Способ изготовления йодированных молочных сывороточных белков для получения биологически активного вещества

Изобретение относится к области изготовления йодированных молочных сывороточных белков для получения биологически активного вещества и может быть использовано для профилактики йододефицитных состояний человека и животных. Осуществляют процесс йодирования исходного белкового сырья, в качестве которого используют α-лактальбумин, β-лактоглобулин или смесь перечисленных белков, или гидролизаты перечисленных белков, смешиванием с водным раствором неорганического йода при температуре 20-40°C и при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном (2-40):1. Ферментируют смесь сывороточных белков с водным раствором неорганического йода путем введения в нее буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей NaCl и фосфатов Na и K и смеси ферментов на основе лактопероксидазы, содержащей от 16 до 24 мас. %, пероксидазы хрена и от 14 до 21 мас. % каталазы. Буферная смесь содержит 14-18 мас. % фосфата натрия и 22-28 мас. % ортофосфата калия при стабильности рН=6-8 реакционной смесью ферментов, иммобилизованных на полупроницаемых мембранах или на инертных носителях. Процесс ферментации проводят при непрерывном контроле содержания йода в растворе. Водный раствор йодированных белков очищают от макропримесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макрофильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 300 до 800 Да при рН 6,0-8,0. Полученный раствор йодированных белков подвергают стерилизующей микрофильтрации, затем сублимационной или распылительной сушке с получением готового порошкового продукта с содержанием детерминированного ковалентно связанного йода в количестве 0,5-4% в форме содержащейся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве 55-75 мас. %, 24,0-43,5 мас. % дийодтирозинов и с 1,0-1,5 мас. % трийодтирозинов. Изобретение обеспечивает получение готового порошкового продукта с заданным содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода с оптимальным и заданным содержанием в нем йодированных аминокислот – монойодтирозинов, дийодтирозинов и трийодтирозинов, получение промышленных объемов йодированных молочных сывороточных белков. 6 пр.

 

Способ изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества, и может быть использовано для профилактики и лечения йододефицитных состояний человека и животных, в частности при производстве продуктов питания, биологически активных добавок к пище, энтерального и парэнтерального питания, лекарственных средств, ветеринарных препаратов и кормов.

Известен способ получения биологически активной добавки к пище, включающий осуществление процесса йодирования исходного белкового сырья его смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном (2-40):1, выполнение процесса ферментации исходной смеси сывороточных белков с водным раствором неорганического йода введением в нее буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей NaCl и фосфатов Na и K реакционной смесью ферментов, иммобилизованных на полупроницаемых мембранах или на инертных носителях, при этом процесс ферментации проводят при непрерывном контроле содержания йода в растворе, водный раствор йодированных белков очищают от макро примесей и микропримесей, в том числе и от

неорганического йода, с использованием макро фильтрации, микрофильтрации и ультрафильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке, полученный раствор йодированных белков подвергают стерилизующей микрофильтрации, затем сублимационной сушке с получением готового порошкового продукта. (см. патент РФ №2212155, МПК A23L 1 /30, 20.09.2003).

Однако, известный способ при своем использовании имеет следующие недостатки:

- не обеспечивает получение йодированных белков с содержанием и соотношением в них аминокислот - монойодтирозинов, дийодтирозинов и трийодтирозинов,

- не обеспечивает получение готового порошкового продукта с высоким содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода,

- не позволяет обеспечить получение готового порошкового продукта с необходимыми характеристиками распределения и аккумуляции органического йода в организме человека и животных,

- не позволяет обеспечить получение готового порошкового продукта с необходимыми характеристиками распределения и аккумуляции органического йода при участии дейодиназ в печени и в тканях и органах,

- не обеспечивает получение в достаточном количестве промышленных объемов йодированных молочных сывороточных белков,

- не может обеспечить получение йодированных молочных сывороточных белков с гипоаллергенными свойствами.

Задачей изобретения является создание способа изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества.

Техническим результатом является обеспечение получения готового порошкового продукта с заданным содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода с оптимальным и заданным содержанием в нем йодированных аминокислот - монойодтирозинов, дийодтирозинов и трийодтирозинов. Кроме того, техническим результатом является получение промышленных объемов йодированных молочных сывороточных белков.

Технический результат достигается тем, что предложен способ изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества, включающий осуществление процесса йодирования исходного белкового сырья его смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном (2-40):1, выполнение процесса ферментации исходной смеси сывороточных белков с водным раствором неорганического йода введением в нее буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей NaCl и фосфатов Na и K реакционной смесью ферментов, иммобилизованных на полупроницаемых мембранах или на инертных носителях, при этом процесс ферментации проводят при непрерывном контроле содержания йода в растворе, водный раствор йодированных белков очищают от макропримесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макрофильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке, полученный раствор йодированных белков подвергают стерилизующей микрофильтрации, затем сублимационной сушке с получением готового порошкового продукта, при этом в качестве исходных белкового сырья при выполнении процесса йодирования используют α-лактальбумин, β-лактоглобулин, или смесь перечисленных белков или гидролизаты перечисленных белков, при этом процесс йодирования исходных сывороточных белков при их смешивании с водным раствором неорганического йода осуществляют при температуре 20°C-40°C введением в нее буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 14-18 масс. % фосфата натрия и 22-28 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=6-8 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, в качестве которой используют смесь на основе лактопероксидазы, содержащей от 16 до 24 масс. % пероксидазы хрена и от 14 до 21 масс. % каталазы, диафильтрацию водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке осуществляют в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 300 до 800 Да при рН 6,0-8,0, а после выполнения диафильтации, стерилизующей

микрофильтрации и затем сублимационной или распылительной сушки получают готовый порошковый продукт с содержанием детерминированного ковалентно связанного йода в количестве 0,5-4% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве 55-75 масс. %, 24,0-43,5 масс. % дийодтирозинов и с 1,0-1,5 масс. % трийодтирозинов.

Способ осуществляется следующим образом. Выполняют процесс йодирования исходного белкового сырья его смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном (2-40):1. В качестве исходного белкового сырья при выполнении процесса йодирования используют α-лактальбумин, β-лактоглобулин, или смесь перечисленных белков или гидролизаты перечисленных белков.

Выполнение процесса йодирования исходных сывороточных белков при их смешивании с водным раствором неорганического йода осуществляют при температуре 20°C-40°C введением в нее буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 14-18 масс. % фосфата натрия и 22-28 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=6-8 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, в том числе иммобилизованных на полупроницаемых мембранах или на инертных носителях. Причем в качестве исходного раствора реакционной смеси ферментов используют смесь на основе лактопероксидазы, содержащей от 16 до 24 масс. % пероксидазы хрена и от 14 до 21 масс. % каталазы, а процесс ферментации проводят при непрерывном контроле содержания йода в растворе.

Водный раствор йодированных белков очищают от макро примесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макро фильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 300 до 800 Да при рН 6,0-8,0.

Полученный раствор йодированных белков подвергают стерилизующей микрофильтрации, затем сублимационной или распылительной сушке с получением готового порошкового продукта с содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода в количестве 0,5-4% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве 55-75 масс., % с 24,0-43,5 масс. % дийодтирозинов и с 1,0-1,5 масс. % трийодтирозинов.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный способ изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества, отличительными являются:

- использование в качестве исходных белкового сырья при выполнении процесса йодирования α-лактальбумина, β-лактоглобулина, или смесь перечисленных белков или гидролизатов перечисленных белков,

- осуществление процесса йодирования исходных сывороточных белков при их смешивании с водным раствором неорганического йода при температуре 20°C-40°C введением в нее буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 14-18 масс. % фосфата натрия и 22-28 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=6-8 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, в качестве которой используют смесь на основе лактопероксидазы, содержащей от 16 до 24 масс. % пероксидазы хрена и от 14 до 21 масс. % каталазы,

- осуществление диафильтрации водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 300 до 800 Да при рН 6,0-8,0,

- получение после выполнения диафильтрации, стерилизующей микрофильтрации и затем сублимационной или распылительной сушки готового порошкового продукта с содержанием детерминированного ковалентно связанного йода в количестве 0,5-4% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве

55-75 масс. % с 24,0-43,5 масс. % дийодтирозинов и с 1,0-1,5 масс. % трийодтирозинов.

Экспериментальные исследования предложенного способа изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества показали его высокую эффективность. Способ изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества обеспечил получение готового порошкового продукта с заданным содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода с оптимальным и заданным содержанием в нем йодированных аминокислот - монойодтирозинов, дийодтирозинов и трийодтирозинов. Кроме того, с использованием предложенного способа достигнуто получение заданных и достаточных промышленных объемов йодированных молочных сывороточных белков.

Реализация предложенного способа изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества иллюстрируется следующими практическими примерами.

Пример 1. Выполнили процесс йодирования исходного белка в виде α-лактальбумина его смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном 2:1.

Выполнили процесс йодирования исходного сывороточного белка α-лактальбумина при его смешивании с водным раствором неорганического йода при температуре 30°C введением буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 18 масс. % фосфата натрия и 22 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=6 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, иммобилизованных на полупроницаемых мембранах. Причем в качестве исходного раствора реакционной смеси ферментов использовали смесь на основе лактопероксидазы, содержащей 16 масс. % пероксидазы хрена и 21 масс. % каталазы, а процесс ферментации проводили при непрерывном контроле содержания йода в растворе.

Водный раствор йодированных белков очистили от макро примесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макро фильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 500 Да при рН 8,0.

Полученный раствор йодированных белков подвергли стерилизующей микрофильтрации, затем сублимационной сушке с получением готового порошкового продукта с содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода в количестве 2,5% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве 75 масс. % с 24,0 масс. % дийодтирозинов и с 1,0 масс. % трийодтирозинов.

Пример 2. Выполнили процесс йодирования исходного белка в виде β-лактоглобулина его смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном 10:1.

Выполнили процесса йодирования исходного сывороточного белка β-лактоглобулина при его смешивании с водным раствором неорганического йода при температуре 20°C введением буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 14 масс. % фосфата натрия и 28 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=7 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, иммобилизованных на инертных носителях. Причем в качестве исходного раствора реакционной смеси ферментов использовали смесь на основе лактопероксидазы, содержащей 18 масс. % пероксидазы хрена и 19 масс. % каталазы, а процесс ферментации проводили при непрерывном контроле содержания йода в растворе.

Водный раствор йодированных белков очистили от макро примесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макро фильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном

проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 300 Да при рН 7,0.

Полученный раствор йодированных белков подвергли стерилизующей микрофильтрации, затем распылительной сушке с получением готового порошкового продукта с содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода в количестве 1,7% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве 55 масс. % с 43,5 масс. % дийодтирозинов и с 1,5 масс. % трийодтирозинов.

Пример 3. Выполнили процесс йодирования исходного белка в виде смеси α-лактальбумина и β-лактоглобулина, ее смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном 30:1.

Выполнили процесса йодирования исходного сывороточного белка в виде смеси α-лактальбумина, β-лактальбумина, при ее смешивании с водным раствором неорганического йода при температуре 35°C введением буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 18 масс. % фосфата натрия и 24 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=6 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, иммобилизованных на инертных носителях. Причем в качестве исходного раствора реакционной смеси ферментов использовали смесь на основе лактопероксидазы, содержащей 19 масс. % пероксидазы хрена и 16 масс. % каталазы, а процесс ферментации проводили при непрерывном контроле содержания йода в растворе.

Водный раствор йодированных белков очистили от макро примесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макро фильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 700 Да при рН 6,0.

Полученный раствор йодированных белков подвергли стерилизующей микрофильтрации, затем сублимационной сушке с получением готового порошкового

продукта с содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода в количестве 2,0% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве 68 масс. % с 31,0 масс. % дийодтирозинов и с 1,0 масс. % трийодтирозинов.

Пример 4. Выполнили процесс йодирования исходного белка в виде гидролизата α-лактальбумина его смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном 25:1.

Выполнили процесса йодирования исходного сывороточного белка в виде гидролизата α-лактальбумина при его смешивании с водным раствором неорганического йода при температуре 20°C введением буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 15 масс. % фосфата натрия и 27 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=7 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, иммобилизованных на полупроницаемых мембранах. Причем в качестве исходного раствора реакционной смеси ферментов использовали смесь на основе лактопероксидазы, содержащей 17 масс. % пероксидазы хрена и 20 масс. % каталазы, а процесс ферментации проводили при непрерывном контроле содержания йода в растворе.

Водный раствор йодированных белков очистили от макро примесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макро фильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 300 Да при рН 7,0.

Полученный раствор йодированных белков подвергли стерилизующей микрофильтрации, затем распылительной сушке с получением готового порошкового продукта с содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода в количестве 4,0% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот на основе монойодтирозинов в количестве

70 масс. % с 29,0 масс. % дийодтирозинов и с 1,0 масс. % трийодтирозинов.

Пример 5. Выполнили процесс йодирования исходного белка в виде гидролизата β-лактоглобулина его смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном 40:1.

Выполнили процесса йодирования исходного сывороточного белка в виде гидролизата β-лактоглобулина при его смешивании с водным раствором неорганического йода при температуре 40°C введением буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 14 масс. % фосфата натрия и 25 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=8 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, иммобилизованных на инертных носителях. Причем в качестве исходного раствора реакционной смеси ферментов использовали смесь на основе лактопероксидазы, содержащей 20 масс. % пероксидазы хрена и 21 масс. % каталазы, а процесс ферментации проводили при непрерывном контроле содержания йода в растворе.

Водный раствор йодированных белков очистили от макро примесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макро фильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 800 Да при рН 8,0.

Полученный раствор йодированных белков подвергли стерилизующей микрофильтрации, затем сублимационной сушке с получением готового порошкового продукта с содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода в количестве 3,1% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве 65 масс. % с 33,5 масс. % дийодтирозинов и с 1,5 масс. % трийодтирозинов.

Пример 6. Выполнили процесс йодирования исходного белка в виде смеси α-лактальбумина и β-лактоглобулина, ее смешиванием с водным раствором

неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном 40:1.

Выполнили процесса йодирования исходного сывороточного белка в виде смеси α-лактальбумина, β-лактальбумина, при ее смешивании с водным раствором неорганического йода при температуре 40°C введением буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 16 масс. % фосфата натрия и 27 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=7 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, иммобилизованных на полупроницаемых мембранах. Причем в качестве исходного раствора реакционной смеси ферментов использовали смесь на основе лактопероксидазы, содержащей 24 масс. % пероксидазы хрена и 14 масс. % каталазы, а процесс ферментации проводили при непрерывном контроле содержания йода в растворе.

Водный раствор йодированных белков очистили от макро примесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макро фильтрации, микрофильтрации и ультрафильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 400 Да при рН 8,0.

Полученный раствор йодированных белков подвергли стерилизующей микрофильтрации, затем распылительной сушке с получением готового порошкового продукта с содержанием детерминированного количества ковалентно связанного йода в количестве 0,5% в форме содержащихся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот на основе монойодтирозинов в количестве 70 масс. % с 28,5 масс. % дийодтирозинов и с 1,5 масс. % трийодтирозинов.

Способ изготовления йодированных молочных сывороточных белков для биологически активного вещества, включающий осуществление процесса йодирования исходного белкового сырья его смешиванием с водным раствором неорганического йода при соотношении раствора неорганического йода к общему белку, выбранном (2-40):1, выполнение процесса ферментации исходной смеси сывороточных белков с водным раствором неорганического йода введением в нее буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей NaCl и фосфатов Na и K реакционной смесью ферментов, иммобилизованных на полупроницаемых мембранах или на инертных носителях, при этом процесс ферментации проводят при непрерывном контроле содержания йода в растворе, водный раствор йодированных белков очищают от макропримесей и микропримесей, в том числе и от неорганического йода, с использованием макрофильтрации, микрофильтрации с последующей диафильтрацией водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке, полученный раствор йодированных белков подвергают стерилизующей микрофильтрации, затем сублимационной сушке с получением готового порошкового продукта, отличающийся тем, что в качестве исходных белкового сырья при выполнении процесса йодирования используют α-лактальбумин, β-лактоглобулин или смесь перечисленных белков, или гидролизаты перечисленных белков, при этом процесс йодирования исходных сывороточных белков при их смешивании с водным раствором неорганического йода осуществляют при температуре 20°C-40°C введением в нее буферной смеси реагентов - комплекса минеральных солей на основе NaCl, содержащей 14-18 масс. % фосфата натрия и 22-28 масс. % ортофосфата калия при стабильности рН=6-8 используемого исходного раствора реакционной смеси ферментов, в качестве которой используют смесь на основе лактопероксидазы, содержащей от 16 до 24 масс. % пероксидазы хрена и от 14 до 21 масс. % каталазы, диафильтрацию водного раствора йодированных белков на ультрафильтрационной установке осуществляют в тангенциальном проточном режиме с использованием мембранных модулей с пределом отсечения от 300 до 800 Да при рН 6,0-8,0, а после выполнения диафильтации, стерилизующей микрофильтрации и затем сублимационной или распылительной сушки получают готовый порошковый продукт с содержанием детерминированного ковалентно связанного йода в количестве 0,5-4% в форме содержащейся в йодированных белках смеси йодированных аминокислот - монойодтирозинов в количестве 55-75 масс. %, 24,0-43,5 масс. % дийодтирозинов и с 1,0-1,5 масс. % трийодтирозинов.