RO132575B1 - Procedeu de obţinere a unei compoziţii colagenice peliculogene - Google Patents

Description

Invenția se referă la un un procedeu de obținere a unui produs pe bază de extract de colagen recuperat din subproduse de piele, ce poate fi utilizat pentru realizarea unui suport multifuncțional pentru implantarea eficace a semințelor de plante și a unui suport pentru răsaduri, în vederea stimulării germinației, nutriția plantelor și reducerea aportului de pesticide.

Este cunoscută posibilitatea realizării de extracte de colagen cu conținut de aminoacizi, RO 126673 A2, pentru stimularea nutriției și creșterea plantelor. Sunt deja cunoscute produse pe bază de hidrolizate proteice din resurse vegetale și animale pentru fertilizarea plantelor în sistem ecologic. Este cunoscut faptul că există benzi celulozice cu semințe pregătite pentru implantare.

Problema pe care o rezolvă prezentul brevet de invenție este realizarea unei compoziții pe bază de colagen aditivat cu glicerol și reticulat cu tanant vegetal de Tara, care poate forma pelicule elastice pentru depunerea de semințe de plante, sau ambalarea răsadurilor, în vederea creșterii stării de nutriție și sănătate a semințelor și plantulelor, stimularea germinației și reducerea cantității de pesticide folosite în tratamentele agricole. Efectele economice și ecologice estimate pentru aplicarea noului produs în culturile agricole sunt mari, având în vedere cerința pentru produse ecologice, conservarea solului și reducerea cantităților de pesticide de sinteză (tip imidacloprid, tebuconazol) și luând în calcul faptul că resursa secundară de colagen are valoare zero.

Sunt cunoscute brevete pentru compoziții complexe pe bază de hidrocarburi condensate, lignine și taninuri, EP 2473034 A2, cu efecte asupra a cel puțin unei caracteristici privind germinația, răsărirea, dezvoltarea rădăcinii, vigoarea și creșterea răsadului, scăderea mortalității, producția de clorofilă, rezistența la frig, rezistența la secetă, absorbția nutrienților, comparativ cu semințele netratate. Se cunosc procedee, US 20130225403 A1, pentru tratarea semințelor de cereale cu amestecuri peliculogene pe bază de polizaharide, cu efect de protecție împotriva fungilor și insectelor. Alte metode de tratare a semințelor de cereale, US 4886541 A, urmăresc creșterea producției de plante, grosimea rădăcinii și rezistența tulpinii, prin exploatarea proprietăților chitosanului.

Dezavantajele acestor metode de tratare constau în complexitatea materialelor utilizate și a compozițiilor, informațiile incomplete privind reproductibilitatea rezultatelor obținute în urma testării la scara de referință, nu aduc informații legate de reducerea cantităților de insecto-fungicide administrate în culturile horticole.

în momentul de față există o paletă largă de materiale biopolimerice realizate din proteine extrase din resurse primare de colagen. Există cercetări în care s-a studiat folosirea colagenului pentru precipitarea polifenolilor în procesul vinificației, Ortiz-Barrera, E., Macias-Carranza, V., Cabello-Pasini, A., Precipitation ofwine polyphenols using collagen from fish skin and fish swim bladder, Cyta-Journal ofFood, voi. 13, no. 4, pp. 597-602, 2015, sau obținerea structurilor 2D pentru folii alimentare, Wang, L. F., Rhim, J. W., Preparation and application of agar/alginate/collagen ternary blend funcțional food packaging films, Internațional Journal of Biological Macromolecules, voi. 80, pp. 460-468, 2015. Extractele de colagen sunt folosite în cosmetică, pentru lacul de unghii și machiaj, pentru prepararea a diverse produse de curățare și întreținere, ca șampon, creme, produse pentru ondulat părul, Langmaier, F., Mladek, M., Kolomaznik, K., Sukop S., Collagenous Hydrolysates from Untraditional Sources of Proteins, Int. J. Cosmetic Sci., voi. 23, no. 4, pp. 193-199, 2001; Langmaier, F., Mladek, M., Kolomaznik, K., Sukop S., Isolation of Elastin and Collagen Polypeptides from Long Cattle Tendons as Raw Material for the Cosmetic Industry, Int. J. Cosmetic Sci., voi. 24, no. 5, pp. 273-279, 2002. S-a studiat obținerea de biogaz din hidrolizat de colagen extras din subproduse de piele tăbăcită, neutralizat cu KOH-H₃PO₄ și s-a constatat că este o variantă mai fezabilă decât depozitarea aerobă a cărnii de var, deoarece

RO 132575 Β1 creșterea microorganismelor este mai rapidă, Pati, A., Chaudhary R., Studies on the 1 Generation ofBiogas from Collagen Hydrolysate obtained from Chrome Shavings byAlkaline Hydrolysis: A Greener Disposal Method, Research Journal of Recent Sciences, voi. 2, pp. 3 234-240, 2013. O aplicație importantă a extractelor colagenice cu masa moleculară mică, o reprezintă obținerea surfactanților, Semrl-Kosmac, V., Gantar, A., Anzur, I., Modification 5 of Collagen Hydrolysates, Resour. Conserv. Recycl., voi. 13, no. 2, pp. 97-104, 1995;

Langmaier, F., Mladek, M., Kolomaznik, K., Maly, A., Degradation ofChromedLeather Waste 7 Hydrolysates for the Production of Surfactants, Tenside Surfactant Deter., voi. 39, no. 2, pp.

31-34, 2002; Stepan, E., Velea, S., Gaidau, C, Filipescu, L., Ghiga, M. D., Radu, A. C, 9 Surfactants obtained from unconventionalresources, 7th World Surfactants Congress, Paris, France, CESIO 2008. De asemenea, s-a demonstrat că folosirea extractelor de colagen ca 11 aditivi pentru adezivi de tip aminoplaste, într-o proporție de aproximativ 5% limitează considerabil emisiile de formaldehidă din filmele adezive tratate termic, Langmaier, F., 13

Kolomaznik, K., Mladek, M., Sivarova, J., Curing Urea-Formaldehyde Adhesives with Hydrolysates of Chrome Tanned Leather Waste from Leather Production, Int. J. Adhes. Voi. 15 25, pp. 101-108, 2005; Niculescu, M. D., Sedliacik, J., Gaidau, C, Jurkovic, P., Matyasovsky, J., Complementary methods for recovery and valorisation of proteins from chrome leather 17 wastes, Leather and Footwear Journal, voi. 12, no. 2, pp. 85-100, 2012. Pentru aplicațiile în agricultură, există studii de valorificare a azotului organic din colagen, în remedierea solului, 19 Zainescu, G., Voicu, P., Gherghina, A., Sandru, L., Application of tannery organic wastes in degraded soils remediation, Journal of Biotechnology, voi. 150, pp. 290-290, 2010 și 21 fertilizarea culturilor agricole, Sirbu, C. etal., Fertilizers with Protein Chelated Structures with Biostimulator Role, Rev. Chim. Bucharest, voi. 60, no 11, pp. 1135-1138, 2009. S-a studiat 23 obținerea de hidrolizate de colagen din subproduse de piele tăbăcită, pentru fertilizarea culturilor horticole, Gaidau, C, Niculescu, M., Stepan, E., Taloi, D., Filipescu, L., Additives 25 and Advanced Biomaterials Obtained from Leather Industry By-products, Rev. Chim.

Bucharest, voi. 60, no. 5, pp. 501-508, 2009; Pati, A., Chaudhary R., Soybean plantgrowth 27 studyconducted using purified protein hydrolysate-based fertilizermade from chrome-tanned leather waste, Environmental Science and Pollution Research, voi. 22, no. 24, pp. 29 20316-20321, 2015, tratarea semințelor de cereale pentru stimularea germinației și reducerea cantităților de insecto-fungicide, Gaidau, C, Niculescu, M., Stepan, E., Epure, 31 D.-G., Gidea, M., New Mixes Based on Collagen Extracts with Bioactive Properties, for Treatment of Seeds in Sustainable Agriculture, Current Pharmaceutical Biotechnology, voi. 33 14, no. 9, pp. 792-801, 2013, sau chiar pentru fertilizarea culturilor de grâu și orez, Coelho,

L. , Ferreira, Μ. M., Bastos, A. R. R., et al., Leather Industry Waste as a Nitrogen Source for35

Wheat and Rice in Succession, Revista Brasileira de Ciencia do Solo, voi. 39, no. 5, pp.

1445-1455, 2015, folosirea extractelor de colagen din piele de pește pentru creșterea37 producțiilor de rapiță prin stimularea creșterii și reducerea dehiscenței silicvelor Niculescu,

M. D., Becheritu, M., Gaidau, C, Epure, D.-G., Gidea, M., Stepan, E., Extraction of collagen 39 with bioactive properties forstimulation, nutrition and protection ofplants, Proceedings ofili Internațional LeatherEngineering Congress, Innovative Aspects forLeather Industry, Izmir,41

Turkey, pp. 259-264, 2015, utilizarea hidrolizatului de colagen din piele bovină în tratarea foliară a viței de vie pentru atenuarea efectelor induse de carența de fier datorată în special 43 solurilor calcaroase Tudor, E., Cioroianu, T., Sirbu, C, Dumitru, M., Grigore, A., Parvan, L., Fertilizerforthe Treatment of Iron Chlorosis. Physico-chemical andagro-chemicalproperties, 45

Rev. Chim.-Bucharest, voi. 68, no. I, pp. 65-68, 2017.

Pentru utilizarea proteinelor în tratamentele aplicate culturilor agricole, resursele 47 secundare de colagen, cum sunt subprodusele din industria de prelucrare a pieilor naturale, reprezintă o alternativă viabilă. 49

RO 132575 Β1

Se cunosc procedee de extragere a colagenului din deșeuri de piele tăbăcită, și separare de compuși minerali, aplicând procese de hidroliză în mediu alcalin (US 4483829, US 4100154), sau prin cataliza enzimatică (US 5094946, R0126673 A2), în vederea folosirii acestuia ca îngrășământ, în formule nutritive pentru alimentația animalelor, precum și în compoziția unor preparate cosmetice. Alte procedee recente propun faina de oase ca materie primă pentru obținerea hidrolizatului de colagen (CN 103243143 A) prin extracție la presiune ridicată în mediu alcalino-enzimatic, sau prin extracție din piele de porc (CN 104673863 A). Există și un procedeu care folosește apa carbonatată (JP 2013245198 A) pentru extragerea gelatinei folosită ca agent de dispersare a sarcinilor electrice în dispozitive electronice și a colagenului pentru diverse aplicații în cosmetică.

Aceste procedee prezintă următoarele dezavantaje:

- hidroliză alcalină se desfășoară la temperatura de reflux, peste 95°C;

- hidrolizatele proteice obținute cu pH < 11 au un conținut de crom de ordinul 10² ppm;

- conținutul de aminoacizi liberi în hidrolizatele proteice destinate folosirii ca fertiIizanți este scăzut;

- procesele nu sunt concepute în scopul obținerii de hidrolizate de colagen cu mase moleculare medii mici care garantează un conținut de aminoacizi liberi esențiali liberi, recunoscuți pentru contribuția importantă pe care o au în metabolismul plantelor, mai ales în condiții de stres;

- procesele se desfășoară la presiuni ridicate în cazul extracției din faină de oase;

- extragerea colagenului din piele de porc implică operații suplimentare pentru eliminarea substanțelor grase;

- procesul de extracție a colagenului cu apă carbonatată necesită o durată mai mare decât alte procese și în condițiile specifice tăbăcăriilor asigurarea apei carbonatate este un inconvenient.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în prezentarea unui procedeu de obținere a unei compoziții colagenice peliculogene și compoziția colagenică peliculogenă obținută prin acesta care facilitează asigurarea implantării eficiente a semințelor de plante în vederea stimulării germinației, nutriția plantelor și reducerea aportului de pesticide.

Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele prezentate mai sus prin aceea că acesta constă din următoarele etape:

- extragerea gelatinei din fragmente de piele netăbăcită cu materii volatile de

60.. .80% și un conținut de minimum 90% substanță dermică, se supune reglării pH de 5,5...6 cu soluție de acid lactic 1M, apoi unui proces de tratare termică în trei trepte, în care:

- în prima etapă, un amestec de fragmente de piele netăbăcită în apă într-un raport solid:lichid de 1:2 se supune la o temperatură de 7O...8O°C, sub agitare, timp de

1.. .4 h, și se colectează prima soluție de gelatină;

- a doua etapă se desfășoară sub agitare în care un amestec de reziduu de piele din prima etapă de extracție și apă într-un raport solidJichid de 1:2 se supune la o temperatură de 8O...85°C, timp de 2...3 h, și se colectează a doua soluție de gelatină;

- a treia etapă se desfășoară sub agitare în care un amestec de reziduu de piele din a doua etapă de extracție și apă într-un raport solidJichid de 1:2 se supune la o temperatură de 85...90°C, timp de 1...4 h, și se colectează a treia soluție de gelatină;

- soluțiile de gelatină rezultate se pun împreună se omogenizează și se supun răcirii/decantării la 4...6°C, timp de 14...16 h, urmată de detașarea stratului de bază care conține depuneri, iar gelatina colectată se concentrază sub vid la 6O...8O°C, până la 5% substanță uscată;

RO 132575 Β1

- obținerea compoziției colagenice în care gelatina rezultată în etapele anterioare se 1 amestecă cu 15...35% glicerol și 10...20% extract de tanant Tara cu min 5% substanțe tanante și se agită cu 400...700 rot/min, timp de 1...2 h la temperatura de 4O...7O°C; și opțio- 3 nai, se adaugă 10...30% hidolizat de colagen sau hidrolizatdecheratină cu masa moleculară de maximum 6 kDa, sub agitare continuă timp de 20...60 min; 5

- formarea peliculei în care compoziția colagenică obținută se toarnă în forme și se usucă prin convecție forțată la temperatura de 40.,.70°C pentru a obține benzi elastice pentru 7 implantarea eficace a semințelor de plante sau forme suport pentru răsaduri cu proprietăți multifuncționale în vederea stimulării germinației, nutriția plantelor și reducerea aportului de 9 pesticide datorită efectelor sistemice induse plantelor de către aminoacizii eliberați treptat de suportul colagenic. 11

Prezenta invenție rezolvă problema tratării semințelor de plante prin realizarea unui produs multifuncțional, care poate forma un suport elastic pentru semințe, asigurând distanța 13 optimă între plante prin proprietățile elastice ale peliculei suport, protecția prin formarea unui film polimeric de colagen pe suprafața semințelor având capacitate de absorbiție a apei 15 datorită caracterului amfoter și de eliberare în timp a aminoacizilor din structura oligopeptidelor și a polipeptidelor datorită biodegradabilității. Aminoacizii eliberați au origine naturală și 17 manifestă proprietăți nutritive prin conținutul de azot organic, ușor asimilabil. Folosirea acestor structuri de colagen în practica agricolă aduce și alte avantaje care se referă la eliminarea 19 operației de rărit, semănatul la precizie, economie de timp, manopera ușoară și practică.

Modul consacrat de turnare a benzilor și de aplicare a semințelor, satisface cerințele noii 21 compoziții propuse prin prezenta invenție pentru formarea de benzi pentru însămânțare.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje demonstrate de testele experi- 23 mentale de tratare a semințelor de leguminoase (mazăre, soia, fasole, bob, năut, măzăriche) cu extracte de colagen: 25

- răsărire mai timpurie a plantelor;

- creșterea rezistenței la secetă datorită permeabilității mai mari pentru imbibiția cu 27 apă a semințelor cu grosime mică și medie a cuticulei;

- creșterea biomasei cu minimum 5%; 29

- reducerea necesarului de pesticide cu aproximativ 50%;

- stimularea creșterii plantelor în soluri cu pH nefavorabil (< 6,0 și > 8,9). 31

- se recuperează cu randamente mari azotul organic din piele animală reziduală, cu efecte favorabile legate de reducerea spațiilor necesare pentru depozitare, reducerea costu- 33 rilor și a emisiilor generate de transport, respectarea legislației de mediu în vigoare, valorificarea avansată a resurselor naturale; 35

- se pune în valoare o resursă naturală de aminoacizi, disponibili plantelor fără con- sum energetic suplimentar, pentru sporuri de producție în agricultură, reducând consumul 37 de aminoacizi de sinteză care prezintă dezavantajul conținutului de enantiomeri, aspectîncă nerezolvat de cercetările ultimilor ani; 39

- se reciclează un deșeu proteic, într-un subprodus util pentru creșterea eco-eficienței în bio-economie (prin înlocuirea parțială sau totală a aminoacizilor de sinteză, care necesită 41 resurse financiare mai mari, directe, pentru producție, și indirecte, pentru protecția mediului);

- se încurajează dezvoltarea agriculturii organice, biologice, în care se interzice 43 folosirea oricărei substanțe obținute prin procese chimice de sinteză;

- procedeul de obținere a extractelor de colagen sub formă de gelatine și hidrolizate 45 conform invenției este simplu, eficace, economic, reproductibil;

- gama de extracte de colagen folosite ca suport pentru semințe poate fi diversificată 47 în funcție de necesitățile de nutriție și biostimulare ale solului și plantelor;

RO 132575 Β1

- utilizarea polidispersiilor de colagen în practica agricolă, oferă o alternativă de îmbunătățire a proprietăților solului, accelerare a germinației, creșterea rezistenței plantelor la dăunători și sporirea producțiilor agricole, cu un consum mai redus de substanțe de sinteză.

- folosește fragmente reziduale de piele;

- nu folosește materiale chimice nocive;

- fragmentarea deșeurilor de piele se poate realiza simplu, prin tocare în mașini similare celor din industria alimentară;

-folosește în prima treaptă, extracția termică la un raport solid/lichid de 1/2, la temperatura de 7O...8O°C, pe o durata de 1...2 h, sub agitare continuă;

- folosește în a doua treaptă hidroliza termică la un raport solid/lichid de 1/2, la temperatura de 8O...85°C, pe o durata de 2...3 h, sub agitare continuă;

- folosește în a treia treaptă hidroliza termică, folosind ca lichid de extracție soluția în prima treapta, la temperatura de 85...90°C, pe o durată de 2...3 h, sub agitare continuă;

- în acest mod, se asigură extragerea componentei proteice cu randamente de

80...90%;

- polidispersiile de colagen obținute prin acest procedeu se omogenizează și se realizează o fracție unitară cu o concentrație mai mare decât extractele obținute printr-un procedeu compact, într-o singură treaptă;

- permitînglobarea semințelor de plante horticole într-un film care le asigură un aport de aminoacizi care stimulează germinația și hrănesc plantulele, conferindu-le o rezistență sporită, ceea ce permite reducerea cantității de pesticide de sinteză consacrate în tratamentele contra insectelor și a fungilor.

Principalele caracteristici ale compozițiilor de colagen din invenție sunt:

- conținut de azot de minimum 15%, cuprins în structura unei palete largi de aminoacizi;

- proprietăți antibacteriene, datorate conținutului de tanant vegetal de Tara;

- alungire de peste 60% și rezistența la tracțiune de 45 N/mm²;

- permeabilitate la vapori de apă de minimum 1 mg/24 h, în creștere progresivă;

- unghi de contact cu apa < 60°, ceea ce indică o hidrofilie avansată;

- solubilitate progresivă, fără generarea de substanțe nocive și cu eliberarea din structură a aminoacizilor: metionina, glutamina, alanina, glicina, leucina etc., cu rol în metabolismul plantelor și în mecanismele de adaptare la condiții de climă nefavorabile.

Procedeul de realizare a polidispersiei de colagen, care este baza structurii, permite obținerea de componente cu mase moleculare medii în limite controlate, prin cataliza termoenzimatică a subproduselor de piele bovină semiprelucrată.

O problemă la fel de importantă ca procesul de extracție este reprezentată de asigurarea anumitor proprietăți chimice și fizice specifice aplicației căreia i se adresează materialul colagenic. Pentru atingerea performanțelor specifice, sunt necesare prelucrări suplimentare ale extractelor colagenice, care să conducă la corectarea unor proprietăți, sau inducerea unor funcționalități.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă din obținerea de compoziții pentru pelicule extensibile pe bază de extracte de colagen, realizate din resurse secundare de proteine, reticulate cu extract tanat de Tara, C. Gaidau, D. Simion, M. D. Niculescu, G. Păun, M. Popescu, A. Bacardit, C. Casas, Tara Tannin Extract Improvement. Part I: Extraction and Concentration Through Membranary Filtration Techniques, Rev. Chim., Bucharest, voi. 65, no. 8, pp. 929-933, 2014.

RO 132575 Β1

Extractele de colagen sunt formate din polipeptide, oligopeptide și cantități mici de 1 aminoacizi liberi și se obțin conform prezentei invenții, printr-un procedeu de hidroliza termică în trei trepte a deșeurilor de piele animală semiprelucrată, pentru extragerea gelatinei. 3

Procesul se desfășoară în vase de reacție închise, echipate cu sistem de agitare și cu sistem de încălzire-răcire prin manta, cu izolație, termostatat. 5

Ca materie primă, se folosesc fragmente reziduale de piele semiprelucrată netăbăcită, cu denumirea specifică de piele gelatină cu următoarele caracteristici: materii volatile 7

60.. .80%, substanță dermică de minimum 90% (raportat la produsul liber de substanțe volatile), restul fiind constituit din săruri provenite din faza de deparare și decalcificare pentru 9 pregătirea suportului colagenic.

Fragmentele de deșeuri de piele sunt tocate și analizate din punct de vedere al conți- 11 nutului de substanțe volatile, azot total, substanța dermică, sunt dispersate în apă și se supun unui regim termic, sub agitare. 13

Treapta I de extracție a gelatinei se desfășoară la un raport solid/lichid de 1:2 sub agitare continuă, după corectarea pH-ul cu acid lactic 20%, până la o valoare cuprinsă în 15 intervalul 5,5...6,0 la temperatura de 7O...8O°C, pe o durata de 1...2 h, după care se colectează prima fracție de soluție de gelatină. 17

Treapta a ll-a a procesului de extracție a gelatinei se desfășoară sub agitare continuă, asupra reziduului de la prima treaptă, care se dispersează în apă într-un raport 19 solid/lichid de 1:2 și se menține sub agitare la temperatura de 8O...85°C, pe o durată de

2.. .3 h, după care se colectează a doua fracție de soluție de gelatină. 21

Treapta a lll-a a procesului de extracție a gelatinei se desfășoară sub agitare continuă, asupra reziduului de la a doua treaptă, care se dispersează în soluția de gelatină 23 colectată de la prima treaptă de extracție și se menține sub agitare la temperatura de

85.. .90°C, pe o durată de 1 ...3 h, după care se colectează soluția de gelatină care se omoge- 25 nizează împreună cu soluția de gelatină colectată după a doua treaptă de extracție și se supune răcirii/decantării la 4...6°C timp de 14...16 h. 27

După coagulare, se detașează stratul de la bază care conține depuneri, iar gelatina colectată, cu masa moleculară medie de minimum 40000 Daltoni, se concentrează sub vid, 29 la temperatura de 5O...8O°C, până la o concentrație de minimum 10% și se folosește pentru realizarea de compoziții pentru aplicații în agricultură. 31

Gelatina obținută conform prezentei invenții se aditivează cu 15...35% Glicerol și se reticulează cu 10...30% extract de tanant Tara, timp de 1...2 h sub agitare la 4O...7O°C, 33 compoziția obținută fiind folosită la turnarea de pelicule elastice pe care se fixează semințele pentru plantat, sau se toarnă în forme suport pentru răsaduri. în funcție de aplicații, pentru 35 un aport de aminoacizi liberi, dispersia reticulată poate fi aditivată și cu hidrolizate de colagen sau cheratină, sau cu uleiuri esențiale pentru efecte proiective specifice (insecticide, 37 fungicide).

Din compoziția colagenică realizată conform prezentei invenții, s-au obținut pelicule 39 cu rezistență la tracțiune de 46,03 N/mm², unghi de contact de 47,55°, cu stabilitate deplină în primele 4 h de la imersia în apă la temperatură ambientală, în raport greutate/volum de 41 3/100, urmată de gonflare lentă până la 24 h, când începe solubilizarea. Capacitatea peliculei de a stoca energia elastică (energia potențială asociată cu deformarea elastică) este 43 exprimată de modulul de stocare determinat prin nanoindentare dinamică, la o valoare de 4,80 GPa, de trei ori mai mare decât în cazul folosirii altor agenți de reticulare (Retinol 45 acetat).

Se dau, în continuare, două exemple de realizare a invenției: 47

Exemplul 1

Fragmente reziduale de piele bovină semiprelucrată, netăbăcită, rezultate din 49 procesul de prelucrare a pieilor naturale, analizate pentru determinarea conținutului de azot total și de substanță dermică, sunt dispersate într-un volum de apă echivalent raportului 51

RO 132575 Β1 solid/lichid de 1/2, într-un vas de reacție prevăzut cu manta de încălzire-răcire și izolație, sistem de agitare și sistem automat de control al temperaturii, se reglează pH-ul la 5,5...6,0 cu soluție de acid lactic 1M, se încălzește până la 7O...8O°C și se menține sub agitare continuă la temperatura respectivă timp de 1.. .2 h, apoi se separă soluția de gelatină de reziduul solid. Lichidul colectat se menține la temperatura la care s-a colectat pentru utilizarea ulterioară, iar reziduul solid se dispersează într-un nou volum de apă echivalent raportului solid/lichid de 1/2, în vasul de reacție descris anterior, se încălzește până la 8O...85°C și se menține sub agitare continuă la temperatura respectivă timp de 2...3 h, apoi se separă noua fracție de soluție de gelatină de reziduul solid. Lichidul colectat se menține la temperatura la care s-a colectat pentru utilizarea ulterioară, iar reziduul solid se dispersează în soluția de gelatină colectată din prima treaptă de hidroliză termică, în vasul de reacție descris anterior, se încălzește până la 85...90°C și se menține sub agitare continuă la temperatura respectivă timp de 2...3 h, apoi se colectează soluția de gelatină, separându-se de eventuale reziduuri solide. Soluțiile de gelatină se omogenizează și se realizează o fracție unitară care se supune răcirii/decantării la 4...6°C timp de 14...16 h. După coagulare, se detașează stratul de la bază, care conține depuneri, iar gelatina se concentrează sub vid la 6O...8O°C până la minimum 10% substanță uscată. La gelatina obținută conform prezentei invenții, cu masa moleculară medie de minimum 40000 Daltoni și o substanță uscată de minimum 10%, se adaugă 15...35% Glicerol și 10...20% extract de tanant Tara cu minimum 5% substanțe tanante și se agită cu 400...700 rot/min, timp de 1 ...2 h la 4O...7O°C. Adaosurile la soluția de gelatină sunt raportate la conținutul de substanță uscată. Se obține o compoziție colagenică ce poate fi folosită la turnarea de pelicule elastice, sau la turnarea în forme suport pentru răsaduri, și se usucă în regim de convecție forțată la temperatura de 4O...7O°C.

Exemplul 2

Fragmente reziduale de piele bovină semiprelucrată, netăbăcită, rezultate din procesul de prelucrare a pieilor naturale, analizate pentru determinarea conținutului de azot total și de substanță dermică, sunt dispersate într-un volum de apă echivalent raportului solid/lichid de 1/2, într-un vas de reacție prevăzut cu manta de încălzire-răcire și izolație, sistem de agitare și sistem automat de control al temperaturii, se reglează pH-ul la 5,5...6,0 cu soluție de acid lactic 1M, se încălzește până la 7O...8O°C și se menține sub agitare continuă la temperatura respectivă timp de 2...4 h, apoi se separă soluția de gelatină de reziduul solid. Lichidul colectat se menține la temperatura la care s-a colectat pentru utilizarea ulterioară, iar reziduul solid se dispersează într-un nou volum de apă echivalent raportului solid/lichid de 1/2, în vasul de reacție descris anterior, se încălzește până la 8O...85°C și se menține sub agitare continuă la temperatura respectivă timp de 2...3 h, apoi se separă noua fracție de soluție de gelatină de reziduul solid. Lichidul colectat se menține la temperatura la care s-a colectat pentru utilizarea ulterioară, iar reziduul solid se dispersează într-un nou volum de apă echivalent raportului solid/lichid de 1/2, în vasul de reacție descris anterior, se încălzește până la 85...90°C și se menține sub agitare continuă la temperatura respectivă pe o durată de 1...2 h, apoi se separă noua fracție de soluție de gelatină care se omogenizează împreună cu celelalte soluții de gelatină colectate și se realizează o fracție unitară care se supune răcirii/decantării la 4...6°C timp de 14...16 h. După coagulare, se detașează stratul de la bază, care conține depuneri, iar gelatina se concentrează sub vid la 6O...8O°C până la minimum 10% substanță uscată. La gelatina obținută conform prezentei invenții, cu masa moleculară medie de minimum 40000 Daltoni, și o substanță uscată de minimum 10%, se adaugă 15...35% Glicerol și 10...20% extract de tanant Tara cu minimum 5% substanțe tanante și se agită cu 400...700 rot/min, timp de 1 ...2 h la 4O...7O°C, apoi se adaugă 10...30% hidrolizat de colagen sau hidrolizat de cheratină cu masa moleculară de maximum 6 kDa, se agită 20...60 min. Adaosurile la soluția de gelatină sunt raportate la conținutul de substanță uscată. Se obține o compoziție colagenică ce poate fi folosită la turnarea de pelicule elastice, sau la turnarea în forme suport pentru răsaduri și se usucă în regim de convecție forțată la temperatura de 4O...7O°C.

Claims (2)

1. Revendicări 1

   1. Procedeu de obținere a unei compoziții colagenice peliculogene, caracterizat prin 3 aceea că acesta constă din următoarele etape:

   - extragerea gelatinei din fragmente de piele netăbăcită cu materii volatile de 5

   60.. .80% și un conținut de minimum 90% substanță dermică, care se supune reglării pH de

   5.5.. .6 cu soluție de acid lactic 1M, apoi unui proces de tratare termică în trei trepte în care: 7

   - în prima etapă, un amestec de fragmente de piele netăbăcită în apă într-un raport solid:lichid de 1:2 se supune la o temperatură de 7O...8O°C, sub agitare, timp de 9

   1.. .4 h, și se colectează prima soluție de gelatină;

   - a doua etapă se desfășoară sub agitare în care un amestec de reziduu de 11 piele din prima etapă de extracție și apă într-un raport solid:lichid de 1:2 se supune la o temperatură de 8O...85°C, timp de 2...3 h, și se colectează a doua soluție de gelatină; 13

   - a treia etapă se desfășoară sub agitare în care un amestec de reziduu de piele din a doua etapă de extracție și apă într-un raport solid:lichid de 1:2 se supune la o 15 temperatură de 85...90°C, timp de 1...4 h, și se colectează a treia soluție de gelatină;

   - soluțiile de gelatină rezultate se pun împreună se omogenizează și se supun 17 răcirii/decantării la 4...6°C, timp de 14...16 h, urmată de detașarea stratului de bază care conține depuneri, iar gelatina colectată se concentrează sub vid la 6O...8O°C, până la 5% 19 substanță uscată;

   - obținerea compoziției colagenice în care gelatina rezultată în etapele anterioare se 21 amestecă cu 15...35% glicerol și 10...20% extract de tanantTara cu minimum 5% substanțe tanante și se agită cu 400...700 rot/min, timp de 1 ...2 h la temperatura de 4O...7O°C; și, opțio- 23 nai, se adaugă 10...30% hidolizatde colagen sau hidrolizatde cheratină cu masa moleculară de maximum 6 kDa, sub agitare continuă timp de 20...60 min; 25

   - formarea peliculei în care compoziția colagenică obținută se toarnă în forme și se usucă prin convecție forțată la temperatura de 40.. ,70°C pentru a obține benzi elastice pentru 27 implantarea eficace a semințelor de plante sau forme suport pentru răsaduri cu proprietăți multifuncționale în vederea stimulării germinației, nutriția plantelor și reducerea aportului de 29 pesticide datorită efectelor sistemice induse plantelor de către aminoacizii eliberați treptat de suportul colagenic. 31
2. 2. Compoziție de colagen pentru tratamente agricole obținută prin procedeul de obținere definit în revendicarea 1. 33