ITPN20130016A1 - Procedimento per l'ottenimento di un prodotto a partire da piume di uccelli sotto forma di fiocchi o di farina micronizzata ad alto contenuto di cheratina. - Google Patents

Description

Titolo: procedimento per l’ottenimento di un prodotto a partire da piume di uccelli sotto forma di fiocchi o di farina micronizzata ad alto contenuto di cheratina.

La presente invenzione riguarda un procedimento per l’ottenimento di piume di volatili sotto forma di fiocchi o di farina micronizzata ad alto contenuto di cheratina.

La cheratina è una proteina filamentosa ricca di zolfo, contenuto nei residui amminoacidi di cisteina; è molto stabile e resistente. Si tratta di una struttura quaternaria; essa è composta da più strutture terziarie messe una in fila all'altra. È prodotta dai cheratinociti, ed è immersa nel loro citosol come filamenti intermedi. È il principale costituente dello strato corneo dell'epidermide dei tetrapodi e soprattutto degli amnioti, nei quali garantisce l'impermeabilità.

La molecola di cheratina è costituita da una catena polipeptidica con struttura ad elica di lunghezza intorno ai 450 Å. Le catene interagiscono tra loro, organizzandosi in strutture man mano più grandi e complesse. Per prima cosa le singole eliche si associano, tramite interazioni idrofobiche, in coppie (dimeri) e ciascuna coppia, oltre all'avvolgimento delle eliche, si avvolge ulteriormente su se stessa. A loro volta i dimeri così formati si associano tra loro, sia trasversalmente che longitudinalmente, tramite ponti disolfuro tra residui di cisteina di filamenti vicini e altre interazioni. Si formano in questo modo i profilamenti. Secondo un grado di organizzazione crescente, si costituiscono successivamente le protofibrille (due protofilamenti affiancati), le microfibrille (quattro protofibrille affiancate) e infine le macrofibrille (più microfibrille).

La cheratina è una molecola difficile da sciogliere, in quanto in questa proteina sono presenti ponti disolfuro, vale a dire legami molto forti tra due amminoacidi dello stesso tipo, ovvero due molecole di cisteina: la molecola derivante dalla formazione di ponti disolfuro assume una forma elicoidale e risulta essere estremamente forte, in quanto gli atomi di zolfo presenti in tutta la spirale creano una matrice fibrosa, difficilmente solubile.

La consistenza della molecola di cheratina, quindi, varia a seconda dei legami disolfuro che si instaurano tra le molecole di cisteina, infatti, se i legami disolfuro sono numerosi, la cheratina avrà una struttura rigida e difficilmente flessibile, mentre, se i legami disolfuro sono relativamente pochi, la molecola di cheratina sarà maggiormente flessibile: la cheratina presente all’interno dei capelli e della pelle ha una struttura piuttosto flessibile.

La cheratina viene sintetizzata dai cheratinociti, cellule che costituiscono una parte della pelle, dei capelli, delle unghie e di altre strutture; le cellule dei cheratinociti, una volta morte, si accumulano andando a formare uno strato superficiale che ha la funzione di proteggere gli strati sottostanti, all’interno dei quali vengono sintetizzate nuove molecole di cheratina: questo processo naturale dell’organismo può essere accelerato da alcune condizioni cliniche; qualsiasi danno che viene provocato allo strato più esterno di cheratina può danneggiare la struttura della pelle, dei capelli e delle unghie.

Essa è presente nei mammiferi come epitelio,unghie, peli, corna e fanoni e negli uccelli come epitelio, artigli, squame, penne e piume.

Il principale utilizzo della cheratina è nell'industria farmaceutica, in quanto questo materiale ricopre le pillole gastro-resistenti. Ovvero, che resistono agli acidi gastrici, come l'HCl (acido cloridrico). Viene anche utilizzata in trattamenti per restituire luminosità e consistenza ai capelli.

Secondo il procedimento della presente invenzione la materia prima utilizzata per l’ottenimento di tale materiale sono piume di uccello.

Le piume sono filamenti composti da centinaia di migliaia di fibre microcristalline parallele tenute insieme su una cannuccia centrale rigida. L’interno della cannuccia è bianco e spugnoso. Chimicamente, le proteine che compongono le fibre e la cannuccia sono tutte cheratina.

L’estrazione della cheratina avviene tramite idrolisi, che è un processo che provoca una reazione chimica con l'acqua , il calore e l'acido e produce la cheratina.

La presente invenzione propone un nuovo ed efficace procedimento per l’ottenimento di piume di volatili sotto forma di fiocchi o di farina micronizzata ad alto contenuto di cheratina. Tali volatili possono essere ad esempio polli tacchini, anatre, oche ed altri.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un procedimento avente le caratteristiche della allegata rivendicazione 1.

Le caratteristiche del procedimento secondo la presente invenzione verranno di seguito dettagliatamente spiegate facendo riferimento alla seguente forma di realizzazione, esemplificativa ma non limitativa.

Il procedimento secondo la presente invenzione si articola sostanzialmente in quattro fasi distinte.

Una prima fase prevede il lavaggio e la cernita delle piume al fine di filtrare corpi estranei. Eventualmente, in questa fase è possibile aggiungere una quantità predeterminata di soda per sterilizzare il prodotto. L’acqua di lavaggio può essere vantaggiosamente riutilizzata per passate di lavaggio multiple.

Nella successiva seconda fase le piume vengono triturate in modo grossolano in una piuma macchina tritatrice che comprende un cilindro dove vengono fatte passare le piume, all’interno del quale avanza una vite senza fine che determina la tritatura delle piume stesse. La struttura della macchina è quella sostanzialmente di un tritacarne.

Nella successiva terza fase le piume vengono ulteriormente disgregate in modo più fino utilizzando una macchina a superfici concave. In particolare, tale macchina comprende una coppia di superfici concave accoppiate tra le quali passano le piume tritate su ciascuna delle due facce contrapposte delle superfici sono ricavati denti. Per effetto del movimento alternativo tra le due superfici, i denti disgregano le piume tritate e si ottiene un prodotto finale che vede le piume sottoforma di fiocchi.

La successiva quarta fase prevede l’utilizzo di una macchina omogeneizzatrice, ad esempio una omogeneizzatrice a pistoni

L’omogeneizzatore è una pompa volumetrica a pistoni equipaggiata con una speciale valvola di contropressione denominata valvola omogeneizzante, utilizzata per ottenere un effetto di omogeneizzazione e micronizzazione sul prodotto trattato.

In tale macchina i fiocchi di piume vengono mescolati ad acqua in pressione (ad una pressione compresa tra 500 e 1000 bar) ed a circa una temperatura compresa tra 50-80 °C e fatti passare per un condotto ristretto (la citata valvola) e di seguito espansi in un vaso . Per mezzo degli effetti fluidodinamici generati dall’alta pressione applicata al fluido è possibile ottenere una distribuzione più “omogenea” di particelle micronizzate e ottenere un effetto di cavitazione.

In uscita da tale quarta fase il prodotto si presenta in forma sostanzialmente di una pasta fluida e può essere trattato, in particolare essiccato per ottenere fogli, pani, polvere a seconda del livello e del modo di essicazione voluto. Diversi materiali naturali e non, sono in grado di esprimere un isolamento termico. L’isolamento termico è determinato non tanto dalla fibra in sé, quanto dall’aria che resta intrappolata negli interstizi della fibre. L’aria perciò è di gran lunga il miglior isolante termico che si conosca. La particolare struttura fisica delle piume consente di “incamerare” una notevole quantità di aria, superiore certamente a quella di altre fibre. Basti pensare che 5 grammi di piumino ”occupano” un volume di un litro quando per “riempire” lo stesso volume occorrono quantità 2-3 volte superiori di poliestere. Possiamo concludere quindi affermando che le piume vincono il confronto con tutte le altre fibre impiegate.

Le piume, costituite soprattutto da cheratina, sono un flame retardant naturale, ciò vuol dire che sono refrattarie alla fiamma. Di fatto la piuma ha un’elevata temperatura di accensione, rispetto alle altre fibre naturali ha il più basso indice di infiammabilità, non propaga la fiamma, ha il più basso indice di sviluppo, non produce fumi tossici, non si scioglie. Se ciò non bastasse, questa sua caratteristica naturale può essere notevolmente accentuata mediante opportuni trattamenti di ignifugazione e con ultrasuoni.

Infine, le piume sono in grado di assorbire fino al 20% e oltre di umidità senza dare sensazione di bagnato, quindi in caso di clima umido attivano la loro funzione assorbendo l’umidità per restituirla all’ambiente attraverso un graduale e continuo processo di traspirazione.

Le fibre sintetiche, usualmente impiegate negli isolamenti, sono invece scarsamente o per nulla igroscopiche, pertanto in condizioni di elevata umidità il vapore acqueo non assorbito si trasforma nuovamente in liquido.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la produzione di un prodotto sotto forma di fiocchi o di farina micronizzata ad alto contenuto di cheratina a partire da piume di volatili comprendente le seguenti fasi: • lavaggio delle piume con eliminazione dei corpi estranei, • tritatura delle piume, • disgregazione delle piume tritate fino ad ottenere il prodotto in forma di fiocchi.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui dopo la fase di disgregazione vi è una fase di omogeneizzazione di tali fiocchi fino ad ottenere una pasta fluida formata soprattutto da cheratina e acqua.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui nella prima fase di lavaggio viene aggiunta soda caustica per la sterilizzazione del prodotto.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui dopo la fase di omogeneizzazione vi è una fase di essicazione del prodotto fino a formare pani fogli o polvere di cheratina.
5. 5. Procedimento per la micronizzazione secondo la rivendicazione 2, in cui la fase di omogeneizzazione avviene in un omogeneizzatore a pistoni.
6. 6. Procedimento per la micronizzazione secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di disgregazione delle piume avviene in una macchina a superfici concave.