Способ микрокапсулирования половых феромонов хряка Российский патент 2024 года по МПК A61K9/50 A61K35/48 

Изобретение относится к области биотехнологии и ветеринарной медицины и может быть использовано, в частности, для получения микрокапсулированных биологически активных препаратов.

В практике современного свиноводства применяются хряки-пробники, как биологические «стимуляторы» половой функции у свиноматок. Однако содержание пробников требует дополнительных затрат, к тому же, в зависимости от технологического режима, не во всех хозяйствах их можно использовать. Поэтому в последнее время в свиноводстве применяют половые феромоны - пахучие аттрактанты стероидной природы, выделяемые взрослыми хряками и стимулирующие проявление у самок половых рефлексов. В частности, известны способы получения и применения половых феромонов хряка, изложенных в описаниях к патентам РФ №2034521. - 1995 г.; №2159597. - 1999 г.; №2195108. - 2001 г.; №2623085. - 2017 г.; №2655842. - 2016 г.; №2717505. - 2019 г. (авторы Сеин О.Б. и др.). Общим недостатком указанных препаратов является относительно короткие сроки хранения. В этой связи изыскание способов, позволяющих увеличить сроки хранения препаратов половых феромонов с сохранением их биологической активности является актуальной задачей. Учитывая это, нами для сохранения биологической активности феромонов был выбран метод микрокапсулирования, который нашел широкое применение в современном фармакологическом производстве.

В частности, известен способ получения микрокапсул ароматизатора «кофе», обладающего супрамолекулярными свойствами, характеризующийся тем, что в качестве оболочки микрокапсул используется натрий карбоксиметилцеллюлоза, а в качестве ядра - искусственный ароматизатор «кофе». При этом инкапсулированные частицы получают методом осаждения нерастворителем с применением ацетона и этанола в качестве осадителей. Выход полученных микрокапсул составляет 99% (Патент РФ №2013122363. - 2014 г., автор А.А. Кролевец).

Известен способ получения микрокапсул ароматизатора «зеленое яблоко», который характеризуется тем, что данный ароматизатор растворяют в диметилсульфоксиде и диспергируют полученную смесь в суспензию альгината натрия в бутаноле в присутствии препарата Е472с с последующим перемешиванием при 1300 об/сек. Затем приливают толуол и воду, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре. Выход микрокапсулированного препарата составляет 99% (Патент РФ №2541814. - 2015 г., автор А.А. Кролевец).

Известен способ получения инкапсулированного ароматизатора «яблоко», обладающего супрамолекулярными свойствами, с использованием метода осаждения нерастворителем. В способе в качестве ядра микрокапсул используют искусственный ароматизатор «яблоко», который предварительно растворяют в бутаноле, а в качестве оболочки применяют каррагинан. Для осаждения инкапсулированных частиц используют изопропанол и бутанол. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре. Выход микрокапсул составляет 99% (Патент РФ №2548716. -2015 г., автор А.А. Кролевец).

Общим недостатком указанных выше способов получения микрокапсулированных ароматизаторов является то, что в технологическом процессе используются токсичные и огнеопасные вещества (ацетон, бутанол, изопропанол), работа с которыми требует соблюдения техники безопасности.

В качестве прототипа выбран способ получения микрокапсул ароматизатора с запахом мандарина (Патент РФ №2496483. - 2012 г., авторы Е.Е. Быковская, А.А. Кролевец). Способ характеризуется тем, что к 6 г 5% раствора натрий карбоксиметилцеллюлозы в бензоле добавляют 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества. Полученную смесь ставят на магнитную мешалку и включают перемешивание. Затем 0,1 г ароматизатора с запахом мандарина растворяют в 0,5 мл диметилсульфоксида (ДМСО) и переносят в раствор натрий карбоксиметилцеллюлазы в бензоле. После образования ароматизатором с запахом мандарина самостоятельной твердой фазы, очень медленно по каплям добавляют 1 мл дистиллированной воды. Полученную суспензию микрокапсул отфильтровывают на фильтре Шотта 16 класса пор, промывают ацетоном, сушат в эксикаторе над хлористым кальцием. Выход микрокапсул составляет 83%.

Недостатком способа, взятого за прототип, является то, что размеры полученных микрокапсул варьируют в больших границах, что оказывает отрицательное влияние на биологические свойства конечного продукта. Использование в технологическом процессе бензола и ацетона - веществ, обладающих токсичностью и огнеопасностью, требует соблюдения техники безопасности. При этом длительное хранение (более 6 мес.) препарата приводит к его «слеживанию».

Технической задачей изобретения является получение микрокапсул стабильного размера и с высокими показателями ценных биологических свойств, повышение безопасности процесса микрокапсулирования путем исключения из него токсичных компонентов, а также увеличения сроков хранения изготовленного препарата.

Решение технической задачи достигается тем, что 50 г натуральных половых феромонов хряка вносят в 50 г 50%-ного водного раствора поливинилпирролидона, добавляют 0,1 мл фиксатора запаха AromaFix и перемешивают на магнитной мешалке до однородного состояния. Затем с использованием специального устройства-дозатора нашей конструкции (Патент РФ №194572. - 2019 г. Устройство для дозирования жидких веществ. Авторы О.Б. Сеин и др.) с высоты 20-25 см со скоростью 2,0 мл/мин полученную смесь диспергируют в 100-150 мл 0,2 М раствора кальция хлорида. Процесс диспергирования проводят при постоянном перемешивании со скоростью вращения мешалки 100-120 об/мин в течение 20-25 мин. Сформировавшиеся микрокапсулы отделяют на фильтре Шотта под вакуумом, промывают дистиллированной водой и высушивают при 30-35°С.Полученный препарат включает микрокапсулы, которые представляют собой сферические образования светло-серого цвета размером 150-180 мкм.

Отличительной особенностью разработанного способа является использование в качестве ядра микрокапсул полового феромона хряка, в качестве оболочки - поливинилпирролидона, а также применение устройства - дозатора, которое позволяет получать микрокапсулы более стабильного размера. При этом применяемые в технологическом процессе для формирования оболочки микрокапсул вещества не имеют запаха, что предотвращает отрицательное влияние пахучих веществ на биологическую активность препарата. Полученный препарат обладает биологической активностью в течение длительного времени.

Используемые в способе половые феромоны хряка получали по способу, представленному в патенте РФ №2623085. - 2017 г. (Способ получения половых феромонов самцов домашних животных. Авт. О.Б. Сеин и др.), суть которого заключается в том, что в качестве исходного сырья используют семенники и мочу половозрелых хряков. Семенники измельчают до однородной массы, в которую вносят фермент протосубтилин и полисорбат ТВИН-80. Полученную смесь инкубируют при температуре 37-39°С в течение 50-60 мин и центрифугируют до разделения на две фракции. Надосадочную жидкость смешивают с мочой в соотношении 1:3-3,5 и перегоняют с водяным паром. Полученный конденсат является препаратом половых феромонов хряка, который представляет собой прозрачную жидкость со слабовыраженным запахом.

Выбранный для оболочки микрокапсул поливинилпирролидон (повидон) представляет собой водорастворимый полимер, его широко используют в фармакологическом производстве в качестве связывающего вещества при формировании таблеток и образования микрокапсул.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является также использование в технологическом процессе устройства-дозатора, имеющего корпус с поршнем и капельницедержатель, в который вмонтировано 8 капельниц, расположенных по окружности, в центре которой находится приспособление в виде патрубка для набора жидкости в устройство с использованием поршня. Данное устройство обеспечивает одновременное формирование и дозированную подачу 8 одинаковых капель, что, в отличие от прототипа, позволяет формировать микрокапсулы, размеры которых находятся в более узких границах.

Используемый фиксатор запаха AromaFix (производство Франция) является нейтральным веществом без запаха. Он хорошо растворяется в воде, спиртах и в большинстве органических растворителей, его широко применяют в парфюмерии для повышения стойкости пахучих композиций. В нашем случае AromaFix использовался для закрепления специфического запаха натуральных половых феромонов хряка.

Результатом предлагаемого способа является получение микрокапсул полового феромона хряка, имеющих стабильные размеры и высокую биологическую активность, без использования в технологическом процессе токсичных и огнеопасных веществ.

На фиг. 1 показан общий вид микрокапсул половых феромонов хряка, полученных с использованием разработанного способа; на фиг. 2 - общий вид микрокапсул половых феромонов хряка, полученных с использованием способа-прототипа.

Пример получения микрокапсул половых феромонов хряка с использованием разработанного способа и способа-прототипа.

Разработанный способ. 50 г натуральных половых феромонов хряка вносили в 50 г 50%-ного водного раствора поливинилпирролидона, добавляли 0,1 мл фиксатора запаха AromaFix и перемешивали на магнитной мешалке до однородного состояния. Затем с использованием устройства-дозатора с высоты 20 см полученную смесь диспергировали в 100 мл 0,2 М раствора кальция хлорида со скоростью 2,0 мл/мин. Процесс диспергирования проводили при постоянном перемешивании со скоростью вращения мешалки 120 об/мин в течение 25 мин. Сформировавшиеся микрокапсулы отделяли на фильтре Шотта под вакуумом, промывали дистиллированной водой и высушивали при 30-35°С. Полученный препарат включал микрокапсулы сферической формы светло-серого цвета размером 150-180 мкм. Массовое соотношение в микрокапсулах ядро: оболочка составляло 1:1. Выход микрокапсул достигал 89,5%.

Способ-прототип. К 60 г 5%-ного раствора натрий карбоксиметил-целлюлозы в бензоле добавляли 0,01 г препарата Е472 с в качестве поверхностно-активного вещества. Полученную смесь ставили на магнитную мешалку и включали перемешивание. Для сравнимости результатов для получения пахучего ядра вместо ароматизатора с запахом мандарина использовали натуральные половые феромоны хряка. 30 г половых феромонов хряка смешивали с 5,0 мл диметилсульфоксида (ДМСО) и переносили в раствор натрий карбоксиметилцеллюлозы в бензоле. После формирования микрокапсул медленно по каплям добавляли 10 мл дистиллированной воды. Полученную суспензию микрокапсул отфильтровывали на фильтре Шотта 16 класса пор, промывали ацетоном и сушили в эксикаторе над хлористым кальцием. Полученный препарат включал микрокапсулы сферической формы бежевого цвета размером 75-215 мкм. Массовое соотношение в микрокапсулах ядро : оболочка составляет 1:2. Выход микрокапсул составил 81,7%.

Таким образом, сравнительный анализ полученных микрокапсул с использованием разных способов (фиг. 1, 2) свидетельствует о том, что при применении разработанного нами способа размеры капсул были более стабильными (150-180 мкм), а их выход больше (89,5%) по сравнению с капсулами, полученными с использованием способа-прототипа (75-215; 81,7%).

Оценка биологической эффективности разработанного микрокапсулированного препарата половых феромонов хряка

Биологическую активность полученного микрокапсулированного препарата половых феромонов хряка определяли с использованием ольфактометра разработанной нами конструкции (Патент РФ №99179. - 2010 г. Ольфактометр для определения биологической активности половых феромонов хряка. Авторы О.Б. Сеин и др.), который состоит из основания с закрепленными на нем тремя полыми цилиндрами с крышками, имеющими отверстия. Снизу к цилиндрам подводится воздуховодная магистраль, соединенная с компрессором. Для оценки биологического теста учитывают время, в течение которого половозрелая свинка обнаруживает цилиндр с исследуемым материалом (препарат половых феромонов хряка), а также время, в течение которого она обнюхивает цилиндр. Результаты определяют в баллах: 90-100 баллов - очень высокая биологическая активность; 80-89 -высокая; 70-79 баллов - низкая; 60-69 - очень низкая; 60 баллов и менее - феромоны, содержащиеся в биоматериале, биологически неактивны.

Сравнительную оценку изготовленного микрокапсулированного препарата половых феромонов хряка и препарата-прототипа осуществляли в условиях свиноводческого комплекса ЗАО Агрофирма «Любимовская» Курской области. Тестирование проводили в отдельном помещении с использованием 5 половозрелых свинок-аналогов крупной белой породы с соблюдением 3-часового уравнительного периода.

Результаты биологического тестирования (табл.1) микрокапсулированного препарата половых феромонов хряка, полученного по разработанному способу (препарат №1), микрокапсулированного препарата, полученного по способу-прототипу (препарат №2), немикрокапсулированного препарата половых феромонов хряка (препарат №3), показали, что биологическая активность у разработанного препарата была высокой, она незначительно уступала немикрокапсулированному препарату. Биологическая активность препарата-прототипа была относительно низкой, что указывает на ее потери во время технологического процесса.

После хранения указанных выше препаратов в герметично закрытых емкостях в течение 6 мес. при температуре 4°С они вновь были подвергнуты биологическому тестированию. Результаты исследований представлены в таблице 2, из которой следует, что активность изготовленного препарата половых феромонов была выше по сравнению с препаратом-прототипом и немикрокапсулированным препаратом.

Таким образом, разработанный способ микрокапсулирования натуральных половых феромонов хряка позволяет получить препарат, обладающий более выраженной биологической активностью и увеличить сроки его хранения по сравнению со способом-прототипом.

Изобретение относится к области биотехнологии и ветеринарной медицины, а именно к способу микрокапсулирования половых феромонов хряка. Способ микрокапсулирования половых феромонов хряка, включающий использование пахучего вещества в качестве ядра микрокапсулы, отличающийся тем, что в качестве пахучего вещества используют натуральные половые феромоны хряка, а в качестве оболочки - поливинилпирролидон, 50 г половых феромонов хряка вносят в равное количество 50%-ного водного раствора поливинилпирролидона, добавляют 0,1 мл фиксатора запаха AromaFix и перемешивают до однородного состояния, затем с использованием устройства-дозатора с высоты 20-25 см одинаковыми каплями из 8 капельниц одновременно полученную смесь диспергируют в 100-150 мл 0,2 М растворе кальция хлорида со скоростью 2,0 мл/мин, причем процесс диспергирования проводят при постоянном перемешивании со скоростью вращения мешалки 100-120 об/мин в течение 20-25 мин, сформировавшиеся микрокапсулы отделяют на фильтре Шотта под вакуумом, промывают дистиллированной водой и высушивают при 30-35°С. Вышеописанный способ позволяет получить микрокапсулы половых феромонов хряка стабильного размера с увеличенным сроком хранения, высокой биологической активностью. 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ микрокапсулирования половых феромонов хряка, включающий использование пахучего вещества в качестве ядра микрокапсулы, отличающийся тем, что в качестве пахучего вещества используют натуральные половые феромоны хряка, а в качестве оболочки - поливинилпирролидон, 50 г половых феромонов хряка вносят в равное количество 50%-ного водного раствора поливинилпирролидона, добавляют 0,1 мл фиксатора запаха AromaFix и перемешивают до однородного состояния, затем с использованием устройства-дозатора с высоты 20-25 см одинаковыми каплями из 8 капельниц одновременно полученную смесь диспергируют в 100-150 мл 0,2 М растворе кальция хлорида со скоростью 2,0 мл/мин, причем процесс диспергирования проводят при постоянном перемешивании со скоростью вращения мешалки 100-120 об/мин в течение 20-25 мин, сформировавшиеся микрокапсулы отделяют на фильтре Шотта под вакуумом, промывают дистиллированной водой и высушивают при 30-35°С.