Способ получения меланина

 

Изобретение относится к химии природных соединений, а именно к способу получения пигмента меланина, используемого в медицине и косметике в составе солнцезащитных препаратов, поглощающих ультрафиолетовые лучи. Цель изобретения повышение выхода меланина. Сущность изобретения: животным за 24 48 ч до убоя вводят тирозин из расчета 50 150 мг/кг массы, сырье обрезки шкур гидролизуют водным раствором NaOH при 80 90°С в течение 2 4 ч, затем гидролизат нейтрализуют HCl, осадок меланина отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат.

Изобретение относится к химии природных соединений, а именно к способу получения пигмента меланина, используемого в медицине и косметике в составе солнцезащитных препаратов, поглощающих ультрафиолетовые лучи.

Известен способ получения меланина из кожи бесхвостых амфибий, преимущественно, лягушек. Недостатком способа является чрезвычайно низкий выход целевого продукта (менее 1˙10^-8% к массе сырья).

Наиболее близким к предлагаемому является принятый за прототип способ получения меланина, согласно которому шкуры млекопитающих или волосы человека подвергают гидролизу водным раствором NaOH при 65^оС в течение 24 ч, затем гидролизат нейтрализуют HCl до рН около 6,5, образовавшийся осадок меланина отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат.

Недостаток известного способа заключается в низком выходе меланина (0,05-0,1 мг/кг сырья).

Цель изобретения повышение выхода меланина.

Цель достигается тем, что в способе получения меланина, включающем щелочной гидролиз шкур убойных животных водным раствором NaOH, нейтрализацию гидролизата, отделение осадка, промывку его водой и сушку, животным за 24-48 ч до убоя вводят тирозин из расчета 50-100 мг/кг массы, а гидролиз сырья осуществляют при 80-90^оС в течение 2-4 ч.

Выход меланина по предложенному способу составляет 8-10 мг/кг сырья, т. е. в 100-160 раз выше, чем по известному способу.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое техническое решение отличается от известного иными приемами подготовки и обработки сырья, в результате чего достигается возможность повышения выхода меланина.

Известно, что биосинтез меланина в организме млекопитающих происходит из аминокислоты тирозина по следующей схеме: При этом максимальное количество меланина, накапливается в кожном покрове и волосах животных. В связи с этим в предлагаемом способе предусматривается введение животным аминокислоты тирозина, причем наиболее высокая концентрация меланина в коже достигается при введении 50-100 мг/кг массы животных тирозина за 24-48 ч до убоя.

При меньшем времени выдержки животных (менее 24 ч) или меньшей дозе тирозина (менее 50 мг/кг) биосинтез меланина не усиливается по сравнению с контрольной группой животных, не получавших тирозин. При большем времени выдержки животных (более 48 ч) уровень меланина в коже начинает снижаться, а при большей дозе тирозина (более 100 мг/кг) дополнительного увеличения концентрации меланина в сырье не происходит.

В качестве сырья нами использованы обрезки шкур свиней или крупного рогатого скота, остающиеся после контурирования и не направляемые в кожевенное производство.

Установлено, что оптимальными параметрами гидролиза сырья является обработка его водным раствором NaOH при рН 12-14 и температуре 80-90^оС в течение 2-4 ч. Снижение температуры гидролиза (ниже 80^оС) приводит к необходимости увеличивать время проведения процесса (до 20-24 ч) и создает тем самым опасность сохранения в гидролизате различных бактерий и вирусов, что ухудшает качество целевого продукта.

Увеличение температуры (выше 90^оС) не приводит к повышению выхода меланина и, следовательно, является нецелесообразным в связи с дополнительными энергетическими расходами на обогрев реакционной смеси.

При температуре гидролиза 80-90^оС процесс заканчивается за 2-4 ч. Уменьшение времени гидролиза (менее 2 ч) приводит к снижению выхода меланина, а увеличение времени гидролиза (менее 4 ч) не способствует дополнительному увеличению выхода целевого продукта и потому является нецелесообразным.

Дальнейшие стадии технологического процесса получения меланина оставлены без изменений по сравнению с известным способом.

П р и м е р 1. 10 головам свиней, подготовленных к убою, вводят внутримышечно водный раствор тирозина из расчета 50 мг/кг массы тела и животных выдерживают в течение 24 ч. После убоя, снятия и контурирования шкур отбирают 10 кг обрезков, заливают 30 л 5%-ного водного раствора NaOH, проводят гидролиз при 80^оС и периодическом перемешивании в течение 2 ч, затем гидролизат охлаждают до 20^оС, фильтруют для отделения механических и нерастворившихся примесей, фильтрат нейтрализуют добавлением 5%-ного водного раствора HCl (до рН около 6,5), образующийся осадок отделяют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 15 мин, промывают водой до отрицательной реакции на ионы хлора, сушат при температуре не выше 40^оС и периодическом перемешивании и получают 80 мг (выход 8 мг/кг сырья) меланина.

П р и м е р 2. 10 головам крупного рогатого скота, подготовленных к убою, вводят внутримышечно водный раствор тирозина из расчета 75 мг/кг массы тела и животных выдерживают в течение 36 ч. После убоя, снятия и контурирования шкур отбирают 10 кг обрезков, заливают 30 л 5%-ного водного раствора NaOH, проводят гидролиз при 85^оС в течение 3 ч, затем гидролизат охлаждают до 20^оС, фильтруют, фильтрат нейтрализуют добавлением 5%-ного водного раствора HCl (до рН 6,5), образующийся осадок отделяют центрифугированием, промывают водой, сушат при температуре не выше 40^оС и периодическом перемешивании и получают 90 мг (выход 9 мг/кг сырья) меланина.

П р и м е р 3. 10 головам свиней, подготовленных к убою, вводят внутримышечно водный раствор тирозина из расчета 100 мг/кг масса тела, и животных выдерживают 48 ч. После убоя, снятия и контурирования шкур отбирают 10 кг обрезков, заливают 30 л 5%-ного водного раствора NaOH, проводят гидролиз при 90^оС в течение 4 ч, затем гидролизат охлаждают до 20^оС, фильтруют, фильтрат нейтрализуют добавлением 5%-ного водного раствора HCl (до рН 6,5), образующийся осадок отделяют центрифугированием, промывают водой, сушат при температуре не выше 40^оС и получают 100 мг (выход 10 мг/кг) меланина.

При изменении предлагаемой совокупности признаков положительный эффект не достигается, что подтверждается примерами 4-8.

П р и м е р 4. 10 головам свиней вводят внутримышечно водный раствор тирозина из расчета 40 мг/кг массы, животных выдерживают в течение 20 ч и далее поступают как в примере 1. При этом получают 0,085 мг/кг меланина.

П р и м е р 5. 10 головам свиней вводят внутримышечно водный раствор тирозина из расчета 100 мг/кг, животных выдерживают 52 ч и далее поступают как в примере 1. При этом получают 4,5 мг/кг меланина.

П р и м е р 6. 10 головам свиней вводят внутримышечно водный раствор тирозина из расчета 120 мг/кг, животных выдерживают 24 ч и далее поступают как в примере 1. При этом выход меланина составляет 10 мг/кг сырья, что свидетельствует о нецелесообразности увеличения дозы тирозина.

П р и м е р 7. 10 головам свиней вводят водный раствор тирозина из расчета 50 мг/кг массы и далее поступают как в примере 1, за исключением того, что гидролиз сырья осуществляют при 70^оС в течение 1 ч. При этом полного гидролиза сырья не достигается и выделить меланин не представляется возможным.

П р и м е р 8. 10 головам свиней вводят водный раствор тирозина из расчета 50 мг/кг массы и далее поступают как в примере 1, за исключением того, что гидролиз проводят при 95^оС в течение 6 ч. При этом выход меланина составляет 8 мг/кг сырья, что свидетельствует о нецелесообразности увеличения температуры и времени гидролиза сырья.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛАНИНА, включающий щелочной гидролиз шкур убойных животных водным раствором NaOH, нейтрализацию гидролизата, отделение осадка, промывку его водой и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода меланина, животным за 24 48 ч до убоя вводят тирозин из расчета 50 100 мг/кг массы, а гидролиз сырья осуществляют при 80 90^oС в течение 2 4 ч.