HU186957B

HU186957B - Process for the large scale treatment of animal blood into a product for human utilization

Info

Publication number: HU186957B
Application number: HU242982A
Authority: HU
Inventors: Gyoergy Meszaros; Peter Baneth; Endrene Gillay; Csaba Dalnoki
Original assignee: Elelmiszeripari Foeiskola
Priority date: 1982-07-29
Filing date: 1982-07-29
Publication date: 1985-10-28

Abstract

A találmány tárgya új eljárás állati eredetű vérből vérplazmasűrítmény előállítására, amelynek során a vágóhídi vért antikoagulánssal kezelik, majd belőle a vérplazma összetevőt elkülönítik, és az elkülönített vérplazmát 0,2—1 MPa, célszerűen 0,3—0,6 mPa közé eső üzemi nyomás mellett féligáteresztő hártyára vezetik, amelynek áttörési sávja 10 000 és 18 000 molekulatömeg közé esik, a hártyán keresztülhatolt folyadékösszetevőt elvezetik, és a fennmaradó vérplazmasűrítményt végterméknek tekintik, illetve kívánt esetben porlasztva szárítják és/vagy sterilezik. Az eljárással előállított vérplazmasűrítmény csökkentett sótartalommal rendelkezik és ez a tény sokoldalú felhasználási lehetőséget alapoz meg. -1-FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel process for producing blood plasma concentrate from animal blood, wherein the blood of the slaughterhouse is treated with an anticoagulant and the blood plasma component is isolated and the operating blood pressure is between 0.2 and 1 MPa, preferably between 0.3 and 0.6 mPa. in addition to a semi-permeable membrane having a breakthrough band between 10,000 and 18,000 molecular weights, the liquid component passed through the membrane is discharged, and the remaining blood plasma concentrate is considered to be the final product or, if desired, spray dried and / or sterilized. The blood plasma concentrate produced by the process has a reduced salt content and this fact provides a versatile application. -1-

Description

A találmány tárgya új eljárás állati eredetű vérből vérplazmasűrítmény előállítására.The present invention relates to a novel process for the preparation of blood plasma concentrates from animal blood.

A lakosság ellátása megfelelő mennyiségű és minőségű fehérjével napjainkban egyre nagyobb probléma, mivel az állati eredetű fehérjék előállítása állattenyésztési úton igen hosszadalmas, helyet, energiát igénylő és nem utolsó sorban költséges folyamat.Supplying the public with sufficient quantities and quality of protein is nowadays a growing problem, as the production of animal proteins by animal husbandry is a very long, space-consuming and, not least, costly process.

Ilyen körülmények között kiemelt jelentó'sége van a vágóhidak egyik legértékesebb melléktermékének, az állati vérnek, amely nagy mennyiségben tartalmaz könnyen emészthető, nélkülözhetetlen aminosavakban gazdag fehérjéket. A vágóhidakon jelentkező vér kinyerése, feldolgozása, valamint értékesítése nagy fejlődésen ment keresztül az utóbbi évtizedekben, miután egy hulladékként kezelt melléktermékből ezen eljárások segítségével potenciális fehérjeforrássá lépett elő.Under these circumstances, one of the most valuable by-products of slaughterhouses, animal blood, which contains high amounts of highly digestible proteins rich in essential amino acids, is of particular importance. The collection, processing, and sale of blood from slaughterhouses has undergone great development in recent decades, following the transformation of a by-product from waste into a potential source of protein.

Miután az állati vér vagy annak részeinek biológiai értéke rendkívül magas, a korszerű kinyerési és feldolgozási technológiák arra irányulnak, hogy ez az érték a végtermékbe minél kisebb károsodással kerüljön át és azt tartósan meg lehessen őrizni, miáltal a végtermék felhasználási lehetőségei jelentősen bővülnek. Természetesen ezeknek az eljárásoknak egyúttal még meg kell felelniük a műszaki-gazdaságossági szempontoknak és a humán célra való alkalmasság szigorú higiéniai-egészségügyi előírásainak is.Since the biological value of animal blood or parts thereof is extremely high, advanced extraction and processing technologies aim to transfer this value to the final product with minimal damage and to preserve it permanently, thus significantly increasing the potential for use of the final product. Of course, these procedures must at the same time comply with the technico-economic considerations and the strict hygiene and health requirements for human use.

Az állati eredetű vágóhídi vér korszerű feldolgozástechnológiája új lehetőségeket és távlatokat nyithat a hagyományos alkalmazhatóság mellett, a véralapú fehér jekoncentrátumok legkülönbözőbb humán célú felhasználásában. Ezek a végtermékek számtalan élelmiszeripari felhasználásuk mellett különösen értékes nyersanyagot jelentenek a gyógyszeripar számára. Kiindulási anyagul szolgálnak a vérpótló anyagok, valamint gyógyító hatású hidrolizátumok és olyan erősítő szerek előállításánál, amelyek hemoglobinnal, vitaminnal és szerves sókkal kevert anyagokon alapszanak.The state-of-the-art processing technology of animal slaughterhouse blood can open up new possibilities and perspectives beyond the traditional application of a wide variety of human blood-based white jug concentrates. These end products represent an extremely valuable raw material for the pharmaceutical industry in addition to their numerous food uses. They are the starting material for the production of blood substitutes, as well as curative hydrolysates and enhancers based on substances mixed with hemoglobin, vitamin A and organic salts.

Az állati eredetű vér felhasználását ismerhetjük meg például az 1.617.718 sz. NSZK szabadalmi leírásból.The use of animal blood is described, for example, in U.S. Patent No. 1,617,718. From the German patent.

A 167.508 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásban eljárást ismertetnek vízoldható vérpor és táplálékadalék előállítására, amelynek során a vágóhídi vérhez alvadásgátlót adagolnak, majd 500—2000 MPa nyomáson az elegyben lévő alakos elemeket feltárják és besűrítik, majd porlasztva szárítják. Miután a feltárásnak csak az alakos elemek esetében van értelme, az ott ismertetett eljárás egy foganatosítási módjánál a feltárást megelőzően a vér alakos elemeit a plazmától különválasztják és a két összetevőt külön-külön dolgozzák fel.Hungarian Patent No. 167,508 discloses a process for the preparation of a water-soluble blood powder and food additive comprising the addition of a coagulant to a slaughterhouse blood at a pressure of 500-2000 MPa, and the compression molded and then spray dried. Since the digestion makes sense only for the shaped elements, in one embodiment of the method described therein, before the digestion, the blood shaped elements are separated from the plasma and the two components are processed separately.

A vérplazma fehérjeösszetétele és aminosav tartalma tekintetében nagyon értékes anyag, hasznosítási lehetőségei elvileg igen széleskörűek. A vérplazma ipari hasznosítása főleg sűrítmény vagy por alakjában történhet. A vérplazma sűrítésére bepárlásos szárítást használnak. A bepárlás esetén a víztartalom csökken, a vízben oldott sók azonban a sűrítményben maradnak. A sűrítményben nemcsak a plazma természetes sótartalmából származó sók találhatók, hanem nagy koncentrációban jelen vannak az alvadásgátláshoz használt sók is. Ez utóbbiak jelenléte a vérplazmasűrítmény felhasználási lehetőségeit lényegesen korlátozza, a sűrítményből való eltávolításuk gyakorlatilag lehetetlen.It is a very valuable material in terms of its protein composition and amino acid content, and its potential for application is very wide. The industrial utilization of blood plasma can mainly take the form of a concentrate or powder. Evaporative drying is used to thicken the plasma. Upon evaporation, the water content is reduced, but the salts dissolved in the water remain in the concentrate. The concentrate contains not only salts derived from the natural plasma salt content but also high concentrations of the salts used for anticoagulation. The presence of the latter severely limits the use of the plasma concentrate, and its removal from the concentrate is practically impossible.

A vérplazmasűrítmény felhasználásában rejlő és a fentiekben részletesen vázolt lehetőségek érvényesülését az a nehézség gátolta, hogy a sűrítmény tartalmazta a koaguláláshoz használt sókat és a vérplazmában jelenlévő természetes sókat, amelyek koncentrációja a sűrítésnek megfelelő mértékben növekedett. A vérplazmasűrítmény sótartalmának növekedését a hivatkozott ismert eljárások nem tudták megakadályozni.The difficulty in using the plasma concentrate and outlined in greater detail above was that the concentrate contained salts for coagulation and naturally occurring salts in the plasma, the concentration of which increased correspondingly to the concentration. The increase in salinity of the plasma concentration could not be prevented by the known known procedures.

A találmány feladata olyan eljárás létrehozása állati eredetű vérből vérplazmasűrítmény előállítására, amelynek eredményeként a vérplazmasűrítmény sótartalma nem növekszik és a vérplazma összes egyéb értékes összetevőjét biológiailag változatlan formában megtartja.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process for the preparation of blood plasma concentrates from animal blood which does not result in an increase in the salinity of the blood plasma concentrate and retains all other valuable constituents of blood plasma unchanged.

A találmány szerint felismertük, hogy a vérplazma sótartalma sűrítéskor akkor nem növekszik, ha a sűrítést a plazmában lévő nagyméretű molekulák fizikai szeparálására vezetjük vissza. Ez a feladat megoldható, ha a plazmafrakciót féligáteresztő, célszerűen 10 000—18 000 molekulatömeg közé eső áttörési sávú hártyára, úgynevezett membránva vezetjük 0,2— 1 MPa, előnyösen pedig 0,3—0,6 MPa nyomáson, és ezáltal 20—24% szárazanyagtartalmú oldatot kapunk. A hártyán az említett sávnál kisebb molekulatömegű összetevők, tehát a víz és az abban oldott sók keresztülhatolnak és a maradék ezáltal sűrűbbé, egyúttal sóban szegénnyé válik.According to the present invention, it has been found that the plasma salt concentration does not increase when the concentration is due to the physical separation of large molecules in the plasma. This task can be accomplished by applying the plasma fraction to a semipermeable membrane, preferably a membrane having a molecular weight of between 10,000 and 18,000 molecular weights, at a pressure of 0.2 to 1 MPa, preferably 0.3 to 0.6 MPa, and thus 20 to 24 MPa. A solution with a% solids content was obtained. Components with a lower molecular weight, i.e. water and salts dissolved therein, pass through the membrane, thereby making the residue denser and, at the same time, poor in salt.

Az így kapott sűrítmény víztartalma a találmány szerint porlasztva szárítással tovább csökkenthető és szükség esetén sterilezhető. A sterilezéshez előnyös olyan mikrohullámú teret használni, amelynek frekvenciája 10⁸—10⁹ Hz között van. A szűrés után kapott sűrítmény természetesen továbbsűrítés vagy sterilezés nélkül is felhasználható.According to the invention, the water content of the concentrate thus obtained can be further reduced by spray drying and, if necessary, sterilized. For sterilization, it is preferable to use a microwave field having a frequency of 10 ^{8 to} 10 ⁹ Hz. Of course, the concentrate obtained after filtration can be used without further concentration or sterilization.

A találmány szerinti megoldás révén a vérplazma széleskörű felhasználása előtt álló legnagyobb akadály, a magas sótartalom elhárult.With the present invention, the greatest obstacle to the widespread use of plasma, the high salinity, has been overcome.

A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajz a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas berendezés elrendezési vázlatát szemlélteti.The invention will now be described in more detail with reference to the drawings, in which: The drawing illustrates an arrangement of an apparatus suitable for carrying out the process of the invention.

A vágóhídi vért alvadásgátlóval való kezelés után 1 szeparátorra vezetjük, amelynek a kimenetén a vérplazma összetevő, b kimenetén pedig az alakos elemeket tartalmazó sűrűvér jelenik meg. A vágóhídi vér alvadásgátlóval való kezelése és szeparálása önmagában ismert technológia szerint történik, ilyent ismertet például a már hivatkozott 167 508 sz. magyar szabadalmi leírás, amelynek 1. példája szerint 625 ml desztillált vízben oldott 100 g citromsav és 150 g ipari szódabikarbóna oldata képezi az alvadásgátlót, amelyet 25 1 vérhez adagolnak. Ez a kezelés a példa szerinti esetben is előnyös. A vérplazma sűrítése a találmány szerint 2 hidegen működő besűrítővei történik. Ebben féligáteresztő, célszerűen 10 000 és 18 000 molekulatömegűnek megfelelő áttörési sávú hártya van. Megfelelő, például 0,3—0,6 MPa nyomás mellett a plazmában lévő folyadék nagy része az áttörési sávnál kisebb molekulatömegű összetevőkkel, azaz az oldott sókkal együtt a membránon keresztülhatol, és a vérplazma ezáltal sűrűbbé, sóban szegényebbé válik.After treatment of the slaughterhouse blood with anticoagulant, it is fed to a separator 1, which has a plasma component at the outlet and thick blood containing the shaped elements at the b outlet. The treatment and separation of the slaughterhouse blood with an anticoagulant is carried out according to a technique known per se, e.g. In U.S. Patent No. 4,123,121, a solution of 100 g of citric acid and 150 g of industrial baking soda in 625 ml of distilled water is added to 25 l of blood. This treatment is also advantageous in the example. Plasma thickening according to the invention is effected by 2 cold acting concentrators. It has a semipermeable membrane having a breakthrough band, preferably having a molecular weight of 10,000 and 18,000. At a suitable pressure, for example 0.3-0.6 MPa, most of the liquid in the plasma, along with the components with a molecular weight lower than the breakthrough band, i.e. the dissolved salts, passes through the membrane, thereby making the blood plasma denser and less saline.

Az itt leirt technológiát ultraszűrésnek nevezik, és egyéb területeken, például elektroforetikus festés esetén szeparálás! célból vagy olaj—víz emulziót alkal-2186957 mazó szennyvízkezeléseknél ipari célokra alkalmazzák. Ultraszűrő berendezés például az Amerikai Egyesült Államok-beli ABCOR cég HFM 180 kereskedelmi elnevezésű készüléke, de számos más gyártó cég is állít elő ipari ultraszűrő berendezést.The technology described here is called ultrafiltration and separation in other areas, such as electrophoretic staining! or oil-in-water emulsion is used for industrial purposes in waste water treatment 2186957. For example, ultrafiltration equipment is HFM 180 from ABCOR in the United States, but many other manufacturers also produce industrial ultrafiltration equipment.

A 2 hidegen működő besűrítő a vérplazma sejtállományát kíméli, és a magas hőmérsékleten működő bepárló berendezésekkel ellentétben a plazmasejtekre semmilyen káros befolyást sem gyakorol.The cold-acting thickener 2 protects the plasma cells of the plasma and, unlike high-temperature evaporators, has no deleterious effect on plasma cells.

Miután a 2 hidegen működő besűrítőbői a folyadékösszetevőt és az áttörési sávnál kisebb molekulatömegű összetevőket elvezettük, fennmarad egy 20—24% Bzárazanyagtartalmú oldat, amely már ebben a formában közvetlenül is felhasználható.After removing the liquid component and the lower molecular weight components from the cold-acting thickener 2, a solution having a solids content of 20-24% B remains which can be used directly in this form.

A vérplazmasűrítmény tárolása célszerűen porított állapotban történik, ennek elérésére a 2 hidegen működő besűrítőt elhagyó sűrített vérplazmát 4 porlasztva szárítóval szárítjuk és porlasztjuk.Preferably, the plasma plasma concentrate is stored in a powdered state, for this purpose, the concentrated plasma leaving the cold-acting concentrator 2 is spray-dried and spray-dried.

A porlasztva szárítás során enyhén savas pH-jú oldatot kezelünk. Az enyhén savas jelleget az ultraszűrés biztosítja a plazmában jelenlévő sók nagy részének eltávolítása révén, és ez a körülmény javítja a fehérjék hőstabilitását, azaz a porlasztva szárítás során fellépő hőhatások a plazmafehérjék állagát nem károsítják.During spray drying, the solution is treated with a slightly acidic pH. The slightly acidic character is provided by ultrafiltration by removing most of the salts present in the plasma, and this condition improves the thermal stability of the proteins, i.e. the thermal effects of spray drying do not damage the consistency of the plasma proteins.

A 4 porlasztva szárítót elhagyó vérplazmaport célszerű sterilizálni. Az élelmiszeriparban a sterilizálás művelete alatt nem orvosi értelemben vett csíramentesítést értenek, hanem az anyag térfogategységében található csíraszámnak egy előírt megengedett küszöbérték alá való csökkentését. Ha a sterilizálás során a csíraszám mintegy két decimális nagyságrenddel csökken, akkor ez az élelmiszeripari felhasználás szempontjából már elegendő.It is expedient to sterilize the plasma powder leaving the spray drier 4. In the food industry, sterilization does not refer to germination in the medical sense, but to reducing the number of germs per unit volume of a substance to a specified permissible threshold. If the number of germs is reduced by about two decimals during sterilization, this is sufficient for food use.

A találmány egy előnyös foganatosítási módjánál 5 mikrohullámú sterilizátorral mikrohullámú sterilizálást alkalmazunk. Az ilyen sterilizálás a fehérjeállományt kíméli, hatása a meglévő nedvességtartalmat tovább csökkenti. A mikrohullámú (nagyfrekvenciás) sterilezés előnye, hogy a nagyfrekvenciás tér az anyag teljes keresztmetszetében hat, ezért folyamatos áramlás közben is végezhető, aminek előnye a termelékenység növekedéséljen jelentkezik. A mikrohullámú sterilizálás elve önmagában ismert, az 5 mikrohullámú sterilizátor kialakítható például a 176.187 sz. magyar szabadalmi leírásban ismertetettek szerint.In a preferred embodiment of the invention, microwave sterilization is performed using a microwave sterilizer. Such sterilization saves the protein stock and its effect further reduces the existing moisture content. The advantage of microwave (high-frequency) sterilization is that the high-frequency field acts on the entire cross-section of the material and can therefore be performed under continuous flow, with the benefit of increasing productivity. The principle of microwave sterilization is known per se, and the microwave sterilizer 5 may be formed, for example, by means of U.S. Pat. as described in Hungarian Patent Specification.

Bár a sterilezés végezhető a porlasztva szárítás előtt is, az energiahasznosítás szempontjából előnyösebb, ha az 5 mikrohullámú sterilizátor a 4 porlasztva szárító után van elrendezve, mert a nagyfrekvenciás tér energiája már az előző lépésben csökkentett nedvességtartalommal rendelkező sűrítményre hat és a maradék nedvességet tovább csökkenti.Although sterilization may be performed prior to spray drying, it is preferable for energy recovery that the microwave sterilizer 5 is located after the spray dryer 4, since the energy of the high-frequency field affects the concentrate with reduced moisture already in the previous step and further reduces residual moisture.

A 4 porlasztva szárító kimenetéhez egy alternatív megoldásnál 6 tömbfagyasztó csatlakozhat. Ekkor nincs szükség az 5 mikrohullámú sterilizátorra, és a vérplazma sűrítmény fagyasztott végtermékként áll rendelkezésre.Alternatively, a block freezer 6 may be connected to the outlet of the spray dryer 4. No microwave steriliser is required and the plasma concentrate is available as a frozen final product.

A találmány szerinti eljárással előállított vérplazma sűrítmény sóban szegény, fehérjében és aminosavak5 bán rendkívül gazdag, humán felhasználásra közvetlenül is alkalmas. A hideg technológiával történő sűrítés az értékes plazmafehérjéket nem károsítja.The plasma concentrate produced by the process of the invention is salt-poor, extremely protein-rich and amino acid-rich, and can be used directly for human use. Cold technology thickening does not damage valuable plasma proteins.

Ezt szemlélteti, hogy a sűrítés révén a vérplazma eredeti mintegy 7,9t%-os fehérjetartalma mintegy 0 72t%-ra növekszik. Amíg a hagyományos sűrítési eljárásoknál 72t%-os fehérjetartalmú vérplazmasűrítmény esetében a sótartalom mintegy 16,5t%-os volt, amiből 8,3t% származik a vérplazmából és 9,2t% az antikoagulánsból, a találmány szerinti eljárással elő5 állított vórplazmasűrítményben a teljes sótartalom mintegy 4,2 t%-os, amiből az antikoagulánsból származó maradék csak mintegy 2,5t%. A találmány szerinti vérplazmasűrítmény 5t% alatti sótartalma a legtöbb élelmiszeripari és egyéb felhasználásnál már nem képez gátló körülményt.This is illustrated by the fact that by concentration, the original plasma protein content of about 7.9% is increased to about 0% to 72%. While the conventional concentrate has a salt content of about 72.5% protein plasma, the salt content is about 16.5%, of which 8.3% comes from plasma and 9.2% from the anticoagulant, the total salt content of the plasma plasma concentrate produced by the process of the invention is about 4.2%, of which only about 2.5% is derived from the anticoagulant. The salt content below 5% of the plasma concentration of the present invention is no longer an inhibitory condition for most food and other uses.

Az 1 szeparátor b kiemenetéről nyerhető sűrűvér feldolgozása 3 kavitációs diszpergátorral történik.The thick blood obtained from the outlet b of the separator 1 is processed with a cavitation disperser 3.

Erre a célra felhasználható például az angol ULTRASONICS Ltd. cég DQS és DHP típusú kavitációs ho!5 mogenizáló berendezés, vagy számos más ismert hasonló berendezés.For example, the DLG and DHP cavitation homogenizing apparatus of the English company ULTRASONICS Ltd. or many other such devices known in the art.

A feltárt sűrűvér továbbfeldolgozása a plazmasűrítményhez hasonló módon történhet, például porlasztva szárítás és sterilezés alkalmazásával.The digested thickened blood can be further processed in a manner similar to plasma concentrate, for example, by spray drying and sterilization.

A közös létesítmények a rajz szerint felhasználhatók egyesített vérfeldolgozó rendszer formájában, ahol szakaszosan a plazma, illetve a sűrűvér feldolgozása folyhat. A teljes elrendezés közös 7 helybenmosó-fertőtlenítő rendszerrel tisztítható.The joint facilities shown in the drawing can be used in the form of an integrated blood processing system, where plasma or thick blood can be processed batchwise. The entire arrangement can be cleaned using a common on-site wash-disinfectant system 7.

Claims

Patent claims

CLAIMS 1. A process for the preparation of a plasma plasma concentrate of animal blood comprising treating the slaughterhouse blood with an anticoagulant and isolating the blood plasma component, characterized in that the plasma is separated from 0.2 to 1 MPa, preferably 0.3-0.6 MPa. pressurized to a semipermeable membrane having a breakthrough band of between 10,000 and 18,000 molecular weights, draining the fluid component through the semipermeable membrane and separating the remaining plasma plasma concentrate from the semipermeable membrane, optionally spray-drying and / or sterilizing.

2. The method of claim 1, wherein the sterilization is carried out in a high frequency space between 10 'and 10' Hz.

3. The process of claim 2, wherein the sterilization is performed after spray drying.