PL83182B1

PL83182B1 -

Info

Publication number: PL83182B1
Application number: PL14202370A
Authority: PL
Priority date: 1970-07-14
Filing date: 1970-07-14
Publication date: 1975-12-31

Description

Uprawniony z patentu: Kievsky ordena Lenina Myasokombinat, Kijów (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzie¬ ckich) Sposób otrzymywania aminokwasów z surowców zawierajacych bialko Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia aminokwasów z surowców zawierajacych bial¬ ko. Tak otrzymane aminokwasy znajduja szerokie zastosowanie w rozmaitych dziedzinach, zwlaszcza w przemysle farmaceutycznym i spozywczym.Znany jest sposób przemyslowego otrzymywania aminokwasów z surowców bialkowych, na przyklad surowców keratynowych, który polega na tym, ze material wyjsciowy (np. keratyne) poddaje sie hy¬ drolizie w obecnosci kwasu solnego pod cisnieniem 1,5—2,0 atmosfer, w podwyzszonej temperaturze, a nastepnie otrzymany hydrolizat oczyszcza sie weglem aktywowanym, odtluszcza i zateza przez odparowanie az do uzyskania roztworu o zawarto¬ sci suchej masy 72—7GP/o wagowych.Wytworzony osad chlorowodorku kwasu gluta¬ minowego oddziela sie od roztworu macierzystego, rozpuszcza w wodzie i otrzymany roztwór zobo¬ jetnia sie roztworem wodorotlenku sodowego, otrzymujac osad kwasu glutaminowego, który wy¬ odrebnia sie i przemywa woda w celu usuniecia z osadu jonów chlorkowych. Roztwór macierzysty otrzymany po oddzieleniu soli kwasu glutaminowe¬ go zobojetnia sie roztworem wodorotlenku sodo¬ wego do pH równego 6,8, przy czym w trakcie alkalizowania roztworu wytraca sie osad zawiera¬ jacy tyrozyne.Wada tego sposobu sa zbyt drastyczne warunki procesu, to jest zbyt wysokie cisnienie w czasie hydrolizy (1,5—2 atmosfer) oraz dlugi czas odparo- 10 15 20 25 2 wywania hydrolizatu (do otrzymania roztworu o zawartosci 72—70°/o suchej masy), które sa przy¬ czyna czesciowego rozkladu tyrozyny i calkowi¬ tej destrukcji innych aminokwasów.Z tego powodu znany sposób otrzymywania ami¬ nokwasów charakteryzuja sie niska wydajnoscia: kwas glutaminowy otrzymuje sie z wydajnoscia 0,3—l,l°/o wagowych a tyrozyne z wydajnoscia 0,5*/o wagowego. Inne aminokwasy nie daja sie wydzielic tym sposobem.Celem wynalazku bylo opracowanie przemyslo¬ wego sposobu uzyskiwania aminokwasów z mate¬ rialów zawierajacych bialko, który pozwalalby na równoczesne wyodrebnienie i rozdzielenie róznych aminokwasów z dobra wydajnoscia oraz zapew¬ nialby otrzymanie produktów o wysokiej czysto¬ sci.Cel ten osiagnieto, opracowujac sposób otrzymy¬ wania aminokwasów z surowców zawierajacych bialko na drodze lagodnej hydrolizy w srodowisku kwasnym, w podwyzszonej temperaturze i pod zwiekszonym cisnieniem, oczyszczenia weglem aktywowanym i zatezenia otrzymanego hydroli¬ zatu a nastepnie oddzielenia wytracajacego sie osadu soli kwasu glutaminowego od roztworu ma¬ cierzystego.Zgodnie z wynalazkiem kwasowa hydrolize ma¬ terialu zawierajacego hialko prowadzi sie pod ci¬ snieniem okolo 1 atmosfery tak dlugo az nastapi calkowity rozklad surowca bialkowego, co potwier- 83 1823 dza ujemny wynik próby na bialko mieszaniny reakcyjnej, a zatezenie hydrolizatu kontynuuje sie do otrzymania roztworu o zawartosci suchej masy nie wyzszej niz 70°/o wagowych. Zatezony hydroli¬ zat chlodzi sie, tworzacy sie osad soli kwasu glu¬ taminowego oddziela sie a nastepnie rozpuszcza w wodzie i otrzymany roztwór zobojetnia sie wod¬ nym roztworem amoniaku, w trakcie alkalizowa- nia roztworu wolny kwas glutaminowy wytraca sie w postaci osadu, który oczyszcza sie na drodze re¬ krystalizacji z wody.Roztwór macierzysty otrzymany po oddzieleniu soli kwasu glutaminowego traktuje sie roztworem alkalicznym do osiagniecia wartosci pH równej 5—5,8. W takim srodowisku aminokwasy wytra¬ caja sie w postaci osadu. Osad aminokwasów traktuje s.ie co najwyzej 3°/o roztworem weglanu sodowego w ilosci 5 czesci wagowych roztworu na 1 czesc wagowa osadu. Cystyna, lizyna, histy- dyna i arginina przechodza w tych warunkach do roztworu, z którego sa nastepnie wydzielane, a ty¬ rozyna i leucyna pozostaja w osadzie.W celu wyodrebniania tyrozyny i leucyny, na osad dziala sie 0,3 n roztworem wodorotlenku so¬ dowego, tyrozyna i leucyna przechodza do roztwo¬ ru, który nastepnie zobojetnia sie i zakwasza do pH 5,6—5,8, wydzielajacy sie osad tyrozyny oddzie¬ la sie. Pozostaly roztwór, zawierajacy leucyne od¬ parowuje sie a produkt poddaje sie rekrystalizacji z wody lub alkoholu.Roztwór zawierajacy cystyne, lizyne, histydyne i arginine zobojetnia sie i zakwasza kwasem, na przyklad octowym, do pH 5,0—5,05 przy czym cy¬ styna wydziela sie w postaci osadu, arginine, lizy¬ ne i histydyne wyodrebnia sie metoda wymiany jonowej.Otrzymany kwas glutaminowy dodatkowo oczy¬ szcza sie przez krystalizacje z wody destylowanej ogrzanej do temperatury 85°C.Wskazane jest stosowanie weglanu sodu w sub¬ stancji lub w roztworze jako srodka zobojetnia¬ jacego roztwór macierzysty otrzymany po wydzie¬ leniu soli kwasu glutaminowego w celu podwyzsze¬ nia wydajnosci procesu przez zmniejszenie strat wynikajacych z rozkladu aminokwasów.Sposób wedlug wynalazku posiada szereg istot¬ nych zalet: pozwala otrzymywac równoczesnie, indywidualnie szereg aminokwasów, z duza wy¬ dajnoscia przy czym uzyskuje sie produkty o wy¬ sokiej czystosci odpowiadajacej normom miedzy¬ narodowym. Stosujac sposób wedlug wynalazku otrzymuje sie kwas glutaminowy z wydajnoscia 2,8% wagowych a tyrozyne z wydajnoscia 2°/o wa¬ gowych to znaczy z wydajnoscia 2—3-krotnie wyz¬ sza niz w przypadku stosowania znanego sposobu.Ponadto sposób wedlug wynalazku pozwala otrzymywac z dobra wydajnoscia cystyne (okolo l°/o wagowy) i inne aminokwasy.Osiagniecie tych korzystnych cech sposobu we¬ dlug wynalazku jest mozliwe, jezeli proces hydro¬ lizy prowadzi sie przy cisnieniu par w reaktorze okolo 1 atmosfery a zatezenie hydrolizatu konty¬ nuuje sie tak dlugo az uzyska sie roztwór zawie¬ rajacy okolo 70% wagowych suchej masy. Takie 182 4 warunki procesu zabezpieczaja aminokwasy przed rozkladem.Sposób wedlug wynalazku jest sposobem prze¬ myslowym, prostszym w stosowaniu niz znany spo- 5 sób.Surowcem w procesie wedlug wynalazku moga byc produkty odpadowe przemyslu miesnego jak rogi, kopyta, siersc, szczecina, pierze, sciegna, mle¬ czarskiego jak kazeina, rybnego jak luski, pletwy, 10 wlókienniczego jak welna, jedwab naturalny oraz przemyslu skórzanego.Wynalazek jest blizej wyjasniony w ponizszym przykladzie.Przyklad. W reaktorze o objetosci 3,4 ms 15 wyposazonym w mieszadlo i urzadzenie grzewcze, umieszczono 1000 kg surowca bialkowego, zawiera¬ jacego keratyne i 2000 litrów 15°/o kwasu solnego po czym wlaczono urzadzenie grzewcze i miesza¬ jace. 20 Proces hydrolizy prowadzono w ciagu 8 godzin przy czym cisnienie pary powstajacej w reaktorze wynosilo 1 atmosfere. Proces hydrolizy zakonczo¬ no gdy próba na bialko dala wynik ujemny.Po zakonczeniu procesu hydrolizy, hydrolizat 25 oczyszczano weglem aktywowanym mieszajac w ciagu 1 godziny, nastepnie wegiel oddzielono na prasach filtracyjnych, a oczyszczony hydrolizat odprowadzono do kolejnego reaktora wyposazone¬ go w mieszadlo i urzadzenie grzewcze, gdzie hy- 30 drolizat poddawano zatezeniu przez odparowanie pod zmniejszonym cisnieniem w temperaturze nie przekraczajacej 80°C i przy ciaglej pracy miesza¬ dla, w ciagu 15—20 godzin do otrzymania roztwo¬ ru zawierajacego okolo 70°/o wagowych suchej 35 masy, wedlug refraktometru.Zatezony roztwór hydrolizatu oziebiono, nasyco¬ no stezonym kwasem solnym w ilosci 80—100 1 i pozostawiono do krystalizacji. Proces krystali¬ zacji prowadzono pod obnizonym cisnieniem w 40 temperaturze 0—5°C do chwili zakonczenia wydzie¬ lania sie krysztalów chlorowodorku kwasu gluta¬ minowego. Nastepnie krysztaly chlorowodorku kwasu glutaminowego oddzielono od roztworu ma¬ cierzystego, rozpuszczono w wodzie roztwór oczy- 45 szczono weglem aktywowanym i zobojetniono 25% wodnym roztworem amoniaku do pH 3,2.Stracone krysztaly kwasu glutaminowego odfil¬ trowano, wysuszono, przekrystalizowano z ogrza¬ nej do temperatury 80—85°C wody destylowanej; 50 wydajnosc wynosila 2,8°/o wagowych. Roztwór ma¬ cierzysty zobojetniono, mieszajac, weglanem sodo¬ wym do pH 5,6 i pozostawiono az do ustania wy¬ tracania sie osadu. Wytracony osad, zawierajacy cystyne, tyrozyne, leucyne, arginine, lizyne i hi- 55 stydyne odsaczono a nastepnie traktowano 2Vo roz¬ tworem wodnym weglanu sodowego w stosunku 5 czesci wagowych roztworu na 1 czesc osadu, po czym mieszanine oczyszczono weglem aktywowa¬ nym i przesaczono. W ten sposób otrzymano roz- eo twór zawierajacy cystyne, arginine, histydyne i li¬ zyne oraz nierozpuszczalny osad zawierajacy tyro¬ zyne i leucyne.Roztwór zawierajacy cystyne, arginine, histydy¬ ne i lizyne zakwaszono kwasem octowym do pH 65 5,0—5,05 co spowodowalo wydzielenie cystyny w83182 postaci osadu, z wydajnoscia l9/» wagowy, argini¬ ne, histydyne i lizyne wyodrebniono na drodze wymiany jonowej.Osad zawierajacy tyrozyne i leucyne poddano dzialaniu 0,3Vt roztworu wodorotlenku sodowego.Otrzymany roztwór oddzielono od wegla, zakwa¬ szano do pH 5,6—6,8 i wydzielono tyrozyne w po¬ staci osadu (wydajnosc 2*/§ wagowych), pozostaly roztwór zawierajacy leucyne odparowano pod zmniejszonym cisnieniem, oziebiono, wydzielajace sie krysztaly leucyny oddzielono i przekrystalizo- wano z 50*/# alkoholu metylowego; (wydajnosc l^/o wagowych). Wszystkie roztwory macierzyste (lugi pokrystalizacyjne) otrzymane jako odpady w procesie wytwarzania czystych aminokwasów odparowano do sucha otrzymujac proszek zawiera¬ jacy do 45*/» wagowych mieszaniny róznych ami¬ nokwasów.Wymieniona mieszanina aminokwasów moze byc stosowana w przemysle spozywczym jako warto¬ sciowy dodatek bialkowy lub smakowy, w prze¬ mysle mikrobiologicznym do przygotowywania po¬ zywek, w medycynie do przygotowania mieszanin zastepujacych krew, jako preparat leczniczy w we¬ terynarii, a takze w hodowli jako produkt odzyw¬ czy dla zwierzat. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania aminokwasów z surow¬ ców zawierajacych bialko na drodze hydrolizy ma¬ terialu wyjsciowego w srodowisku kwasnym, na goraco i pod cisnieniem, oczyszczenia za pomoca wegla aktywowanego i nastepnie zatezenia i ochlo¬ dzenia otrzymanego hydrolizatu, i oddzielenia two¬ rzacej sie soli kwasu glutaminowego od roztworu macierzystego, znamienny tym, ze hydrolize w sro¬ dowisku kwasnym prowadzi sie pod cisnieniem okolo 1 atmosfery az do uzyskania ujemnego wy¬ niku próby na bialko w mieszaninie reakcyjnej, a otrzymany hydrolizat zateza sie tak, by sucha masa stanowila nie wiecej niz 7 roztworu, po czym roztwór chlodzi sie i wydziela wytracajacy sie krystaliczny osad soli kwasu glu- s tarninowego, który nastepnie rozpuszcza sie w wo¬ dzie, zobojetnia wodnym roztworem amoniaku a wytracajacy sie w czasie zobojetniania osad wol¬ nego kwasu glutaminowego oddziela sie, zas po¬ zostajacy po wydzieleniu soli kwasu glutaminowe- io go roztwór macierzysty zobojetnia sie zwiazkiem o charakterze alkalicznym do pH 5—5,8, wytra¬ cajacy sie osad zawierajacy aminokwasy wydzie¬ la sie i traktuje 3*/« wodnym roztworem weglanu sodowego w ilosci 5 czesci roztworu na 1 czesc 15 osadu w celu rozdzielenia cystyny, lizyny, histy- dyny i argininy, przechodzacych do roztworu, od tyrozyny i leucyny, powstajacych w tych warun¬ kach w osadzie, po czym cystyne, lizyne, histydy¬ ne i arginine wyodrebnia sie z roztworu a tyro- 20 zyne i leucyne — z osadu.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uzyskany kwas glutaminowy dodatkowo oczyszcza sie na drodze rekrystalizacji z wody destylowanej ogrzanej do temperatury 85°C. 25
3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, te roztwór macierzysty otrzymany po wydzieleniu soli kwasu glutaminowego zobojetnia sie wegla¬ nem sodowym.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze so alkaliczny roztwór zawierajacy cystyne, lizyne, hi¬ stydyne i arginine zobojetnia sie kwasem octowym do pH 5,0—5,05 i oddziela sie wytracajacy sie osad cystyny.
5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 35 tyrozyne i leucyne wydziela sie z osadu na drodze traktowania osadu 0,3 n roztworem wodorotlenku sodowego, zobojetnienia otrzymanego roztworu kwasem octowym do pH 5,6—5,6, po czym tyrozy¬ ne wydziela sie w postaci wytracajacego sie osadu, *) zas leucyne odzyskuje sie na drodze odparowania pozostalego roztworu. PL