способ получения гиалуроновой кислоты

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ, включающий обескровливание сырья

петушиных гребней, измельчение, экстракцию водой при 20 22^oС, фильтрацию экстракта и его сушку, отличающийся тем, что экстракцию сырья водой проводят в три стадии при соотношении сырья и воды 1 4 6 в течение 2 4 ч, объединенные экстракты обрабатывают трихлоруксусной кислотой в количестве 1 2% от объема экстракта при 20 22^oС в течение 1 2 ч, после отделения осадка гиалуроновой кислоты его обезжиривают и обезвоживают трехкратным промыванием ацетоном и эфиром в количестве 2 4 л на 1 кг сырья, затем осадок растворяют в воде из расчета 2 4 л на 1 кг сырья, а перед сушкой раствор фильтруют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии природных соединений, а именно к получению гиалуроновой кислоты (ГУК), которая используется в медицине в качестве стимулятора обменных процессов в коже, ранозаживляющего средства, пролонгатора действия различных лекарственных веществ, а также в качестве субстрата при количественном определении ферментов гиалуронидазного действия.

Наиболее близким к изобретению является способ получения ГЦК, согласно которому сырье петушиные гребни обескровливают, измельчают, экстрагируют двумя объемами воды, экстракт подвергают термообработке при 90-100^оС в течение 1-2 мин, охлаждают до 4-6^оС в течение 2-4 ч, отделяют липиды, фильтруют, отделяют остаток сырья, в фильтрат вводят активированный уголь в количестве 1-2% от массы исходного сырья и перемешивают 1-2 ч. Смесь фильтруют, фильтрат смешивают с осадком сырья и проводят двухстадийную экстракцию водой в течение 18-24 ч при 20-22^оС в присутствии пенициллина в количестве 0,05-0,07% от массы исходного сырья с последующей сушкой экстракта.

Выход целевого продукта в известном способе составляет 3,8-4% от массы исходного сырья, относительная вязкость его 0,1%-ного водного раствора при 20-22^оС не выше 4,0, содержание примесных белковых веществ 0,4-0,5%

Задача изобретения повышение выхода продукта и улучшение его качества.

Для этого в способе получения ГУК, включающем обескровливание сырья петушиных гребней, измельчение, экстракцию водой при 20-22^оС, фильтрацию экстракта и его сушку, экстракцию сырья водой проводят в три стадии при соотношении сырья и воды 1:(4-6) в течение 2-4 ч, объединенные экстракты обрабатывают трихлоруксусной кислотой в количестве 1-2% от объекта экстракта при 20-22^оС в течение 1-2 ч, после отделения осадка ГУК его обезжиривают и обезвоживают трехкратным промыванием ацетоном и эфиром в количестве 2-4 л на 1 кг сырья, затем осадок растворяют в воде из расчета 2-4 объема к массе сырья, а перед сушкой раствор фильтруют.

Схема технологического процесса получения ГУК по предложенному способу представлена на чертеже.

Выход ГУК составляет 5-6% к массе сырья, содержание белка 0,05-1% а относительная вязкость 0,1%-ного водного раствора при 20-22^оС не менее 6,0.

Предлагаемая экстракция измельченного сырья водой в три стадии связана с тем, что после двух стадий экстракции, как это предусмотрено в прототипе, в сырье еще остается значительное количество ГУК, несмотря на то, что каждая стадия протекает в течение 18-24 ч.

В предлагаемом способе осуществление трехкратной экстракции в течение 2-4 ч позволяет практически полностью извлечь ГУК и отказаться от использования дорогостоящего консерванта пенициллина, поскольку за это время микробное обсеменение сырья не происходит. Вместе с тем, обязательным условием экстракции является соотношение сырья и воды не 1:2, как в прототипе, а 1: (4-6). При меньшем соотношении сырья и воды (менее 1:4) образуется вязкий гель и процесс экстракции замедляется, а при большем соотношении (более 1:6) создается избыточное и неоправданное разбавление сырья.

Поскольку петушиные гребни, как и любое животное сырье, содержат значительные количества белков, которые могут вызывать аллергические реакции при использовании целевого продукта в медицине или косметике, в предложенном способе предусматривается отделение белков от ГУК, что достигается обработкой объединенных экстрактов трихлоруксусной кислотой в количестве 1-2% от объема экстракта. При меньшем количестве трихлоруксусной кислоты осадок белков не образуется, а при большем ее количестве создается опасность расщепления молекулы ГУК и потери присущей ее растворам вязкости. При концентрации трихлоуксусной кислоты 1-2% от объема экстракта осадок ГУК всплывает на поверхность водной фазы вследствие подкисления среды и легко собирается на фильтрующем материале.

В то же время этот осадок ГУК содержит значительные количества липидов и воды. С целью их удаления в предложенном способе предусматривается трехкратная промывка осадка ацетоном и эфиром в количестве 2-4 объема к массе сырья. При этом эфир извлекает из осадка ГУК остатки кислоты и этот осадок приобретает нейтральную среду. Уменьшение числа промывок ацетоном или эфиром или уменьшение количества этих растворителей не позволяет добиться полного обезжиривания и обезвоживания ГУК, что снижает ее качество, а увеличение числа промывок или количества ацетона и эфира не приводит к достижению дополнительного положительного эффекта.

Для растворения порошка ГУК предусматривается использование 2-4 объемов воды к массе сырья, поскольку при меньшем количестве воды раствор плохо фильтруется, а при большем ее количестве создается избыточное разбавление и увеличиваются энергетические затраты на процесс высушивания продукта сублимацией.

П р и м е р 1. Петухов или кур в возрасте от 6 мес до 1 года с крупными гребнями полностью обескровливают путем вскрытия сонной артерии, гребни срезают у основания, промывают водой, концы гребней пропитанные кровью, срезают и отбрасывают.

1 кг отпрепарованных гребней измельчают дважды на мясорубке, фарш заливают 4 л воды (соотношение сырья и воды 1:4) и экстрагируют при 20^оС в течение 2 ч и периодическом перемешивании. Смесь фильтруют через марлю, остаток сырья экстрагируют еще два раза по 4 л воды в течение 2 ч, полученные экстракты соединяют и к 10 л объединенных экстрактов добавляют 100 г трихлоруксусной кислоты 1% к объему экстракта). Смесь осторожно перемешивают до растворения кислоты и оставляют при 20^оС на 1 ч. Поднявшийся на поверхность водного слоя осадок отделяют на марле до выпавшего осадка белков, затем промывают 3 раза по 2 л ацетона (2 объема к массе сырья) и 3 раза по 2 л эфира и сушат на воздухе до полного удаления запаха растворителей. Полученный порошок растворяют в 2 л воды (2 объема к массе сырья), фильтруют и фильтрат сушат сублимацией. Получают 5 г (выход 5% к массе исходного сырья) гиалуроновой кислоты с содержанием белка 0,05% и относительной вязкостью 0,1%-ного водного раствора при 20^оС, равной 6,0.

П р и м е р 2. 1 кг отпрепарованных, как указано в примере 1, петушиных гребней измельчают дважды на мясорубке, фарш заливают 5 л воды (соотношение 1: 5) и экстрагируют при 21^оС и периодическим перемешивании в течение 3 ч. Смесь фильтруют через марлю, остаток сырья экстрагируют еще дважды по 5 л воды в течение 3 ч, полученные экстракты соединяют и к 12,5 л объединенных экстрактов добавляют 187,5 г трихлоруксусной кислоты (1,5% к объекту экстракта). Смесь осторожно перемешивают до растворения кислоты и оставляют при 21^оС на 1,5 ч. Поднявшийся на поверхность водного слоя осадок отделяют на марле, затем промывают 3 раза по 3 л ацетона (3 объема к массе сырья) и 3 раза по 3 л эфира и сушат на воздухе до полного удаления запаха растворителей. Полученный порошок растворяют в 3 л воды (3 объема и массе сырья), фильтруют и фильтрат сушат сублимацией. Получают 55 г (выход 5,5% к массе исходного сырья) гиалуроновой кислоты с содержанием белка 0,075% и относительной вязкостью 0,1%-ного водного раствора при 20^оС, равной 7,0.

П р и м е р 3. 1 кг отпрепарованных, как указано в примере 1, петушиных гребней, измельчают дважды на мясорубке, фарш заливают 6 л воды (соотношение 1: 6) и экстрагируют при 22^оС и периодическом перемешивании 4 ч. Смесь фильтруют через марлю, остаток сырья экстрагируют еще два раза по 6 л воды в течение 3 ч, экстракты соединяют и к 15 л экстракта добавляют 300 г трихлоруксусной кислоты (2% к объему экстракта). Смесь перемешивают до растворения кислоты и оставляют при 22^оС на 2 ч. Поднявшийся на поверхность водного слоя осадок отделяют на марле, промывают 3 раза по 4 л ацетона и 3 раза по 4 л эфира (4 объема к массе сырья) и сушат на воздухе до полного удаления запаха растворителей. Полученный порошок растворяют в 4 л воды (4 объема к массе сырья), фильтруют и фильтрат сушат сублимацией. Получают 60 г (выход 6% к массе сырья) гиалуроновой кислоты с содержанием белка 0,1% и относительной вязкостью 0,1%-ного водного раствора при 20^оС, равной 7,5.

Сопоставительный анализ технико-экономических показателей предлагаемого изобретения и известного способа приведен в таблице.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить выход гиалуроновой кислоты примерно на 40% снизить содержание в целевом продукте белка (в 6 раз) и в 1,5 раза увеличить относительную вязкость его водного раствора.