способ получения молекулярно-растворимого кератина "кератана"

Формула изобретения

Способ получения молекулярно-растворимого кератина, включающий обработку кератинсодержащего сырья щелочными растворами на основе пероксида натрия, хлорида натрия, пероксида водорода и кислыми растворами на основе ортофосфорной и азотной кислот, промывку, нейтрализацию, стабилизацию pH, фракционированное выделение кератина, дегидратацию, отличающийся тем, что для приготовления растворов и в процессе получения используют воду с содержанием солей не более 500 мг/л, а кератин используют с размером частиц до 1 мм, упаковывают и стерилизуют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения сырья животного происхождения биологически активных материалов, пригодных для приготовления полупродуктов и готовых изделий, которые могут использоваться в медицине, пищевой, косметической и фармацевтической промышленности.

В научно-технической литературе описаны возможность переработки кератинсодержащего сырья в кормовые гидролизаты, пищевые белки и аминокислоты, удобрения и т.д. (Антонов В.К. Функциональная динамика протеолиза, - М.: 1967; Сб. Переработка отходов кожевенной промышленности, - М.: 1976). Однако получаемые продукты не могут использоваться в указанных отраслях в качестве биологически активных материалов.

Из известных способов переработки сырья животного происхождения с целью получения материалов того же назначения следует отметить способ выделения коллагена, включающий последовательную обработку коллагенсодержащего сырья раствором пероксида натрия или смесью растворов гидроксида натрия и пероксида водорода, растворами ортофосфорной и уксусной кислот с добавлением лимонной кислоты и глицерина с последующей лиофилизацией, упаковкой и стерилизацией готового продукта (авт. св. СССР N 1622990, A 61 K 37/12, 1988). Этот способ не пригоден для очистки и выделения кератина со свойствами, обеспечивающими его использование в медицине и косметике.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения кератинсодержащего материала для основы мягких и твердых лекарственных форм и косметических изделий (патент России N 2007181, A 61 K 37/12, 1991). Способ включает двукратную обработку сырья смесью растворов пероксида натрия, пероксида водорода и хлорида натрия, чередующуюся с обработкой смесью растворов ортофосфорной и азотной кислот, стабилизацию pH, гомогенизацию, фракционную очистку, сушку и измельчение готового продукта. Недостатками этого способа являются низкий выход готового продукта, а также его недостаточная эффективность при лечении.

В основу изобретения положена задача выбора условий обработки кератинсодержащего сырья для выделения кератина, способствующего более полному отходу экссудата с раневой поверхности, а также повышению местного иммунитета, что приводит к сокращению сроков лечения. Кроме того, условия обработки выбирали такими, чтобы обеспечить более полное выделение кератина из сырья, увеличение выхода "Кератана" и повышение его чистоты.

Указанные задачи решены путем использования воды, в которой содержание солей не более 500 мг/л, для приготовления растворов и в процессе обработки кератинсодержащего сырья, а молекулярно-растворимый кератин измельчали до размера не более 1 мм.

В предлагаемом способе предпочтительно использовать воду с содержанием солей 250 - 300 мг/л, а для нанесения на раневую поверхность и в косметических средствах использовать "Кератан", размеры частиц которого не превышают 0,5 мм.

Способ обеспечивает увеличение выхода молекулярно-растворимого кератина "Кератана" и повышение степени его очистки. При этом получаемый "Кератан" сокращает сроки заживления ран и предотвращает образование келоидных рубцов за счет более интенсивного удаления экссудата и некротизированных тканей с раневой поверхности, а также повышает местный иммунитет.

Реализацию способа осуществляют с использованием воды, содержащей солей не более 500 мг/л, для приготовления щелочных, кислотных и спиртовых растворов, а также на всех этапах в процессе получения молекулярно-растворимого кератина.

Воду для растворов используют после уменьшения в ней содержания солей менее 500 мг/л. Готовят следующие растворы:

- щелочной раствор, содержащий 0,1 - 6,0% пероксида натрия, в который добавляют 1 - 10% хлорида натрия и 0,1 - 6% пероксида водорода; pH 10,5 - 14;

- кислотный раствор, содержащий 0,1 - 6,0% ортофосфорной кислоты, содержащей 0,1 - 4,0% азотной кислоты, pH 1,0 - 3,5;

- водный раствор неорганической кислоты для нейтрализации;

- 0,01 - 0,85%-ный раствор гидроксида натрия;

- 20 - 85%-ный раствор этанола.

Обработку кератинсодержащего сырья осуществляют в следующей последовательности:

- щелочным раствором в течение 4 - 28 ч при жидкостном коэффициенте (ж. к.) 10 - 40 и температуре 16 - 32^oC;

- двукратно промывают водой с указанными характеристиками, взятой в объеме, превышающем в 10 - 25 раз массу исходного сырья;

- кислотным раствором при 16 - 32^oC и ж.к. 5 - 15 в течение 4 - 28 ч;

- двукратно промывают водой с содержанием солей не более 500 мг/л с ж.к. 5 - 10;

- повторно обрабатывают щелочным раствором при условиях, указанных выше;

- добавляют раствор неорганической кислоты до pH 6,0 - 7,0;

- трехкратно промывают водой с указанными характеристиками;

- выдерживают в 25 - 100 объемах раствора гидроксида натрия при pH 7,0 - 9,0 и 16 - 32^oC в течение 4 - 24 ч;

- гомогенизируют;

- фильтруют;

- добавляют равный объем раствора этанола;

- концентрируют;

- сушат, упаковывают и стерилизуют.

Лучший вариант осуществления изобретения.

Для приготовления растворов и в процессе обработки используют воду, содержащую 250 - 300 мг солей в 1 л.

Кератинсодержащее сырье освобождают от механических примесей (пыли, опилок) и помещают на 4 - 28 ч в щелочной раствор pH 10,5 - 14, содержащий 0,1 - 6,0% пероксида натрия, 1 - 10% хлорида натрия и 0,1 - 6,0% пероксида водорода, при температуре 16 - 32^oC, при этом масса раствора превышает массу сырья в 10 - 40 раз. Первичная обработка сопровождается значительным набуханием сырья, его обезжириванием. После слива раствора сырье двукратно промывают водой при 16 - 32^oC с ж.к. 10 - 25. Обработку кислотным раствором с pH 1,0 - 3,5, содержащим 0,1 - 6,0% ортофосфорной кислоты и 0,1 - 4,0% азотной кислоты, проводят в течение 4 - 28 ч при ж.к. 5 - 15. После двукратной промывки водой, в которой содержится солей не более 250 - 300 мг/л, кератиновый полуфабрикат повторно обрабатывают щелочным раствором при условиях, указанных выше. Раствор с деструктированным материалом нейтрализуют до pH 6,0 - 7,0 раствором неорганической кислоты в воде, содержащей солей не более 250 - 300 мг/л, после чего трехкратно промывают водой с указанными характеристиками для удаления образовавшихся солей. К частично денатурированному кератину при температуре 16 - 32^oC добавляют 25 - 100 объемов (массы) раствора (от массы исходного сырья) 0,01 - 0,85%-ный раствор гидроксида натрия, устанавливая pH 7,0 - 9,0. В течение 4 - 24 ч величина pH стабилизируется, после чего материал гомогенизируют, переводя его в состояние низкодисперсной коллоидной системы, которую фильтруют для очистки от механических примесей и нерасщепленного волоса. Фильтрат заливают равным объемом 20 - 85%-ного раствора этанола, отделяют осадок и концентрируют его. Выделенный молекулярно-растворимый кератин "Кератан" дегидратируют и измельчают до размеров не более 1 мм с последующей упаковкой и стерилизацией.

Помимо увеличения выхода конечного продукта полученный по изобретению "Кератан" обладает комплексом свойств, обеспечивающих возможность его применения в качестве биоматериала медицинского и косметического назначения, а именно с высокой степенью очистки "Кератана", его гидрофильностью и комплексообразующей способностью, а также способностью к удалению экссудата и некротизированных тканей, не вызывать аллергической реакции тканей организма, повышать местный иммунитет и рассасываться при действии протеолитических ферментов организма.

Для лучшего понимания изобретения в табл. 1 - 3 приводятся следующие примеры реализации способа получения молекулярно-растворимого кератина - "Кератана".