Використання: способи переробки малоцінної кератінсодержащего сировини, а саме, отримання з нього кератину для потреб, наприклад, ветеринарії, зоотехніки, фармацевтічекой і косметичної промисловості. Мета винаходу - інтенсифікація і здешевлення технології отримання кератину. Суть винаходу: технологічний процес одержання кератину включає ряд послідовних операцій, в ході яких вихідна сировина спочатку обробляють сумішшю мурашиної кислоти і окислювача і після промивки - гідроксидом натрію і окислювачем, до отриманого напівфабрикату додають кислоту, що отримується при цьому осад білка діалізу, а потім перерастворяют в слаболужною середовищі, додають консервант, а цільової продукт гомогенизируют і фільтрують. 3 табл.
Винахід відноситься до способів переробки малоцінної кератіносодержащего сировини, переважно волоса, а саме до отримання з нього кератину для потреб, наприклад, ветеринарії, зоотехніки, фармацевтичної і косметичної промисловості.
Однак частина з пропонованих технологій вимагає застосування дорогих реактивів, інші призводять до повного гідролізу кератину, і відповідно, до втрати цінних властивостей, притаманних нативному білку.
Однак цей спосіб тривалий (до 4 діб), а також вимагає застосування проксіда натрію речовини, що володіє високою пожежо і вибухонебезпечність.
Мета винаходу інтенсифікація та здешевлення технології отримання кератину.
Мета досягається тим, що розчинення вихідної сировини здійснюють спочатку сумішшю мурашиної кислоти і перекису водню, а потім гідроксидом натрію в присутності окислювача для осадження кератину використовують оцтову і / або соляну кислоту; перерастворенного проводять в розчині гідроксиду натрію, а для досягнення високого ступеня очищення кератіновую масу діалізу проти звичайної або дістілірованой води.
Проведений науково-технічний пошук показав, що заявлена сукупність невідома, тобто вона відповідає умові патентоспроможності "новизна".
Випробування способу показали відповідність заявленого рішення умові "промислова придатність", а оскільки сукупність матеріальних дій дозволяє отримати кератин, що володіє заданими властивостями, то заявлене технічне рішення відповідає умові "винахідницький рівень".
Спосіб здійснюють наступним чином. Спочатку вихідна сировина обробляють розчином, що містить 4,0-5,0% мурашиної кислоти і 0,4-0,6% пероксиду водню при рідинному коефіцієнті (ж. К.) 15-20 і кімнатній температурі протягом 709 ч, промивають проточною водою до нейтральних значень pH і / або нейтралізують слабким розчином лугу; обробляють розчином, що містить 1,0-3,0% гідроксиду натрію і 0,5-1,5% пероксиду водню при ж. к. 8-12 і температурі 20-30 o C протягом 24-48 год; додають оцтову, соляну або суміш оцтової і соляної кислот (3: 1) до досягнення pH 4,5-5,5, через 3 год збирають осад білка і діаліз проти звичайної або дистильованої води, отриманий напівфабрикат за допомогою 0,01н. розчину гідроксиду натрію доводять до pH 6,0-8,0, додають консервант, гомогенизируют і фільтрують.
У процесі здійснення зазначених операцій технологічного циклу вихідна сировина зазнає такі зміни.
Під дією окислювальному суміші (мурашина кислота і пероксид водню) відбувається окислення дисульфідних зв'язків, сопроводающееся освітою похідних цістеінового кислоти, а отже, збільшенням в білку змісту функціональних груп кислотного характеру. У зв'язку з тим, що кератин цементуючого речовини хімічно активніший, ніж кератин фібрил, окислення серусодержащих груп на цьому етапі розчинення відбувається переважно в цій речовині. Це призводить до зниження катионной активності кератинів цементуючого речовини і до зміни іонного взаємодії з кератинами фібрил. Окислення дисульфідних зв'язків є початковим процесом дестабілізації структури білка і значно полегшує його подальшу деструкцію за допомогою руйнування межфібріллярних пептидних зв'язків, тому що цей процес значно легше і інтенсивніше протікає за місцем пептидних зв'язків, суміжних із залишками цістеінового кислоти (Павлов С.А. та ін. 1966).
Подальше розщеплення волокон відбувається під дією суміші гідроксиду натрію і пероксиду водню. Лужний розчин більш енергійно діє на волосся, ніж окислювальна суміш. При цьому відбувається порушення системи водневих і сольових зв'язків в кератин фібрил, гідролізуються аміди амінокислотних залишків, руйнуються пептидні зв'язку між макромолекулами білка. Одержуваний напівфабрикат містить в своєму складі нативний кератин у вигляді макромолекул, їх асоціатів, а також в невеликій кількості продукти повного гідролізу білка і мінеральні речовини.
В процесі діалізу відбувається видалення низькомолекулярних компонентів (амінокислот, солей), завдяки чому кінцевий продукт складається практично повністю з нативного в достатній мірі розщепленого кератину.
Фізико-хімічна та біологічна характеристика кінцевого продукту представлена в табл.1.
Проведені біологічні випробування показали, що кінцевий продукт (кератин) нешкідливий (VI клас токсичності за класифікацією К.К.Сідоров), не володіє дратівливим і аллергизирующим дією, біологічно-активний, що підтверджується гістологічної експертизою Біотату шкіри.
Переваги способу ілюструються табл.2.
У табл.2 наведені витрати на проведення основних операцій по розчиненню кератінсодержащего сировини (на прикладі дрібного тонкого вовняного очеса) у відомому і пропонованому способах. З табл.2 випливає, що при проведенні операцій за пропонованим способом технологічний цикл скорочується на 24 год, а сумарна вартість реактивів, необхідних для переробки вихідної сировини, зменшується в порівнянні з відомим способом.
Приклади конкретного здійснення способу наведені в табл.3.
Як показали проведені експерименти, при виробництві кератину за прикладом 1 через недостатню концентрацію реагентів в розчині відбувається неповне розчинення фибриллярного кератину, недорастворенний залишок переходить у відходи при фільтруванні. Тому вихід білка трохи нижче, ніж в прикладах 2-4, а тривалість циклу значно більше. При отриманні кератину за прикладом 5 через підвищену концентрації реагентів в робочих розчинах відбувається часткова денатурація фибриллярного кератину і, отже, вихід білка знижується. Таким чином, режими, наведені в прикладах 2-4, є оптимальними, тому дозволяють отримати найбільш високий відсоток виходу нативного кератину.
Граничні значення, вказані у формулі винаходу, визначалися експериментально виходячи з умов реалізованості способу з зазначеними технічними результатами.
Спосіб отримання кератину, який передбачає обробки, кератінсодержащего сировини в лужному середовищі, промивку, обробку в кислотному середовищі, збір отриманого осаду, видалення домішок, перерастворенного осаду в слабощелочной середовищі з подальшими гомогенизацией і фільтруванням отриманого продукту, що відрізняється тим, що спочатку вихідна сировина обробляють розчином, що містить 4 5% мурашиної кислоти і 0,4 0,8% пероксиду водню при рідинному коефіцієнті 15 20 і кімнатній температурі протягом 7 9 год, а після промивання розчином, що містить 1 3% гід оксиду натрію і 0,5 1,5% пероксиду водню при рідинному коефіцієнті 8 12 і 20 30 o С протягом 24 48 год з наступною обробкою в кислотному середовищі, що містить оцтову і соляну кислоти або їх суміш у співвідношенні відповідно 3 1, а після збору осаду проводять його діаліз проти звичайної або дистильованої води, причому перерастворенного осаду проводять 0,01% -ним розчином гідроксиду натрію до pН 6 8 із подальшим додаванням консерванту.