RU2281292C1

RU2281292C1 - Method for production of ionically bound depolymerized chitosane derivatives

Info

Publication number: RU2281292C1
Application number: RU2005116392/04A
Authority: RU
Inventors: Юрий Карпович Кириленко (RU); Юрий Карпович Кириленко; н Рубен Арменакович Нагапет (RU); Рубен Арменакович Нагапетян; Тать на Николаевна Юданова (RU); Татьяна Николаевна Юданова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инвест-Фарм"
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-08-10

Abstract

FIELD: medicine, food processing industry, in particular production of depolymerized chitosane and products based on the same.

SUBSTANCE: claimed method is based on using of chitosanase in acetic acid medium and spray drying of and depolymerized chitosane and is characterized in that obtained depolymerized chitosane is preliminary converted in non-ionized form by neutralizing of bound acetic acid with ammonium hydroxide followed by precipitation in ethanol and air drying. Further interaction is carried out with ammonium lipoate or glutathione in aqueous medium. Claimed products may be used individually or in combination with other components.

EFFECT: new products for food processing industry and medicine.

4 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к способу получения деполимеризованного хитозана и продуктов на его основе и может быть использовано в медицинской и пищевой промышленности индивидуально и в качестве компонентов различных композиций.The invention relates to a method for producing depolymerized chitosan and products based on it and can be used individually and as components of various compositions in the medical and food industry.

Известны методы деполимеризации хитозана до олигомеров с использованием ферментов, в частности папаина, в присутствии соляной, уксусной, аскорбиновой кислот. Korean Patent 142373 от 31 марта 1998 г.Known methods of depolymerization of chitosan to oligomers using enzymes, in particular papain, in the presence of hydrochloric, acetic, and ascorbic acids. Korean Patent 142373 dated March 31, 1998

Поскольку олигосахариды играют роль анионообменных материалов, полученные в этом случае продукты являются хлоридами, ацетатами, аскорбатами олигосахарида, т.к. образуются в кислотной среде, используемой для создания необходимого рН для ферментативной деполимеризации хитозана.Since oligosaccharides play the role of anion exchange materials, the products obtained in this case are chlorides, acetates, and oligosaccharide ascorbates, because formed in the acidic medium used to create the required pH for the enzymatic depolymerization of chitosan.

В полученных олигосахаридах хитозана аминогруппы практически полностью связаны с анионами кислот, используемых при ферментативном гидролизе, поэтому они не могут напрямую использоваться для ионного связывания веществ, имеющих кислотные группы, особенно для веществ со слабокислотными свойствами.In the obtained chitosan oligosaccharides, the amino groups are almost completely bound to the anions of acids used in enzymatic hydrolysis; therefore, they cannot be directly used for ionic bonding of substances having acidic groups, especially for substances with weakly acidic properties.

Известен способ получения ионносвязанных производных олигосахаридов хитозана путем использования частично неионизованных олигосахаридов хитозана, отличающийся тем, что полученный ферментативной деполимеризацией с использованием папаина продукт подвергается попеременно двукратному растворению в воде и распылительной сушке, после чего полученный продукт растворяют в воде совместно с веществами, имеющими кислотные группы, выбранными из никотиновой кислоты, молочной кислоты, гидрохлорида глицина, L-карнитина гидрохлорида, глутаминовой кислоты, γ-амино-β-фенилмасляной кислоты гидрохлорида, аденозин фосфата кокарбоксилазы, аспартама, гемфиброзила, гидрохлорида аминокапроновой кислоты, нимфлумовой кислоты, янтарной кислоты, аскорбиновой кислоты, витамина В₃, метионина или ацексамовой кислоты с последующим высушиванием полученного продукта.A known method for producing ion-bound derivatives of chitosan oligosaccharides by using partially non-ionized chitosan oligosaccharides is characterized in that the product obtained by enzymatic depolymerization using papain is alternately twice dissolved in water and spray dried, after which the resulting product is dissolved in water together with substances having acid groups selected from nicotinic acid, lactic acid, glycine hydrochloride, L-carnitine hydrochloride, glutamino acid, γ-amino-β-phenylbutyric acid hydrochloride, adenosine cocarboxylase phosphate, aspartame, gemfibrozil, aminocaproic acid hydrochloride, nymphlumic acid, succinic acid, ascorbic acid, vitamin B ₃ , methionine or acexamic acid, followed by drying of the resulting product.

Патент РФ №2232775 С1 приоритет от 16.05.2003, опубликован 20.07.2004. Бюл. №20.RF patent No. 2232775 C1 priority of 05.16.2003, published on 07.20.2004. Bull. No. 20.

Сущность изобретения состоит в получении ионносвязанных производных деполимеризованного хитозана путем ферментативной деполимеризации с использованием хитозаназы в среде уксусной кислоты с последующей сушкой и осуществлением в водной среде ионного взаимодействия с веществами, имеющими кислотные группы.The essence of the invention is to obtain ion-bound derivatives of depolymerized chitosan by enzymatic depolymerization using chitosanase in an acetic acid medium, followed by drying and ionic interaction with substances having acidic groups in an aqueous medium.

Отличие изобретения заключается в том, что полученный деполимеризованный хитозан предварительно переводят в неионизованную форму, нейтрализуя связанную уксусную кислоту гидроксидом аммония, с последующим высаживанием в этиловый спирт и сушкой на воздухе.The difference of the invention lies in the fact that the obtained depolymerized chitosan is preliminarily converted into a non-ionized form, neutralizing the bound acetic acid with ammonium hydroxide, followed by precipitation in ethyl alcohol and drying in air.

Отличие изобретения заключается также в том, что неионизованный деполимеризованный хитозан смешивают с водным раствором липоата аммония, с последующим удалением путем выпаривания воды и аммиака с получением липоата деполимеризованного хитозана.The difference of the invention also lies in the fact that non-ionized depolymerized chitosan is mixed with an aqueous solution of ammonium lipoate, followed by removal by evaporation of water and ammonia to obtain depolymerized chitosan lipoate.

Отличие изобретения заключается также в том, что неионизованный деполимеризованный хитозан растворяют в водном растворе глутатиона с последующим высаживанием в спирт глутатионата деполимеризованного хитозана.The difference of the invention also lies in the fact that the non-ionized depolymerized chitosan is dissolved in an aqueous solution of glutathione, followed by precipitation of the depolymerized chitosan glutathione in alcohol.

Предлагаемый способ получения ионносвязанных производных деполимеризованного хитозана не известен. Нижеследующие примеры поясняют настоящее изобретение:The proposed method for producing ion-bound derivatives of depolymerized chitosan is not known. The following examples illustrate the present invention:

Пример 1.Example 1

Готовят 5% раствор хитозана в 1,5% уксусной кислоте, затем в раствор вносят ферментный препарат хитозаназы (классификация фермента 3.2.1.) микробиологического происхождения, полученной из Bacillus subtilis, производства фирмы "Lyven" (Франция) под коммерческим названием "Chitosanasa L", стабилизированной в буфере с массовым содержанием белка 5% и чистотой 250 ед. ферм. акт./г ферментного препарата в концентрации 1,5 ед. ферм. акт./г хитозана (0,006 г ферм. преп./г хитозана) и проводят ферментативный гидролиз в течение 20 часов при температуре 40 градусов. Далее полученный гидролизат фильтруют и подвергают распылительной сушке. Полученный деполимеризованный хитозан имеет динамическую вязкость 5% водного раствора 2,1 сПз и содержит в своем составе продукт со средневесовой молекулярной массой 5300 Да, содержащий 18% уксусной кислоты.A 5% solution of chitosan in 1.5% acetic acid is prepared, then the enzyme preparation of chitosanase (enzyme classification 3.2.1.) Of microbiological origin obtained from Bacillus subtilis, manufactured by Lyven (France) under the commercial name Chitosanasa L is added to the solution. ", stabilized in a buffer with a mass content of protein of 5% and a purity of 250 units. farms. act. / g of the enzyme preparation in a concentration of 1.5 units. farms. act./ g chitosan (0.006 g farm. prep. / g chitosan) and carry out enzymatic hydrolysis for 20 hours at a temperature of 40 degrees. Next, the resulting hydrolyzate is filtered and spray dried. The obtained depolymerized chitosan has a dynamic viscosity of 5% aqueous solution of 2.1 cps and contains in its composition a product with a weight average molecular weight of 5300 Da, containing 18% acetic acid.

Полученный сухой порошок используют для приготовления его 50%-ного раствора в воде. В полученный раствор при перемешивании добавляют 10% раствор NH₄OH до получения рН раствора 9. Вязкую набухшую массу тщательно перемешивают в течение 10 мин, затем высаживают в 3-кратном объеме этилового спирта. Полученный неионизованный деполимеризованный хитозан переносят на фильтр Шотта, трижды промывают спиртом и сушат в вакумм-сушильном шкафу при температуре 60 градусов. Выход продукта 85% от использованного деполимеризованного хитозана. Средняя молекулярная масса 4900 Да. 17,5 г липоевой кислоты растворяют в 5% водном растворе NH₄OH, добавляя NH₄OH по каплям до полного растворения липоевой кислоты.The resulting dry powder is used to prepare its 50% solution in water. To the resulting solution, with stirring, add a 10% solution of NH ₄ OH to obtain a pH of solution 9. The viscous swollen mass is thoroughly mixed for 10 minutes, then planted in a 3-fold volume of ethyl alcohol. The obtained non-ionized depolymerized chitosan is transferred to a Schott filter, washed three times with alcohol and dried in a vacuum oven at a temperature of 60 degrees. The product yield is 85% of the used depolymerized chitosan. The average molecular weight of 4900 Yes. 17.5 g of lipoic acid was dissolved in a 5% aqueous solution of NH ₄ OH, adding NH ₄ OH dropwise until complete dissolution of lipoic acid.

В полученный раствор липоата аммония вносят при тщательном перемешивании 232 г полученного неионизованного деполимеризованного хитозана. Полученную смесь нагревают на глицериновой бане до выпаривания аммиака и воды. Полученный липоат деполимеризованного хитозана содержит 7,69% масс. липоевой кислоты, определяемой путем обратного титрования.232 g of the obtained non-ionized depolymerized chitosan are added to the resulting ammonium lipoate solution with thorough mixing. The resulting mixture was heated in a glycerin bath until ammonia and water were evaporated. The obtained lipoate depolymerized chitosan contains 7.69% of the mass. lipoic acid, determined by back titration.

Пример 2.Example 2

10 г полученного неионизованного деполимеризованного хитозана в условиях примера 1 растворяют в 1,0%-ном водном растворе глутатиона в течение 1 часа (модуль 10). Полученный раствор высаживают в 3-кратном объеме этилового спирта, отфильтровывают и высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 40 градусах. Полученный продукт содержит 9% масс. ионносвязанного глутатиона.10 g of the obtained non-ionized depolymerized chitosan under the conditions of example 1 was dissolved in a 1.0% aqueous solution of glutathione for 1 hour (module 10). The resulting solution was planted in a 3-fold volume of ethyl alcohol, filtered and dried in a vacuum oven at 40 degrees. The resulting product contains 9% of the mass. ion-bound glutathione.

Claims

1. A method for producing ion-bound derivatives of enzymatically depolymerized chitosan using chitosanase in acetic acid and spray drying of depolymerized chitosan, characterized in that the obtained depolymerized chitosan is preliminarily converted to a non-ionized form, neutralizing the bound acetic acid with ammonium hydroxide, and then drying in air, and then interacting in an aqueous medium with ammonium lipoate or glutathione.

2. The method according to claim 1, characterized in that the non-ionized depolymerized chitosan is mixed with an aqueous solution of ammonium lipoate and removing ammonia and water during evaporation remove the depolymerized chitosan lipoate.

3. The method according to claim 1, characterized in that the non-ionized depolymerized chitosan is dissolved in an aqueous solution of glutathione, followed by precipitation of depolymerized chitosan glutathione in alcohol.