PL145218B1 - Method of purifying casein hydrolyzates - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 88 12 31 Twórcy wynalazku: Ryszard Heropolitanski, Zdzislaw Majer.Maria Stasiak9 Julianna Marianna Korainiak, Jolanta Gajewska, Kazimierz Zieborak Uprawniony z patentuj Instytut Chemii Przemyslowej, Warszaw, Polska; Kutnowskie Zaklady Farmaceutyczne, Kutno /Polska/ sposOb oczyszczania hydrolizatów kazeinowych Wynalazek dotyczy sposobu oczyszczania hydrolizatów bialkowych stanowiacych mieszanine aminokwasów, uzyskiwanych w wyniku hydrolizy bialek, zwlaszcza kazeiny. Oczyszczanie prowadzi do usuniecia substancji zapachowych, smakowych i zanieczyszczen barwnych.Hydrolizaty bialkowe powstaja w wyniku hydrolizy bialek przy pomocy kwasów, zasad oraz przy uzyciu enzymów protolitycznych, takich jak pepsyna, trypsyna, papaina. Jako hydroliza¬ ty najczesciej spotykane sa w praktyce aminokwasy powstale w wyniku hydrolizy kazeiny wystepujacej w mleku.Przez hydrolize kazeiny uzyskuje sie mieszanine 18 aminokwasów takich jak lizyna, histydyna, arginina, kwas asparagowy, seryna, prolina, glicyna, alanina, metionina, leucyna, fenyloalanina i inne* Wolne aminokwasy sa bardzo latwo przyswajalne przez organizm i stosowane sa jako odzywki na przyklad dla sportowców, ludzi wykonujacych wyczerpujaca prace a takze dla dzieci* Hydrolizaty bialkowe stosowane sa równiez jako odzywki w pewnych stanach chorobowych* Podczas procesu hydrolizy bialek, w zaleznosci od sposobu jej prowa¬ dzenia, powstaja niewielkie ilosci prpduktów ubocznych, jak na przyklad polipeptydy posia¬ dajace gorzki smak oraz inne niezidentyfikowane o ciemnym zabarwieniu i nieprzyjemnym zapachu* Z tego powodu preparaty te nie zawsze sa chetnie spozywane zwlaszcza przez dzieci.Wadom tym przeciwdziala sie czesciowo stosujac dodatki smakowe jak równiez przez stosowa¬ nie odpowiednich operacji w trakoie procesu produkcyjnego* Zanieczyszczenia te usuwa sie czesciowo przez adsorpcje ich na weglu aktywnym* stosowanie wegla aktywnego daje poprawe wlasciwosci smakowych jednakze pociaga za soba strate minokwasów dochodzaca niekiedy do 30% suchej masy.Nieoczekiwanie okazalo sie, ze mozna usunac calkowicie zanieczyszczenia poprawiajac wydatnie walory smakowe preparatów uzyskiwanych przez hydrolize bialek, przy równoczesnej tylko minimalnej stracie aminokwasów, jezeli zastosuje sie sposobem wedlug wynalazku do usuwania produktów ubocznych syntetyczne wymieniacze jonowe.2 145 218 Sposobem wedlug wynalazku hydrolizaty bialkowe, po odsaczeniu ich od ewentualnych osadów przepuszcza sie przez kolumny wypelnione silnie zasadowym syntetycznym wymieniaczem jonowym, którego grupy funkcyjne zablokowane sa kwasem mineralnym, na przyklad w formie chlorkowej lub siarczanowej* W pierwszym etapie anionit sorbuje równiez znaczne ilosci aminokwasów. Stwierdzono jednak nieoczekiwanie, ze juz po przepuszczeniu kilku objetosci roztworu zanieczyszczenia wypieraja aminokwasy tak, ze w niedlugim czasie ich straty sa praktycznie minimalne* Zanieczyszczenia barwne i inne sorbuja sie przez dluzszy czas przy braku sorpcji aminokwasów* Proces oczysz¬ czania przerywa sie, gdy w wycieku pojawiaja sie substancje zanieczyszczajace w ilosci wyz¬ szej od zalozonej* Lepsze efekty oczyszczania mozna uzyskac przy uzyciu dwóch lub wiecej kolumn, pracujacych szeregowo* Po zakonczeniu procesu oczyszczania sorbent przemywa sie woda a nastepnie regeneruje jego powierzchnie w celu przywrócenia mu pierwotnych wlasnosci adsorpcyjnych* W znanych procesach oczyszczania, w których uzywa sie anionitów, na przyklad w oczyszczaniu syropów cukrowych regeneracje sorbentów przeprowadza sie przemywajac je wodnymi roztworami lugów badz solanka* W omawianym przypadku oczyszczania hydrolizatów bialkowych sposób ten nie daje wystarczajacego efektu regeneracji* Dla uzyskania odpowiedniego efektu regeneracji w sposobie wedlug wynalazku zastosowano przemywanie sorbentu, po procesie sorpcji, wodnym roztworem kwasu mineralnego, korzystnie solnego lub siarkowego.Stwierdzono jednak, ze w przypadku duzej ilosci zanieczyszczen w roztworze oczyszcza¬ nych aminokwasów, co wystepuje szczególnie przy zaburzeniach w procesie hydrolizy bialek, na przyklad przy zakazeniach wystepujacych w trakcie procesu, nastepuje wyrazny spadek pojemnosci sorpcyjnej sorbentu w stosunku do usuwanych zanieczyszczen* Przeprowadzanie regeneracji wodnym roztworem kwasu, tylko nieznacznie poprawia pojem¬ nosc sorpcyjna* Po przepuszczeniu przez kolumny z sorbentem kilku par* ii roztworu szcze¬ gólnie zanieczyszczonego pojemnosc sorpcyjna spada tak bardzo, ze praktycznie sorbent nie nadaje sie do dalszego oczyszczania hydrolizatów. Nastepuje kumulowanie zanieczysz¬ czen i praktyczne zablokowanie aktywnych center powierzchni sorbentu* Sorbent taki nale¬ zaloby wymienic* Stwierdzono jednak nieoczekiwanie, ze zasorbowane substancje smoliste blokujace sorbent mozna usunac calkowicie badz prawie calkowicie, przemywajac go wodnym roztworem acetonu lub alkoholi Cj do Cj o stezeniu powyzej 3Q%, przy czym szybciej osiaga sie odmycie zakwaszajac te roztwory kwasem mineralnym* Przyklad I* ff przykladzie uzyto wodny roztwór aminokwasów uzyskany przez enzymetyczna hydrolize kazeiny o zawartosci okolo 17% suchej masy, zabarwieniu ciemnej herbaty, silnym zapachu i gorzkim smaku* Roztwór ten dozowano od góry na kolumne wypel¬ niona silnie zasadowym sorbentem anionowymiennym w formie chlorkowej, typu Amberlit IRA-900* Ciecz dozowano na kolumne z predkoscia 3 objetosci na objetosc sorbentu w kolum¬ nie na godzine /3 obj/obj/h/. Od dolu kolumny odbierano wyciek, ktjry posiadal barwe slomkowa, smak nieznacznie gorzki 1 slabo wyczuwalny swoisty zapach* Dodatek niewielkich ilosci substancji smakowych i zapachowych zmienia bardzo korzystnie wlasciwosci smakowe w porównaniu do produktu wyjsciowego* Po przepuszczeniu przez kolumne 30 objetosci bydrollzatorów stwierdzono wyraznie po¬ gorszenie sie barwy i zapachu wycieku* Proces oczyszczania przerwano i przez kolumny przepuszczono 1,5 objetosci wody kierujac wyciek w dalszym ciagu do hydrolizatów* Nastep¬ nie przez sorbent dozowano 2 objetosci 5% wodnego roztworu kwasu solnego* W wycieku stwier¬ dzono duze ilosci substancji barwnych i zapachowych* Po przepuszczeniu kwasu sorbent prze¬ myto woda do odczynu slabo kwasnego, przygotowujac go tym samym do nastepnego cyklu oczyszczania aminokwasów*145 218 3 Przyklad II• W przykladzie uzyto wodny roztwór aminokwasów taki sam jak w przy* kladzie I* Proces oczyszczania prowadzono podobnie jak w przykladzie I, z ta róznica, ze kolumna wypelniona byla silnie zasadowym sorbentem anionowymiennym w formie siarczanowej typu Wofatyt SZ-30. Po przepuszczeniu 25 objetosci roztworu proces oczyszczania przerwano* Uzyskano wyciek podobny jak w przykladzie I o slabym zapachu i lekko zóltym zabarwieniu* Sorbent w kolumnie przemyto woda, a nastepnie 2 objetosclami 4% wodnego roztworu kwasu siarkowego i znów woda do odmycia kwasu jak w przykladzie I* Przyklad III* W przykladzie uzyto roztwór aminokwasów uzyskany przez enzyma¬ tyczna hydrolize kazeiny o zawartosci 15,5% suchej masy, przebieg hydrolizy byl zaburzony zakarzeniem procesu fermentacji* Uzyskany roztwór hydrolizatów byl metny i posiadal bardzo silne zabarwienie brunatno-brazowe* Roztwór ten po przesaczeniu na prasie filtracyjnej przepuszczono przez kolumne wypelniona silnie zasadowym sorbentem aminowymiennym w formie chlorkowej typu Wofatyt EA-60* Ciecz dozowano od góry podobnie jak w przykladzie I* Po przepuszczeniu 19 objetosci cieczy stwierdzono wyraznie przebicie zloza barwne i zapa¬ chowe* Sorbent podobnie jak w przykladzie I i II przemyto woda a nastepnie 556 wodnym roztworem kwasu solnego* Po odmyciu sorbentu od kwasu prowadzono na nim nastepne cykle oczyszczania* Po wykonaniu dwunastu kolejnych cykli stwierdzono, ze przebicie barwne i zapachowe nas¬ tepuje juz po przepuszczeniu 9 objetosci roztworu aminokwasów* Po dokonaniu regeneracji wodnym roztworem kwasu, dodatkowo przez sorbent przepuszczono 3056 wodny roztwór acetonu zawierajacy 2% kwasu solnego* W wycieku stwierdzono znaczne ilosci smolistych substancji barwnych* Przez kolumne przepuszczono 2 objetosci roztworu acetonu do wycieku lekko zóltego* Nastepnie sorbent przemyto woda do zaniku zapachu acetonu* Po tej regeneracji sorbent wykazywal wlasciwosci nie odbiegajace od sorbentu nie uzywanego* Przyklad IV* Przyklad wykonano w sposób identyczny jak przyklad III* uzywajac do oczyszczania skazony roztwór aminokwasów* Po wielokrotnym uzyciu sorbenta i stwier¬ dzeniu wyraznego zaniku pojemnosci sorpcyjnej - podobnie jak w przykladzie I - przepro¬ wadzono regeneracje w sposób podobny jak w przykladzie III z ta róznica, ze zamiast wod¬ nego roztworu acetonu uzyto 60% wodny roztwór metanolu* Do calkowitego usuniecia bloku¬ jacych substancji smolistych* przez sorbent przepuszczono 4 objetosci roztworu metanolu, po czym metanol odmyto woda* Uzyskano efekt regeneracji zblizony do uzyskanego przy uzyciu roztworu acetonu* Przyklad V* Przyklad wykonano w sposób podobny jak przyklad III i IV z ta róznica, ze po stwierdzeniu znacznego spadku pojemnosci sorpcyjnej regeneracje przepro¬ wadzono przemywajac sorbent 70% wodnym roztworem alkoholu n-propylowego zawierajacego 2% kwasu siarkowego* przez sorbent przepuszczono 1,5 objetosci roztworu alkoholu uzyskujac usuniecie blokujacych substancji smolistych* PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. * Sposób oczyszczania hydrolizatów kazeinowych metoda sorpcji, znamienny t y m, ze wodny roztwór hydrolizatu przepuszcza sie przez zloze silnie zasadowego synte¬ tycznego wymieniacza jonowego, którego grupy funkcyjne zablokowane sa kwasem mineralnym, po zakonczonym etapie sorpcji zanieczyszczen wymieniacz jonowy regeneruje sie wodnym roztworem kwasu mineralnego, a nastepnie woda, zas okresowo przez sorbent dodatkowo prze¬ puszcza sie wodny roztwór acetonu lub alkoholi Cj-C-* o stezeniu powyzej 30%*
2. 2. * Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze do regeneracji sorbentu sto¬ suje sie wodny roztwór acetonu lub alkoholi C1-Co zakwaszony kwasem mineralnym* PL