Способ получения цистина Советский патент 1992 года по МПК C07C323/60 

трата слабоосновным анионитом, упариванием, подкислением концентрата до рН 4,0, отделением осадка фильтрацией, выдерживанием фильтрата при 2-5°С в течение 1-3 сут, отделением и очисткой образующегося осадка цистина.

Недостатки этого способа заключаются в его длительности (около 5 сут) и низком выходе цистина (около 5% от массы исходного сырья).

Цель изобретения - повышение выхода цистина.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения цистина, включающем гидролиз шерстных отходов, охлаждение гидролизата, его фильтрацию, выделение, очистку и сушку цистина, гидролиз проводят водой при жидкостном коэффициенте 1:2-3. температуре 90-100°С в течение 1-2 ч, а затем после охлаждения до 37-45°С - ферментным препаратом оразой при рН 7,5-8,5, температуре 37-45°С и концентрации оразы 0,1-0,2 мас.% в течение 6-8 ч с последующей термообработкой гидролизата и охлаждением до 20-22°С, после фильтрации гидро- лизат пропускают через колонку с активированным углем, предварительно обработанным раствором трихлоруксусной кислоты, доводят рН до 5,5-6,0, отделяют осадок цистина, растворяют его в воде при рН 4,0-4,5 и кристаллизуют при 2-4°С в течение 12 ч. При этом выход цистина составляет 8-10% от массы исходного сырья.

Используемые в предложенном способе технологические приемы являются логически обоснованными

Конкретными видами используемого шерстного сырья могут являться щетина свиней, волос крупного или мелкого рогатого скота или других видов животных, перерабатываемых на предприятиях мясной промышленности. Объектом изобретения являются отходы шерстного сырья, не поступающие на выработку кормовой муки или другой технической продукции. Такими отходами являются отходы скорняжного производства, волосы, собираемые в парикмахерских и т.п. ,

Из данных литературы известно, что в случае гидролиза белков с высоким содержанием дисуяьфидных связей, в том числе белков из группы кератина, используется прием так называемого смешанного гидролиза, т.е. последовательная обработка белков водой, кислотой и щелочью, водой, кислотой и ферментом, водой, щелочью и ферментом. Последний вариант использован в предлагаемом способе. При этом кипячение с водой в течение 1-2 ч не предусматривает достижения полного гидролиза, а используется лишь для предварительного расшатывания белковой глобулы и частичного гидролиза наиболее лабильных связей. При этом дисульфидные связи в

молекулах отдельных аминокислот, в том числе цистина, не расщепляются. Биохимически подготовленная таким образом молекула белков подвергается последовательному воздействию фермента для даль0 нейшего расщепления пептидных связей. Выбранный фермент ораза продуцируется культурой гриба Aspergillus orlzae и является стандартным, выпускаемым промышленностью препаратом, который содержит

5 амилазу, мальтазу, протеазы и липазы.

Уменьшение концентрации оразы при ферментативном гидролизе до 0,08 мас.% приводит к значительному снижению выхода целевого продукта (до 4,4%), а увеличе0 ние концентрации оразы (более 0,2 мас.%) не приводит к дополнительному увеличению выхода цистина, что свидетельствует об экономической нецелесообразности такого увеличения концентрации фермента.

5Для получения цистина по предложенному способу применяют метод восходящей хроматографии на бумаге в системе бутиловый спирт - уксусная кислота - вода (4:1:5), при использовании в качестве свидетеля

0 синтетического цистина, а также цветные реакции с фосфорно-вольфрамовой кислотой, йодистой ртутью и йодистой платиной, специфичные для цистина.

Для выделения цистина из смеси ами5 нокислот и пептидов, содержащихся в гид- ролизате, проводят последовательную очистку гидролизата путем фильтрации его через колонку с активированным углем, предварительно обработанным раствором

0 трихлоруксусной кислоты, что позволяет удалить крупные фрагменты белковых молекул, после чего добиваются образования осадка при рН 5,5-6,0, растворяют его в воде при рН 4,0-4,5 и кристаллизуют при 2-4°С,

5 Исключение из представленной схемы технологического процесса какой-либо стадии или отклонение от оптимальных параметров осуществления этих стадий приводит к снижению выхода целевого продукта или за0 грязнению его примесями других аминокислот.

Пример 1.1 кг шерстных отходов от скорняжного производства заливают 2 л воды (жидкостной коэффициент 1:2), нагрева5 ют при 90°С и постоянном перемешивании . 1 ч, смесь охлаждают до 37°С, подщелачивают до рН 7,5 1н. раствором NaOH, добавляют 1 г (0,1 мас.%) ферментного препарата ораэы и проводят гидролиз при 37°С в течение 6 ч, температуру повышают до 100°С,

через 10 мин охлаждают до 20°С, фильтруют, фильтрат пропускают через колонку (60x1,5 см) с активированным углем, который предварительно обрабатывают 6н. раствором трихлоруксусной кислоты (на 100 г угля 10 мл кислоты), со скоростью 10 мл/мин. затем в растворе устанавливают рН 5,5 добавлением 1 н. NaOH, осадок отделяют, растворяют в воде при рН 4,0 и раствор выдерживают при 2°С 10ч. кристаллы отфильтровывают и сушат на воздухе. Получают 80 г порошка (выход 8 мас.%), соответствующего по хроматографической характеристике (величине Rf) очищенному цистину и не содержащего примесей других аминокислот.

Пример 2.1кг шерстных отходов от скорняжного производства заливают 2,5 л воды (жидкостный коэффициент 1:2,5), нагревают при 95°С и постоянном перемешивании 1,5 ч, смесь охлаждают до 40°С, подщелачивают до рН 8,0 1н. раствором NaOH, добавляют 1,5 г (0,15 мае. %) ферментного препарата оразыи проводят гидролиз при 40°С в течение 7 ч, температуру повышают до 100°С, через 10 мин охлаждают до 21°С, фильтруют, фильтрат пропускают через колонку (60x1,5 см) с активированным углем, который предварительно обрабатывают 6 н. раствором трихлоруксусной кислоты (на 100 г угля 12 мл кислоты), со скоростью 10 мл/мин, затем в растворе устанавливают рН 5,75 добавлением 1 н. NaOH, осадок отделяют, растворяют в воде при рН 4,25 и раствор выдерживают при 3°С 11ч, кристаллы отфильтровывают и сушат на воздухе. Получают 90 г (выход 9 мас,%) порошка, соответствующего по хроматографической характеристике (величине Rf) очищенному цистину и не содержащего примесей других аминокислот.

Пример 3. 1 кг шерстных отходов от скорняжного производства заливают 3 л воды (жидкостный коэффициент 1:3), нагревают при 100°С и постоянном перемешивании 2 ч, смесь охлаждают до 45°С, подщелачивают до рН 8,5 1н. раствором NaOH, добавляют 2 г (0,2 мас.%) ферментного препарата

оразы и проводят гидролиз при 45°С в течение 8 ч, температуру повышают до 100°С, через 10 мин охлаждают до 22°С, фильтруют, фильтрат пропускают через колонку (60x1,5 см) с активированным углем, который предварительно обрабатывают 6н. раствором трихлоруксусной кислоты (100 г угля на 15 мл кислоты), со скоростью 10 мл/мин, затем в растворе устанавливают рН 6,0 добавлением 1 н. NaOH. осадок отделяют,

растворяют в воде при рН 4,5 и раствор выдерживают при 4°С 12 ч, кристаллы отфильтровывают и сушат на воздухе. Получают 100 г порошка (выход 10 мас.%), соответствующего по хроматографической

характеристике (величине Rf) очищенному цистину и не содержащего примесей других аминокислот.

Формула изобретения Способ получения цистина, включающий гидролиз шерстных отходов, охлаждение гидролизата, его фильтрацию, выделение, очистку и сушку цистина, отличающийся тем. что, с целью повышения выхода, гидролиз проводят водой при жидкостном коэффициенте 1 : 2-3, температуре 90-100°С в течение 1-2 ч, а затем после охлаждения до 37-45°С ферментным препаратом оразой при рН 7,5-8,5, температуре 37-45°С и концентрации оразы 0,1-0.2 мас.% в течение 6-8 ч с последующей термообработкой гидролизата и охлаждением до 20--22°С, после фильтрации гидролизат пропускают через колонку с активированным углем, предварительно обработанным раствором трихлоруксусной кислоты, доводят рН до 5,5-6,0, отделяют осадок цистина, растворяют его в воде при рН 4,0-4,5 и кристаллизуют при 2-4°С в течение 12ч.