Биологически активное вещество, сырье и способ для его получения

 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в пищевой и медицинской промышленности. Биологически активное вещество содержит натуральные и/или синтезированные активные составляющие на основе биоактивных компонентов, наполнители или непроизвольные компоненты. Биоактивными компонентами являются коллалитин и/или его составляющие, весовое содержание соответственно с1 и с2 которых выбрано в пределах 1,001 ≥ (с1 + с3)/с 1 ≅ 10⁵ 1,01 ≅ (c1 + c2 + c3)/ (c1 + c2) ≅ 10⁵. Содержание в веществе наполнителей, вспомогательных и случайных или непроизвольных компонентов гомогенизируют до значения, определяемого соотношением весового содержания с4 негомогенизированного остатка к весовому содержанию с5 полностью гомогенизированных компонентов в пределах 1 ≅ (с4 + с5)/с5 ≅ 10⁵. Соотношение минимальных т1 и максимальных т2 значений твердости, распределенных по всей поверхности вещества-обеспечивают в пределах 1≅(т1+αт+αт2)/т2≅4, где α - экспериментальный коэффициент в пределах 0,4 ≅ α ≅ 3, выбираемый в зависимости от объемной структуры вещества и условий его окончательной обработки. Биологически активное вещество получают выделением препарата с коллагенолитической активностью из биологических объектов морского происхождения или их элементов в присутствии вспомогательных добавок. Отделяют биологически активные компоненты от используемых, очищают и сушат. Оптимизация процесса приготовления сырья и способ получения вещества расширяют функциональные возможности использования биологически активного вещества и повышают эффективность его практического потребления. 3 с. и 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области пищевой или медицинской промышленности, например, в качестве биологически активного вещества с использованием сырья и способа для его получения.

Известны биологически активные вещества, содержащие активные составляющие на основе биоактивных компонентов и вспомогательные компоненты [1, 2].

Известно биологически активное вещество, содержащее натуральные и/или синтезированные активные составляющие на основе биоактивных компонентов, наполнители, вспомогательные и случайные или непроизвольные компоненты [3] - прототип.

Известно сырье для получения биологически активного вещества, содержащее биологические объекты или их выделенные части с биологически активными компонентами [2-6].

Известно также сырье для получения биологически активного вещества, содержащее биологические объекты морского происхождения или их выделенные части с биологически активными компонентами преимущественно в виде коллалитина [7] - прототип.

Известен способ получения биологически активного вещества, включающий выделение препарата с биологической активностью из различных живых объектов и/или их элементов в присутствии активизирующих и стабилизирующих процесс добавок, отделение биологически активных компонентов от неиспользуемых, очистку и сушку отделенных компонентов до получения их концентрата [4-6].

Известен также способ получения биологически активного вещества, включающий выделение препарата с коллагенолитической активностью из биологических объектов и/или их элементов в присутствии вспомогательных добавок, отделение биологически активных компонентов от неиспользуемых, очистку и сушку отделенных компонентов до получения их концентрата [7] - прототип.

Недостатком известных биологически активных веществ, сырья и способов для их получения является неоптимальный их состав и не использование всех возможностей при их изготовлении для наиболее полноценного применения веществ на практике.

Решаемой технической задачей в соответствии с изобретением является оптимизация приготовления сырья и способа получения вещества для расширения функциональных возможностей использования биологически активного вещества с достижением технического результата в отношении повышения эффективности практического потребления этого вещества биологическим объектом.

В качестве кратких сведений, раскрывающих сущность изобретения, следует отметить, что достигаемый технический результат обеспечивают с помощью предложенного биологически активного вещества, содержащего натуральные и/или синтезированные активные составляющие на основе биоактивных компонентов, наполнители, вспомогательные и случайные или непроизвольные компоненты. Отличительные особенности вещества заключаются в том, что в качестве биоактивных компонентов использованы коллалитин и/или его составляющие, весовое содержание соответственно с1 и с2 которых выбрано в пределах 1,001≅(с1 +с3) / с1≅10⁵, 1,01≅(с1+с2+c3) / (с1+c2)≅10⁵. При этом c3 весовое содержание в веществе наполнителей, вспомогательных и случайных или непроизвольных компонентов, гомогенизировано, например, по его плотности, до значения, определяемого соотношением весового содержания с4 негомогенизированного остатка к весовому содержанию с5 полностью гомогенизированных компонентов в пределах 1≅(с4+с5) / с5≅10⁵ и обеспечено соотношение минимальных t1 и максимальных t2 значений твердости, распределенных по всей поверхности вещества в пределах 1<=(т1+αт2)/т2<=4, где α - экспериментальный коэффициент в пределах 0,4<=α<=3, выбираемый в зависимости от объемной структуры вещества и условий его окончательной обработки. Достигнута также возможность однородного или неоднородного пространственного распределения компонентов в веществе при соотношении объемов v1 коллалитина, v2 - его производных, v3 наполнителей и v4 вспомогательных компонентов в пределах 1≅(v1+v3+v4) / v1≅10⁵, 1≅(v1+v2+v3+v4) / v1≅10⁵.

В качестве кратких сведений, раскрывающих сущность изобретения, следует также дополнительно отметить, что достигаемый технический результат обеспечивают с помощью предложенного сырья для получения биологически активного вещества, содержащего биологические объекты морского происхождения или их выделенные части с биологически активными компонентами преимущественно в виде коллалитина. Отличительные особенности сырья заключаются в том, что весовое содержание с6 биологически активных компонентов в сырье выбрано в пределах 0,01<=δc6<=10,9 вес.%, где δ - экспериментальный коэффициент в пределах 0,2<=δ<=1,1 в зависимости от количества с7 воды и содержания с8 трудноотделяемых механических и других примесей, взаимосвязанных соотношением 1<=(δc6+c7+c8)/δc6<=40.(v5+v6) / v6≅10⁵. Последующее отделение биологически активных компонентов ведут последовательной фильтрацией жидкой фазы через n1 в пределах 1≅n1≅50 фильтров, достигая соответственно соотношения максимальных размеров d1, d2, d3, ..., d50 отфильтрованных конгломератов биологически активных компонентов после прохождения последовательности фильтров в пределах 1≅(d1+d2+d3 +. . . + d50) / d1≅50, удаляя при этом ненужные компоненты (в частности, обезжиривание) в процессе фильтрации до содержания их в отфильтрованных конгломератах в объеме v7 в пределах 1<=(βv7+v5)/v5<=2,5, где β - экспериментальный коэффициент в пределах 0,8<=β<=1,3 в зависимости от конструктивных и физико-химических особенностей фильтруемых конгломератов.

Особенностью предложенного способа может быть также то, что фильтрацию проводят при соотношении минимальных z1 и максимальных z2 значений пропускной способности фильтров в пределах 1<=(γz1+z2)/z2<=2,8, где γ - экспериментальный коэффициент в пределах 0,7<=γ<=1,8 в зависимости от конструктивных особенностей используемых фильтров.

При изложении сведений, подтверждающих возможность осуществления изобретения, целесообразно более детально описать предложенное биологически активное вещество, сырье и способ для его получения. При описании нецелесообразно детально останавливаться на известных из опубликованных данных особенностях веществ, в частности, описывать известные натуральные и/или синтезированные активные составляющие на основе биоактивных компонентов, их наполнители и/или вспомогательные, и/или случайные, и/или непроизвольные компоненты. Детально целесообразно остановиться только на отличительных существенных особенностях предложенного биологически активного вещества, заключающихся в том, что в качестве биоактивных компонентов использованы коллалитин и/или его составляющие, весовое содержание соответственно с1 и с2 которых выбрано в пределах 1,001≅(с1+с3) / с1≅10⁵, 1,01≅(c1+c2+c3) / (c1+c2)≅10⁵. При этом с3 весовое содержание в веществе наполнителей и/или вспомогательных, и/или случайных, и/или непроизвольных компонентов, гомогенизировано, например, по его плотности, до значения, определяемого соотношением весового содержания с4 негомогенизированного остатка к весовому содержанию с5 полностью гомогенизированных компонентов в пределах 1≅(с4+с5) / с5≅10⁵ и обеспечено соотношение минимальных t1 и максимальных t2 значений твердости, распределенных по всей поверхности вещества в пределах 1<=(т1+αт2)/т2<=4, где α - экспериментальный коэффициент в пределах 0,4<=α<=3, выбираемый в зависимости от объемной структуры вещества и условий его окончательной обработки. Указанные параметры в заявленных пределах характеризуют весь необходимый диапазон конструктивных особенностей, определяющих возможность практического применения вещества, в частности, в твердом или пастообразном состоянии. Достигнута также возможность однородного или неоднородного пространственного распределения компонентов в веществе при соотношении объемов v1 коллалитина, v2 - его производных, v3 наполнителей и v4 вспомогательных компонентов в пределах 1≅(v1+v3+v4) / v1≅10⁵, 1≅(v1+v2+v3+v4) / v1≅10⁵. Гомогенизация вещества в заявленных пределах также характеризует степень его объемной однородности, что важно в ряде практических случаев для повышения усваиваемости вещества организмом.

При описании нецелесообразно детально останавливаться на известных из опубликованных данных особенностях сырья, в частности, описывать известные биологические объекты морского происхождения или их выделенные части с биологически активными компонентами преимущественно в виде коллалитина. Детально целесообразно остановиться только на отличительных существенных особенностях предложенного сырья для биологически активного вещества, заключающихся в том, что весовое содержание с6 биологически активных компонентов в сырье выбрано в пределах 0,01<=δc6<=10,9 вес.% где δ - экспериментальный коэффициент в пределах 0,2<=δ<=1,1, зависимости от количества с7 воды и содержания с8 трудноотделяемых механических и других примесей, взаимосвязанных соотношением 1<=(δc6+c7+c8)/δc6<=40.(v5+v6) / v6≅10⁵. Последующее отделение биологически активных компонентов ведут последовательной фильтрацией жидкой фазы через n1 в пределах 1≅n1≅50 фильтров, достигая соответственно соотношения максимальных размеров d1, d2, d3, . . . ,d50 отфильтрованных конгломератов биологически активных компонентов после прохождения последовательности фильтров в пределах 1≅(d1+d2+d3 +. . . + d50) / d1≅50, удаляя при этом ненужные компоненты (в частности, обезжиривание) в процессе фильтрации до содержания их в отфильтрованных конгломератах в объеме v7 в пределах 1<=(βv7+v5)/v5<=2,5, где β - экспериментальный коэффициент в пределах 0,8<=β<=1,3 в зависимости от конструктивных и физико-химических особенностей фильтруемых конгломератов.

Особенностью предложенного способа может быть также то, что фильтрацию проводят при соотношении минимальных z1 и максимальных z2 значений пропускной способности фильтров в пределах 1<=(γz1+z2)/z2<=2,8, где γ - экспериментальный коэффициент в пределах 0,7<=γ<=1,8 в зависимости от конструктивных особенностей используемых фильтров.

Одним из вариантов практического осуществления операций предложенного способа является перевод коллалитина на первом этапе в раствор и отделение его на 0,45 мкн мембранах от нерастворимой эмульсии, в частности, липидов, которые при данных условиях агрегируют и через мембраны не проходят, удаляясь таким образом из раствора. На следующем этапе при использовании ультрафильтрационных мембран с размером пор, например, 10 кДа фермент, содержащий коллалитин, приобретает свойства твердого вещества, не проходящего через мембраны, и очищается от более низкомолекулярных солей, воды, пигментов и др., которые в виде раствора уходят через мембраны с этими порами.

В качестве примера реализации изобретения можно описать следующую последовательность операций. 100 - 150 кг замороженного гепатопанкреаса камчатского краба Paralithodes camtschatica заполняют 200-300 л 8-15% раствором поваренной соли, выдерживают для разморозки и экстракции фермента 12-20 час при периодическом перемешивании, поддерживая температуру смеси 15-25^oC. Нерастворимые частицы из полученного состава отделяют последовательной фильтрацией через фильтры (стреннеры) с размером пор 8-12 мм, 0,3-0,6 мм и 0,05-0,15 мм. Полученный продукт перекачивают в реакционный бак системы, например, Ceraflo (Millipore) и пропускают через микрофильтрующие мембраны с номинальным размером пор в пределах 0,4-0,5 мкм для удаления нужных компонентов, преимущественно в виде эмульгированного жира, клеточных обломков и микроорганизмов. После микрофильтрации продукт направляют для ультрафильтрации в реакционный бак системы, например, Prostak (Millipore) через мембраны с лимитом пропускания 800-1500 Да. После получения 12-25 л концентрата его разливают в лотки из невзаимодействующего с ним материала и высушивают лиофильно в пределах 50-60 ч. В результате получают 600-1500 г порошка ферментного препарата коллалитин.

Полученное биологически активное вещество представляет собой порошок желтовато-серого цвета, легко растворимый в воде или буферном растворе с легким специфическим запахом. Удельная коллагенолитическая активность препарата составляет 500-3000 ед Мандл/мг (субстрат адоказеин, ¹⁴ -С- коллаген 1 типа). Содержание белка в препарате в пределах 95-98%, он не содержит ионов тяжелых металлов, примесей, вредных и токсичных веществ. Коллагеназа представлена в препарате тремя изоферментами с молекулярной массой в пределах от 18 до 27 кДа. Препарат стабилен при температуре до 60^oC и в области pH 5,0 - 9,0. Оптимум коллагенолитической активности при pH 7,9 и температуре 37^oC. Коллалитин не обладает токсичным или аллергизирующим действием, не вызывает патологических изменений ультраструктуры кожи.

Эти уточненные и конкретизированные параметры в вышеописанных примерах, а также диапазоны выбора их значений, охватывают все важнейшие случаи практического использования заявленного вещества.

Достигаемый технический результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения. Это, в частности, обусловливается большими возможностями выбора оптимальных вариантов существенных признаков в заявленных достаточно широких пределах. Указанные в ней отличия дают основание сделать вывод о новизне данного технического решения, а совокупность испрашиваемых притязаний в связи с их неочевидностью - о его изобретательском уровне, что доказывается также вышеприведенным детальным описанием предлагаемого изобретения. Соответствие критерию "промышленная применимость" заявленных объектов доказывается как широким получением и использованием различных биоактивных веществ в промышленных масштабах, так и отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых признаков. Нижние и верхние значения заявленных пределов были получены на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, анализа и обобщения их и известных из опубликованных источников данных, исходя из условия достижения указанного технического результата и с использованием фактора изобретательской интуиции.

Из вышеизложенного также следует, что все предложенные технические решения взаимосвязаны единым изобретательским замыслом, охарактеризованным формулой изобретения, и что в заявке соблюден принцип единства изобретения, так как, в частности, заявленные объекты имеют одно и тоже назначение, служат одной цели и обеспечивают достижение одного и того же технического результата. При этом концепция правовой охраны предложенных объектов основана во многом на том, что неразрывность и взаимосвязанность их существенных признаков, а также допускаемая вариантность осуществления отдельных существенных признаков или их совокупностей предопределяют нетрадиционный характер формулировок некоторых признаков, например, отражения особенностей вещества не характеристикой входящих в него компонентов, а с помощью функциональных или конструктивных параметров, однозначно характеризующих материал, подходящий для практической реализации заявленного технического решения.

Кроме указанного выше технического результата, практическое осуществление заявленных объектов позволяет существенно расширить возможности их использования применительно, например, к различным требованиям и вкусам потребителей, повысить безопасность использования и существенно усилить потребительский, например, лечебный и/или оздоровительный эффект. Препарат обладает сильным регенерирующим действием на животные ткани, усиливает рост клеток специфических для данной ткани, с одновременным рассасыванием соединительно-тканных волокон, в связи с чем при ожогах послераневая поверхность кожи не образует рубцов. Препарат заживляет гнойные раны, отторгая и переваривая отмершие ткани, оказывает лечебный эффект при гнойничковых заболеваниях кожи. Уникальное сочетание коллагенолитической и общепротеолитической, эластазной, ДНКазной и липолитической активности, а также стабильность коллалитина при высокой температуре позволяет использовать препарат в процессах, требующих высоких скоростей гидролиза соединительной ткани.

Использованные источники 1. Патент РФ N 2079306, МПК A 61 K 33/42, 1992 г.

2. Патент РФ N 2012340, МПК A 61 K 35/02, 1991 г.

3. Патент РФ N 2034566, МПК A 61 K 38/21, 1992 г.

4. Патент РФ N 2039819, МПК C 12 N 9/64, 1995 г.

5. Патент РФ N 2034028, МПК C 12 N 9/64, 1995 г.

6. Заявка EP N 0402321, МПК C 12 N 9/64, 1995 г.

7. Патент РФ N 2096456, МПК C 12 N 9/64, 1996 г.- прототип.

Формула изобретения

1. Биологически активное вещество, содержащее натуральные и/или синтезированные активные составляющие на основе биоактивных компонентов, наполнители, вспомогательные и случайные или непроизвольные компоненты, отличающееся тем, что в качестве биоактивных компонентов использованы коллалитин и/или его составляющие, весовое содержание соответственно с1 и с2 которых выбрано в пределах 1,001 < = (с1 + с3)/с1 < = 10⁵, 1,01 < = (с1 + с2 + с3)/(с1 + с2) < = 10⁵, где с3 - весовое содержание в веществе наполнителей, и/или вспомогательных, и/или случайных, и/или непроизвольных компонентов, гомогенизированное, например, по его плотности, до значения, определяемого соотношением весового содержания с4 негомогенизированного остатка к весовому содержанию с5 полностью гомогенизированных компонентов в пределах 1 < = (с4 + с5)/с5 < = 10⁵, и обеспечивающие соотношение минимальных т1 и максимальных т2 значений твердости, распределенных по всей поверхности вещества в пределах 1 <= (т1+αт2)/т2 <= 4, где α - экспериментальный коэффициент в пределах 0,4 <= α <= 3, выбираемый в зависимости от объемной структуры вещества и условий его окончательной обработки, с возможностью однородного или неоднородного пространственного распределения компонентов в веществе при соотношении объемов v1 коллалитина, v2 его производных, v3 наполнителей и v4 вспомогательных компонентов в пределах 1 < = (v1 + v3 + v4)/v1 < = 10⁵, 1 < = (v1 + v2 + v3 + v4)/v1 < = 10⁵.

2. Сырье для получения биологически активного вещества, содержащее биологические объекты морского происхождения или их выделенные части с биологически активными компонентами преимущественно в виде коллалитина, отличающееся тем, что весовое содержание с6 биологически активных компонентов в сырье выбрано в пределах 0,01 <=δc6 <= 10,9 вес.%, где δ - экспериментальный коэффициент в пределах 0,2 <= δ <= 1,1 в зависимости от количества с7 воды и содержания с8 трудноотделяемых механических и других примесей, взаимосвязанных соотношением 1 <= (δc6+c7+c8)/δc6 <= 40. 3. Способ получения биологически активного вещества, включающий выделение препарата с коллагенолитической активностью из биологических объектов и/или их элементов в присутствии вспомогательных добавок, отделение биологически активных компонентов от неиспользуемых, очистку и сушку отделенных компонентов до получения их концентрата, отличающийся тем, что переводят используемые компоненты биологических объектов преимущественно в жидкую фазу объема v5 и отделение биологически активных компонентов осуществляют путем выделения неиспользуемых компонентов в виде объема v6, соотношение которых выбирают в пределах 1,01 < = (v5 + v6)/v6 < = 10⁵, последующее отделение биологически активных компонентов ведут последовательной фильтрацией жидкой фазы через n1 в пределах 1 <= n1 <= 50 фильтров, достигая соответственно соотношения максимальных размеров d1, d2, d3, ..., d50 отфильтрованных конгломератов биологически активных компонентов после прохождения последовательности фильтров в пределах 1 < = (d1 + d2 + d3 + ... + d50)/d1 < = 50, удаляя при этом ненужные компоненты (в частности, обезжиривание) в процессе фильтрации до содержания их в отфильтрованных конгломератах в объеме v7 в пределах 1 <= (βv7+v5)/v5 <= 2,5, где β - экспериментальный коэффициент в пределах 0,8 <= β <= 1,3 в зависимости от конструктивных и физико-химических особенностей фильтруемых конгломератов.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что фильтрацию проводят при соотношении минимальных z1 и максимальных z2 значений пропускной способности фильтров в пределах 1 <= (γz1+z2)/z2 <= 2,8, где γ - экспериментальный коэффициент в пределах 0,7 <= γ <= 1,8 в зависимости от конструктивных особенностей используемых фильтров.