä ei tarvita, koska fosfopep-tidisuoloja voidaan aivan hyvin käyttää sellaisenaan.

Tällöin käyttöolosuhteissa ja erityisesti silloin, kun fosfopeptidit ovat ravinto- tai lääkeseoksissa, ne esiintyvät suolojen, esimerkiksi kalsiumin ja/tai magnesiumin suolojen muodossa.

Makroelementit (edullisesti kalsium ja/tai magnesium) voidaan ainakin osittain korvata oligoelementeillä.

Keksinnön mukaan valmistetut fosfopeptidien johdannaiset, 6 7 6 5 6 20 jotka sisältävät oligoelementtejä, vastaavat käyttötarkoitukseltaan kyseisten oligoelementtien käyttöä.

Yleisesti ottaen fosfopeptidejä ja oligoelementtien johdannaisia sisältäviä lääkeaineita käytetään mm. oligoelementtien (Fe, Zn, Cu, Cr, Ni, Mn, Se) puutokseen johtavien huonojen sulamisabsorptioiden hoitoon. Tällaisia huonojen sulamis-absorptioita esiintyy erityisesti suolen tukoksissa ja tulehduksissa, kun kyseessä ovat yleensä suolisto- ja solusairaudet. Esimerkkeinä voidaan mainita, että sinkin puute voi aiheuttaa acrodermatitis enteropathica, ripulia ja lisääntynyttä herkkyyttä tulehduksille ja hypogonaidis-mille. Raudanpuute voi aiheuttaa anemiaa

Edullisia farmaseuttisia seoksia saadaan aikaan lisäämällä keksinnön mukaista tuotetta tavanomaiseen täyteaineeseen. Ottaen huomioon uuden tuotteen fyysisen muodon (liukeneva jauhe vesipitoisessa aineessa) ei lääkkeen antaminen muodosta vaikeuksia. Uudet tuotteet voidaan ottaa ravinnon mukana tai sellaisenaan, erityisesti suoleen tai esimerkiksi sekoittaa tavalliseen ruokaan. Ne voidaan myöskin antaa seoksina tavallisien täyteaineiden kanssa, jolloin ne sopivat otettavaksi suun kautta.

Keksintöä selvitetään seuraavssa keksinnön selityksellä ja esimerkeillä rajoittamalla sitä millään tavoin.

Keksinnön selityksessä viitataan oheisiin piirustuksiin, 21 67656 joissa :

Kuvio 1 on keksinnön mukaista menetelmää esittävä kulku-kaavio .

Kuvio 2 on kaavio entsymaattisesta reaktorista, joka sopii käytettäväksi keksinnön mukaisessa menetelmässä .

Kuvion 1 mukaisesti monovalenttinen (natrium tai kalium) kaseinaattipohjäinen raaka-aine A voidaan saattaa joko suoraan prosessiin (viite 1) tai esikäsittelyyn vaihtoehtoisen radan 2 kautta. Tämän vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti raaka-aine hydrolysoidaan juoksutteella, jolloin muodostuu liuos, joka sisältää vastaavan (natrium-tai kalium-) parakaseinaatin ja kaseinomakropeptidin. Parakaseiini saostetaan hapottamalla (HC1). Tämän jälkeen suoritetaan saostetun parakaseiinin ja kaseinomakropeptidin välinen erotus. Viimeksi mainittu (CMP) muodostaa keksinnön mukaisen sivutuotteen G, joka esittämättä jätetyillä vaiheilla voidaan neutraloida, esimerkiksi natriumhyd-roksidilla ja sen jälkeen väkevöidä ultrasuodatuksella, kun siihen on sitä ennen lisätty kalsiumkloridia.

Tästä syystä menetelmän raaka-aine on joko kaseinaatti A tai sen johdannainen, nimittäin parakaseiini.

Menetelmän lähtövaihe on hydrolyysi (viitenumero 3) entsymaattisessa reaktorissa. Piirustuksessa on esitetty emäksen lisäys, jolla pH nostetaan arvoon 8 siten, että hydrolyysi tapahtuu tyydyttävästi proteolyyttisen entsyymin kanssa, joka voi olla esimerkiksi pankreatiini. Tämän jälkeen hydrolyysituote saatetaan uitrasuodatukseen (4), sitten diasuodatukseen (5) vedellä. Tällöin saadaan sekä peptidifraktio E että jäännösfraktio F, joka sisältää jäljelle jääneet proteiinit ja entsyymit. Peptidifraktio 22 6 7 6 5 6 E jatkaa lisäkäsittelyyn menetelmässä. Seuraava vaihe on kompleksointivaihe (viitenumero 6), jona aikana fraktioon E lisätään kalsiumkloridia ja mahdollisesti fosfaattia (PO^HNa^). Peptidien kompleksoinnin tai aggregaation aikana tuote saatetaan ultrasuodatukseen 7, sen jälkeen diasuodatukseen 8 vedellä. Tällöin lopuksi saadaan fraktio B (permeaatti ), joka on fosforyloimattomia peptidejä sekä fraktio C, joka on fosfopeptidejä.

Kuviossa 2 on esitetty kalvotyyppinen entsymaattinen reaktori, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä.

Mainittuun reaktoriin kuuluu ensiksikin reaktiosäiliö, jota yleisesti ottaen on merkitty viitenumerolla 15. fosfokaseinaattien jatkuva syöttö tapahtuu kanavan 16 kautta. Laite 17 sekä mittaa pH:n että pitää sen vakiona reaktiosäiliössä neutraloimalla H+-ionit, jotka vapautuvat peptidisidosten rikkoutuessa. Mainittu laite oli Mettler-pH-mittari, jossa on jännitevahvistin, ekvi-valenssipisteen esiasetuskytkin ja automaattipyretti reagoivan aineen syöttämiseksi, joka viimeksi mainittu on yllä mainittu emäksinen yhdiste. Liiallisia elektro-divirheitä ei havaittu. Kanavan 18 kautta reaktiosäiliöstä poistettu hydrolyysituote siirretään eteenpäin kalvo-tyyppisellä automaattipumpulla 19. Käytännön esimerkki tästä pumpusta on AMICON LP 20 A malli, jonka teho on 720 1/h noin 1,76 kp/cm :ssa. Pumpusta lähtiessään tuote virtaa kanavan 20 läpi ja se syötetään edelleen esisuo-dattimeen 21, jonka huokoskoko on 150 mikronia. Viitenumero 22 esittää ultrasuodatusmodulin. Eräässä esimerkissä järjestelmässä käytettiin AMICON DC 10 S mallia, jonka uitrasuodatuspatruunat ovat onttokuitutyyppiä. Permeaatti otettiin talteen kanavan 23 kautta ja muodostettiin haluttu peptidihydrolysaatti. Retentaatti poistettiin modulista 22 kanavan 24 kautta, syötettiin sitten vaihti-meen 25 ja kuljetettiin kanavan 26 kautta kierrätettäväksi 67656 23 takaisin reaktiosäiliöön 15.

Käytetyt kalvot olivat onttokuitutyyppiä ja niillä oli seuraavat ominaisuudet:

Tyyppi Rajakynnys Pinta-ala Valmistaja

H 10 P 5 5000 0,9 m2 AMIC0N

H 10 P 10 10,000

PM 2 2000 1,4 m2 R0MIC0N

PM 50 50.000

Esimerkki 1 Tässä esimerkissä käytetään raaka-aineena natriumkaseinaat-tia.

Kuviossa 1 esitetyn prosessin mukaisesti valmistettiin kaseinomakropeptidi ja peptidifraktiot kahdessa vaiheessa: 1) natriumkaseinaatti vesiliuoksena (3 %) hydrolysoitiin säiliössä juoksutteella (20 ml/100 litraa-BOLL-juoksute, 1/10.000) 37°C:ssa pH-arvossa 6,8 50 minuutin aikana.

Tämän jälkeen parakaseiini seostettiin hapottamalla pH-arvoon 4,6 kloorivetyhapolla 4 N; 440 ml happoa tarvittiin 100 litraan seerumia.

Laskeutumisen jälkeen CMP:n sisältävä pinta-aine suodatettiin harsokankaan läpi, sen jälkeen lingottiin (1000 g 8 minuutin aikana) sen jälkeen, kun pH oli säädetty uudelleen arvoon 6,6 kaliumhydroksidilla 2N. Sen jälkeen tämä liuos väkevöitiin ultrasuodatuksella kalvolla, kun siihen oli ensin lisätty CaC^ (0,5 g/1). Käytetty laite oli Amicon modulityyppi DC 10, joka oli varustettu onttokuitutyyppisillä Romicon-kalvoilla XM 50, joiden 2 24 6765 6 pinta-ala on 1,4 nr .

Tällä tuotantojaolla saatujen eri tuotteiden kemialliset analyysit on esitetty taulukoissa II ja III.

25 6 7 6 5 6 <r oo δ° -

CM ΙΛ IA M I

Ή I ON O ON

I—I »—I

Ή O I— c

<D

C

--4 Z o

Q- -P

Z--- " ————— ---H

Q.

•H

c

o? ΙΛ CO -H

MO - - Ov -H

I CM VO (D

< CO MO VO 1 -P

C_) t—I I—I CM O

t— U

Cl

_ _______ _________ ______ ____^_ ___^_ _ -H

ω αο ή

IA CO o? CO

- <-4 CO t—1 IA 4->

MO .41 - - -H

<-4 0 0 0 X CM IA Q.

h- en

t-4 Z -X

t-l \

CT

O __________________________ XC 3

XI I -P

ct co tn r» co _j > o cm <f m co -h ct-hc-i * - co

<3 -H M ΓΛ i—I CM E

I— 0 m fA -H

•H ICO

o __ CO O.

3 D.

C B >> 0) 3 4-1 <0 I C 4-)

JX C ICO 4-> CO ICO

H ·ΗΌ -H O C

ICO -4 ICO C IO O

•CT ICO CD 0> -X E

•H 0 0 0 ^ -H CL

C E C -X -X CO 4-> C CL

ω 3 0--4 icow4j ω ω (4 <10 ICO 0>O_ CO C 3 -CT 4-) 00 f-4 'CT s: CO -H 4->

< 4-> UH CO CJ <0 1-4 CO

— 3 COaoCi-4 E --4--4 CO OTJOD r-4 -H f4 C0C0 •h jx p o ία 0co 0 -he

4-> O -X 3 -X 0 4-> O. Et-I

44 3 CO >n -X CO 0 -H

CO 'CT -H C ICO 3 -<4 3 -X

CO ·· 0 4-> E 4->

C -H 3X-H CO 3 CO C Z

•H -P 4-> Q. *—1 TO P TO I) CL

0 -p 4-) I 00)0 TO Z

CO CO O - CM 3 CD 3 -H — CO CO P CH COCO CO 0 -X e 30)0 coo CO 4-)--4 :o -h cococo f44J u 4-> a.

4J 0 X X U 4-> 4J O Q.

J= CD 03 1-401-4 3 >- 10 0 3 O CO CT--4 CT I— 4->

_i x: ct xx -CT

67656 26

TAULUKKO III

Koostumus aminohappoina (g aminohappoa 100 g kohti

Asp 6,9 Gly 1,4 Ile 10,3

Thr 9,6 Ala 6,1 Leu 3,5

Ser 3,1 Gyst £ Tyr ε

Glu 23,2 Vai 8,7 Phe 1,7

Pro 12,7 Met 1,5 Lys 6,6

His 0,6 Arg 0,9 2) Natriumkaseinaatti vesiliuoksena (6,2 %) hydrolysoitiin kuviossa 2 esitetyn tyyppisessä entsymaattisessa kalvo-reaktorissa. Käytetyt kalvot olivat onttokuitutyyppiä XM 50 ja niiden pinta-ala oli 4,9 m2. Entsyymi (karja-alkuperää oleva Sigma pankreatiini, jonka kativitetti 4 NF) lisättiin konsentraationa 4 g/1. Reaktorin pH pidettiin arvossa 8 lisäämällä kaliumhydroksidia 2N. Hydrolyysi suoritettiin lämpötilassa 37 - 40°C. Ennen poiskeräämistä permeaatti kierrätettiin uudelleen säiliöön yhden tunnin aikana. Tällä tavoin saatu permeaatti sisälsi fosfopeptidit ja fosforyloimattomat peptidit. Permeaatti hapotettiin pH-lukemaan 6,4, tämän jälkeen aiheutettiin f osf opeptidiaggregaatio lisäämällä CaC^ (0,6 %) ja PO^HNa2 (0,1 %). Tämän jälkeen näiden kahden peptidiryhmän f raktioriti suoritettiin ultrasuodatuksella ja diasuoda-tuksella vedellä koko fosforyloimattoman peptidifraktion poistamiseksi. Väkevöinti ja diasuodatusvaiheet suoritettiin kalvoilla XM 50 pH:n ollessa 6,5 ja lämpötilan 8°C. Saatu diasuodatettu konsentraatti vastasi fosfopeptidi-fraktiota.

Eri tuotteiden analyysi on esitetty seuraavissa taulukoissa IV ja V: 67656 27

TAULUKKO IV

Saatujen tuotteiden kemiallinen koostumus

Kuiva- NT x 6,38 Ca Tuhka aine g/kg g/kg g/kg __q/kg_ A) Lähtökasei- naatti 62,3 54,2 E) Kokonais- peptidit 62,3 45,9 B) Fosforyloi-mattomat peptidit 53,7 47,3 C) Fosfopep- tidit_15,0 7,90_2,35 6,3

TAULUKKO V

Aminohappokoostumukset fosfopeptideissä (g aminohappoa per 100 g)

Ashp 5,6 Cys £

Thr 3,3 Met 0,45

Ser 18,5 Ile 9,5

Pro 4,7 Leu 2,9

Glu 36,8 Tyr £

Gly 1,7 Phe £

Ola 2,8 Lys 0,9

Vai 8,7 His 0,5

Arg 0,3 28 67656

Keksinnön mukaan valmistettuun fosfopeptidejä sisältävään peptidiseokseen voi edullisesti kuulua peptidejä, joita on valmistettu menetelmällä, joka on kuvattu julkaisussa EP-A-0022019. Tällainen peptidihyrolysaatti ei sisällä olennaisesti lainkaan jäännösproteiineja ja että 50 % peptideistä sisältää 2-5 aminohappoa. Tarkemmin sanoen hydrolysaatti sisältää 70 - 90 % läsnäolevasta typestä peptidien muodossa, joiden aminohappojen määrä on alle 10. Eräässä tietyssä muodossaan hydrolysaatti vastaa seuraavaa ami nog r ammaa.

Aminogramma:

Ile 6,0 Arg 2,7

Leu 9,9 His 1,7

Lys 9,2 Ala 4,9

Cvs 1,8 Asp 9,5

Phe 3,2 Glu 7,6

Thr 6,7 Gly 1,7

Tyr 3,6 Pro 6,2

Trp 2,0 Ser 5,5

Vai 5,5 Met 2,0

Menetelmässä tällaisen hydrolysaatin valmistamiseksi suoritetaan ensin laktoseerumin ultrasuodatus, sitten sen entsy-maattinen hydrolyysi ja erityisesti menetelmä on tunnettu siitä, että ultrasuodatusretentaatti saatetaan kosketukseen proteolyyttisen entsyymin kanssa, joka kykenee toistamaan ihmiskehossa in vivo tapahtuvan proteiinisulamisen, jolloin entsyymi on edullisesti pankreatiini ja hydrolyysivaihetta jatketaan, kunnes tuote ei sisällä enää jäännösproteiineja, eli siinä ei ole typpeä, joka voidaan saostaa trikloori-etikkahapolla, 12 %, jonka jälkeen tällä tavoin valmistettu hydrolysaatti otetaan talteen ja se muodostaa halutun koko-nai sentsymaat ti sen hydrolysaatin.

Claims (9)

1. Menetelmä käsitellä monovalenttikationien fosfokaseinaat-teja, kuten natrium-, kalium- tai ammoniumfosfokaseinaatteja tai mainittujen fosfokaseinaattien johdannaisia, kuten para-kaseiinia, tunnettu siitä, että mainittu raaka-aine hydrolysoidaan entsymaattisesti pH-arvossa 7-9, lämpötilassa 37 - 45°C ja käyttämällä ainakin yhtä proteolyyttistä entsyymiä kuten pankreatiinia, trypsiiniä ja/tai alfakymotrypsiiniä, joka kykenee toistamaan ihmiskehossa in vivo tapahtuvan prote-iinisulamisen; näin saatu hydrolysaatti ultrasuodatetaan ainakin kerran kalvoilla, jotka pidättävät entsyymin ja päästävät läpi hydrolysaatin kaikki peptidit permeaatissa; tähän fosfopeptidejä ja fosforyloimattomia peptidejä sisältävään permeaattiin lisätään ainakin yhtä bivalenttikationisuolaa, joka muodostaa aggregaatteja peptidien fosforyloidun fraktion kanssa, liuoksen muodostamiseksi, joka sisältää olennaisesti fosfopeptidien aggregaatteja ja fosforyloimattomia peptidejä, ja fosforyloimattomat peptidit ja hiukkaskooltaan suuremmat fosfopeptidit erotetaan ainakin kerran ultrasuodattamalla kalvolla, joka pidättää fosfopeptidit.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että monovalenttikationi-fosfokaseinaattipohjäistä materiaalia käsitellään edeltäkäsin lisäämällä juoksutetta, seostamalla hydrolyysituotteessa oleva parakaseiini erityisesti hapottamalla pH-arvoon 4,6 sekä erottamalla saostettu kaseiini pintaliuoksesta, joka sisältää kaseinomakropeptidin CMP.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsymaattinen hydrolyysivaihe suoritetaan laitteessa, jossa ultrasuodatuslaite on yhdistetty entsymaattiseen reaktoriin, jolloin muodostuu entsymaattinen kalvoreaktori. 30 6 7 6 5 6

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsymaattinen hydrolyysi suoritetaan jatkuvasti syöttämällä kaseiinipohjäistä raaka-ainetta reaktiovyöhykkee-seen sen saattamiseksi perusteellisesti kosketukseen entsyymin kanssa, reaktiotuotetta poistetaan jatkuvasti reaktiovyöhyk-keestä ultrasuodatusvyöhykkeeseen, josta samalla tavoin jatkuvasti poistetaan permeaattia, joka muodostaa peptidihydroly-saatin.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pH säädetään arvoon 7-8,5 edullisimmin noin 8 entsymaattisen hydrolyysin aikana.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyyminä käytetään pankrea-tiinia luonnon pankreatiiniuutteen muodossa tai trypsiinin ja alfakymotrypsiinin synteettisiä seoksia.

6 7 6 5 6

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrolyysilämpötila on 37 - 40°C, edullisimmin noin 37°C.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsymaattisessa kalvoreaktorissa käytetään kalvoja, jotka tehokkaasti estävät entsyymin läpäisyn.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, fosfopeptidisuolojen bivalenttikationit korvataan ainakin osittain oligoelementeillä, kuten rauta, sinkki, kupari, kromi, nikkeli, koboltti, mangaani tai seleeni käyttämällä fosfopeptidejä puhdistettaessa liuosta, joka sisältää yhtä tai useampaa lisättävää oligoelementtiä, jolloin saadaan organofosforoituja suoloja, joissa on sidottuja oligoelementtejä. 6 7 6 5 6