СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО МИКРОПОРОШКА КОЛЛАГЕНА
METHOD FOR OBTAINING OF DRY COLLAGEN MICROPOWDER

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в косметической, медицинской и других областях промышленности.
Материалы на основе природных полимеров, например коллагена, обладают рядом ценных свойств, такими как высокая биосовместимость, биодеградация, что позволяет их применять в различных областях биотехнологии.
Коллагены - не только белки межклеточного матрикса, но и организма в целом, они составляют около 1/3 всех белков, содержащихся в организме человека, являясь основным структурным белком всех существующих живых существ. При недостаточности коллагена (механической, метаболической) возникают различные заболевания кожи, внутренних органов и систем.
Известен способ хирургического лечения прогрессирующей близорукости (см. RU №2100992, кл. A61F 9/007, опубл. 10.01.1998), в котором исследованиями установлено, что рыбы имеют естественный иммунитет, близкий таковому, как у человека. Рыбы обладают иммунитетом (невосприимчивостью) к широкому спектру микробной флоры, токсинам, специфическим антигенам. Иммунно-глобулин-гамма, являющийся носителем антител, имеет почти один и тот же количественный состав как у рыб, так и у человека. Исходя из этого в известном способе хирургического лечения прогрессирующей близорукости путем склероукрепляющей операции в качестве трансплантата используют стенку воздушного пузыря рыбы. При этом материал получают как из свежеотловленной рыбы, так и в предварительно консервированном виде.
Показано, что воздушный (плавательный) пузырь рыбы изнутри покрыт однослойным плоским эпителием (карповые, тресковые) или многорядным плоским эпителием (осетровые). За эпителием идет слой рыхлой соединительной ткани, а за ним слой плотной соединительной ткани. В стенке воздушного (плавательного) пузыря рыбы располагаются гладкие мышечные волокна. С вентральной стороны воздушный (плавательный) пузырь прикрыт брюшиной (см. также В.А. Аминева, А.А. Яржомбек. «Физиология рыб» - М.: 1984; В.И. Лукьяненко. «Иммунология рыб» - М.: 1971).
Однако использование пузыря свежеотловленной рыбы требует выполнение ряда других процедур, связанных с обеспечением надлежащего качества материала при использовании и хранении в течение определенного времени, а температурные режимы консервации негативно влияют на биологическую ценность продукта, при которой происходит частичная денатурация белков.
Известен способ изготовления сухого рыбного коллагена для рыбной промышленности, заключающийся в просаливании, промывании, разрезании, сушке и измельчении коллагена (см. RU №2232515, кл. A23L 1/0562, A23L 1/326, A23J 3/04, опубл. 20.07.2004).
Данный процесс изготовления сухого коллагена очень длительный, энергозатратный, кроме того, использование поваренной соли при просаливании, водно-спиртового раствора при отмачивании, обезжиривания и обезвоживания органическим растворителем (этиловым спиртом или ацетоном) коллагена может привести к частичной потере ценных веществ (разрушение витаминов, денатурация белка).
Известен способ получения коллагена (см. RU №2094999, кл. А22С 13/00, С07К 1/36, опубл. 10.11.1997), в котором сырье, содержащее коллаген, предлагается вначале замачивать в воде, охлаждаемой льдом при рН 5,5, а затем, увеличив рН до 10,5, обрабатывать полученный конгломерат алкалазой и затем вновь снижать рН раствора до 5,5. Фильтрация и последующая стерилизация раствора обеспечивает получение коллагена.
В недостатки известного решения можно отнести частичный гидролиз связей коллагена между оксилизином и глутаминовой кислотой из-за предусмотренного технологией применения протеолитического фермента щелочной алкалазы. В результате происходит разрушение основных аминокислот и частичное дегликозирование белковой молекулы, и как итог - нарушение структуры коллагена с потерей всех его ценных физико-химических свойств.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в обеспечении и сохранении структурообразования коллагена и усиление его биологических свойств.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в получении сухого микропорошка коллагена из плавательного пузыря рыбы из семейства осетровых, пригодного для использования в качестве натуральной протеиновой основы для изготовления медицинских, косметических и пищевых изделий и средств.
Для решения поставленной задачи способ получения сухого микропорошка коллагена из природного полимера, включающий промывку проточной водой плавательного пузыря рыбы из семейства осетровых, тщательную механическую очистку от жировых примесей и слизи, вскрытие продольным разрезом и последующую промывку проточной водой внутренней полости плавательного пузыря, механическое препарирование среднего (мышечного) слоя вместе с наружной оболочкой, воздушную сушку получаемого нативного материала (коллагена) при температуре от 25-30°С, отличается тем, что сушка коллагена проводится в течение 72-80 часов, а высушенный коллаген измельчается до достижения размеров частиц не более 0,5 мм, после чего получаемая масса подвергается механоактивации в мельнице планетарного типа при скорости вращения мелющих тел не менее 700 оборотов в минуту до достижения фракции частиц микропорошка не более 15 мкм в течение 10-15 минут.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.
Признак «первичная сушка коллагена проводится в течение 72-80 часов при температуре от 25-30°С» позволяет осуществить полное высыхание с постепенным испарением жидкости из субстрата.
Признак «высушенный коллаген измельчается до достижения размеров частиц не более 0,5 мм» показывает о получении массы, размеры частиц которой наиболее подходят для последующей эффективной механоактивации.
Признак «получаемую массу подвергают механоактивации в мельнице планетарного типа …» позволяет выработать материал, пригодный для использования в качестве основы для средств и изделий.
Способ получения сухого микропорошка коллагена из природного полимера заключается в следующем.
Используется плавательный пузырь рыбы из семейства осетровых. Отобранный пузырь промывается проточной водой и очищается тщательно от жировых примесей и слизи механическим путем. Плавательный пузырь вскрывается продольным разрезом, и промывается проточной водой его внутренняя полость. Механическим путем отпрепаровывается средний (мышечный) слой вместе с наружной оболочкой, а получаемый нативный материал (коллаген) высушивается на воздухе при температуре 25-30°С в течение 72-80 часов. Высушенный коллаген, например, с помощью острого лезвия измельчается до размеров частиц не более 0,5 мм, после чего подвергается механоактивации в мельнице планетарного типа при скорости мелющих тел 700-800 оборотов в минуту в течение 10-15 минут. В результате получают микропорошок с фракцией измельченных частиц не более 15 мкм.
Готовый микропорошок коллагена пригоден для сухой и газовой стерилизации, при этом исключается разрушение структуры коллагена, что способствует сохранять структурные свойства природного полимера как основу для изготовления медицинских, косметических и пищевых изделий и средств.
По предложенному способу могут быть получены сухие основы бульонов, супов и соусов быстрого приготовления из вторичных продуктов разделки рыб, что позволяет рационально использовать на пищевые цели вторичные ресурсы рыбоперерабатывающей промышленности, организовать безотходное производство, упростить и интенсифицировать технологический процесс за счет использования сырья без дополнительной термической обработки, снизить себестоимость готового продукта за счет использования недорогого сырья, расширить ассортимент натуральных рыбных изделий, сохранить ценные для организма человека питательные вещества, белки, микро- и макроэлементы, находящиеся в костной ткани, сократить производственные площади хранения рыб, увеличить компактность сырья и сроки хранения.