PL100847B1 - Sposob przetwarzania surowcow keratynowych i otrzymywania homogennych preparatow bialkowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania surowców keratynowych i otrzymywania homogennych preparatów bialkowych. Materialy zwierzece o strukturze zrogowacialej, do których naleza miedzy innymi rogi, kopyta, wlosy, a zwlaszcza pióra ptasie, stanowia bogate zródlo bialka.

Znane sa rózne sposoby przetwarzania wymienionych surowców keratynowych na przyswajalne substancje bialkowe, stosowane w zaleznosci od sposobu przetwarzania, w kosmetyce, przemysle spozywczym lub paszowym.

Jednym ze sposobów znanym z opisu patentowego USA nr 1974554 jest hydroliza zrogowacialych materialów przy uzyciu alkaliów. Sposobem tym wytwarza sie roztwory o wysokiej zawartosci aminokwasów, majace zastosowanie w kosmetyce. Otrzymywanie hydrolizatów bialkowych znane jest równiez z opisu patentowego francuskiego 1594142, gdzie surowce keratynowe poddaje sie hydrolizie kwasowej z zastosowaniem kwasu solnego jako katalizatora. Znane sa takze, miedzy innymi metody ekstrakcji bialka za pomoca niektórych rozpuszczalników polarnych takich jak alkohole, ketony i N,N przy uzyciu wymienionych rozpuszczalników lub ich mieszanin z woda w temp. wrzenia w czasie od 4—20 godz. Po tym czasie nierozpuszczalna pozostalosc wedlug znanych metod oddziela sie od roztworu, z którego nastepnie wydziela sie bialko przez rozcienczenie woda. Wytracony osad suszy sie i przemywa od rozpuszczalnika, w którym prowadzony byl proces ekstrakcji. Rozcienczony rozpuszczalnik regeneruje sie przez oddestylowanie wody, a otrzymane bialko suszy lub wykorzystuje bezposrednio w postaci mokrej pasty.

Oh r>uig, nieoczekiwanie stwierdzono, ze proces przetwarzania surowców keratynowych mozna znacznie uproscic, przez wyeliminowanie miedzy innymi pracochlonnych procesów rozdzielania wodnych roztworów powstajacych przy wytracaniu bialka, z jednoczesnym podwyzszeniem wydajnosci procesu i uzyskaniem homo- gennego preparatu bialkowego, który latwo ulega hydrolizie enzymatycznej w srodowisku kwasnym i zasado¬ wym oraz wykazuje pewien stopien rozpuszczalnosci w srodowisku wodnym.

Istota sposobu wedlug wynalazku polega na rozpuszczeniu surowców keratynowych wdwumetylosulfot-2 100 847 lenku (DMSO) lub w mieszaninie DMSO z woda, a nastepnie wytracenie z roztworu preparatu bialkowego przez dodanie rozpuszczalników niewodnych, o niskich temperaturach wrzenia, korzystnie acetonu, metanolu, etanolu lub benzenu. Stwierdzenie, ze DMSO rozpuszcza surowce keratynowe jest zaskakujace, gdyz z dotychczasowych danych literaturowych, na przyklad „Dimethylsulfoxid" -Dieter Martin i Hermann G. Hauthal-Aka* demie- Verlag, Berlin 1971 str. 432 wiadomo bylo, ze niektóre bialka, jak keratyna, gluten i kazeina, sa trudno rozpuszczalne w DMSO.

W trakcie prób okazalo sie równiez, ze zamiast DMSO stosowac mozna takze N,N-dwumetyloacetamid oraz N-metylopiroiidon lub ich mieszaniny, a takze wymienione rozpuszczalniki lub ich mieszaniny z woda i/lub N,N-dwumetyloformamidem. Wedlug wynalazku, surowce keratynowe ogrzewa sie z DMSO, N,N tamidem, N-metylopirolidonem lub z ich mieszaninami bezwodnymi lub z dodatkiem wody i/lub NJM-dwumety- loformamkJu w proporcjach od 1 :10 do 1 :40 na wage uzytego surowca keratynowego, pod chlodnica zwrotna i przy ciaglym mieszaniu w czasie od 2 do 20 godzin w temperaturach zblizonych, lecz nizszych od temperatury wrzenia uzytych rozpuszczalników lub ich mieszanin. Po zakonczeniu ogrzewania, oddziela sie nierozpuszczalna pozostalosc i z roztworu wytraca sie homogenny preparat bialkowy przez dodatek rozpuszczalników niewod¬ nych o niskich temperaturach wrzenia, korzystnie metanolu, etanolu, acetonu lub benzenu, najlepiej w pro¬ porcjach od 1 :1 do 1 :3 w stosunku do objetosci roztworu proteinowego. Wytracony homogenny preparat proteinowy odfiltrowuje sie, przemywa woda do zaniku rozpuszczalników organicznych. Uzyskany produkt moze byc wykorzystany bezposrednio w postaci pasty lub po wysuszeniu w postaci sypkiego proszku.

Odfiltrowany roztwór poddaje sie regeneracji przez oddestylowanie rozpuszczalnika wytracajacego a rozdzielone w ten sposób rozpuszczalniki — rozpuszczajacy i wytracajacy — zawraca sie ponownie do procesu.

Uzyskany sposobem wedlug wynalazku homogenny preparat bialkowy jest cennym produktem o szerokim zastosowaniu w przemysle paszowym, spozywczym, kosmetycznym, farmaceutycznym itp. Ponadto produkt ten moze byc dalej uzytecznie przerabiany jako zródlo szerokiego wachlarza aminokwasów.

Sposób wedlug wynalazku jest prosty, nie wymaga skomplikowanej instalacji i aparatury i w warunkach przemyslowych moze byc prowadzony w sposób ciagly lub periodyczny.W stosunku do znanych metod, sposób ten odznacza sie wysoka wydajnoscia procesu rozpuszczania surowców zrogowacialych, siegajaca okolo 80%, a rozpuszczalniki stosowane w tym procesie sa produktami latwo dostepnymi w handlu i przemysle, a nadto wykazuja niewielka toksycznosc i sa bezpieczne pod wzgledem pozarowym. Inna zaleta wynalazku, jest sposób wytracania homogennego preparatu bialkowego przez zastosowanie niewodnych rozpuszczalników organicznych o niskich temperaturach wrzenia, co daje znaczne efekty ekonomiczne ze wzgledu na latwosc rozdzialu mieszanin po wytraceniu bialka. Calosc rozdestylowanych rozpuszczalników zawracana jest do produkcji w obiegu zamknietym. Dodatkowa zaleta sposobu jest mozliwosc calkowitego przerobu surowców keratyno- wych, gdyz pozostalosc nierozpuszczalna po przemyciu, wysuszeniu i zmieleniu moze byc uzyta jako dodatek do pasz. / Przyklad I. Do trójszyjnej kolby okraglodennej o pojemnosci 5 litrów, zaopatrzonej w mieszadlo, termometr i chlodnice zwrotna, odwazono 100 g wysuszonych piór kurzych i dodano 2500 g dwumetylosulfo- tlenku (DMSO). Calosc ogrzewano przy uruchomionym mieszadle i chlodnicy zwrotnej w temperaturze okolo 125°C przez 4 godziny. Po tym czasie, goraca mieszanine reakcyjna odsaczono przy uzyciu pompki wodnej na lejku Buchnera. Osad na lejku stanowiacy nierozpuszczalna pozostalosc przemyto kilkakrotnie woda i wysuszo¬ no , uzyskujac 15 g suchej masy. Wode z pierwszego przemycia zebrano celem regeneracji DMSO przez destylacje prózniowa. Do uzyskanego roztworu bialka w DMSO po ochlodzeniu do temperatury pokojowej dodano 4 litry acetonu stracajac w ten sposób homogenny preparat bialkowy, który pozostawiono do opadniecia na okres 1 godziny, nastepnie zdekantowano, a pozostalosc odsaczono i przemyto kilkakrotnie woda do zaniku DMSO i acetonu. Wode z pierwszego przemycia dolaczono do wody z przemywania zatrzymanej przy filtrowaniu nierozpuszczalnej pozostalosci, celem regeneracji DMSO. Otrzymany osad stanowi gotowy produkt w postaci pasty koloru bialego, która nastepnie wysuszono w temperaturze okolo 80°C uzyskujac suchy produkt w ilosci 78g.

Przyklad II. Do kolby, jak w przykladzie I, odwazono 100g wysuszonych piór i dodano 3000 g rozpuszczalnika zlozonego z 2000 g DMSO i 1000 g N,N-dwumetyloacetamRJu. Proces rozpuszczania prowadzo¬ no w podobnych waunkach jak w przykladzie I, utrzymujac temperature w granicach 110—120°C przez okres 3 godzin. Dalsze operacje prowadzono jak w przykladzie L Uzyskano 10 g suchej pozostalosci oraz 81 g homogennego preparatu bialkowego.

P r z y k l a d JM. Do kolby, jak w przykladzie I, odwazono 100 g wysuszonego pierza i dodano 3000 g rozpuszczalnika zlozonego z 1000g DMSO, 500 g N-metylopirolidonu, 1000 g N,N-dwumetyloformamidu i 500 g wody. Proces rozpuszczania oraz dalsze operacje prowadzo jak w przykladzie I. Uzyskano 10 g suchej pozostalosci oraz 80 g homogennego preparatu bialkowego.100 847 3

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób przetwarzania surowców keratynowych i otrzymywania homogennego preparatu bialkowego przez rozpuszczanie surowców keratynowych w rozpuszczalnikach organicznych i nastepnie wytracanie bialka z roztworu, filtrowanie, przemywanie i suszenie otrzymanego produktu; znamienny tym, ze jako rozpuszczalniki organiczne stosuje sie dwumetylosulfotlenek (DMSO), N,N-dwumetyloacetamkJ, N-metylopiroli- don lub ich mieszaniny albo wymienione rozpuszczalniki z woda i/lub N,N-dwumetyloformamidem w ilosciach od 1 do 40 czesci wagowych na Jedna czesc surowca keratynowego, przy czym proces rozpuszczania prowadzi sie korzystnie w temperaturze bliskiej lecz nieco nizszej od temperatury wrzenia rozpuszczalnika, nastepnie do tak uzyskanego roztworu dodaje sie rozpuszczalniki niewodne o niskich temperaturach wrzenia korzystnie aceton, metanol, etanol lub benzen w ilosciach 1 do 3 czesci objetosciowych na 1 czesc roztworu, a nastepnie wytracony preparat bialkowy oddziela sie od roztworu znanymi metodami.