RU1824159C - Method of protein gel preparing - Google Patents

Abstract

Область использовани  фармацевтическа  промышленность, косметическа  отрасль . Изобретение относитс  к способам получени  гелей, конкретно к получению белковых гелей на основе альбуминов и водорастворимых белков Сущность изобретени  способ получени  белковых гелей включает нагревание водорастворимых белков или их растворов до температуры, близкой к температуре коагул ции белка, и выдерживание их при указанной температуре причем нагревание белка или их растворов ведут в присутствии 0 1-25% (от массы белка) моноэтаноламина, добавл емого до начала нагревани  белка. В качестве водорастворимых белков используют  ичный альбумин и сывороточные альбумины крови и другие водорастворимые белки Предложенный способ позвол ет получать прозрачные гели, устойчивые при действии повышенных температур (75-100 С) 2 з п.ф-лы СГField of use: pharmaceutical industry, cosmetic industry. The invention relates to methods for producing gels, in particular to the production of protein gels based on albumin and water-soluble proteins or their solutions are carried out in the presence of 0 1-25% (by weight of protein) of monoethanolamine added before the heating of the protein. Egg-albumin and serum albumin of blood and other water-soluble proteins are used as water-soluble proteins. The proposed method allows to obtain transparent gels that are stable under the action of elevated temperatures (75-100 C) 2 cp.

Description

Изобретение относитс  к способам получени  белковых гелей, конкретно к получению гелей на основе альбумина и водорастворимых белков, и может найти использование в микробиологической, фармацевтической, медицинской, косметической отрасл х промышленности , в частности может найти использование как основа питательных сред дл  выращивани  микроорганизмовThe invention relates to methods for producing protein gels, specifically to the production of gels based on albumin and water-soluble proteins, and may find use in the microbiological, pharmaceutical, medical, cosmetic industries, in particular, may find use as a basis for culture media for growing microorganisms

Целью изобретени   вл етс  получение прозрачного белкового гел , устойчивого при повышенных температурах (выше температуры коагул ции белка)The aim of the invention is to obtain a transparent protein gel, stable at elevated temperatures (above the coagulation temperature of the protein)

Это достигаетс  тем. что предлагаетс  способ получени  белковых гелей на основе альбуминов, водорастворимых белков и их растворов, включающий нагревание белкрвThis is achieved by that. what is proposed a method of producing protein gels based on albumin, water-soluble proteins and their solutions, including heating protein

или их растворов до температур, близких к температуре коагул ции белка,и выдерживании их при указанной температуре. Отличающийс , согласно за вл емому изобретению, тем, что нагревание ведут в присутствии 0,1- 25% (от массы белка) моноэтаноламина, добавл емого до начала нагревани  белкаor their solutions to temperatures close to the coagulation temperature of the protein and keeping them at the indicated temperature. Characterized in that the heating is carried out in the presence of 0.1-25% (by weight of protein) of monoethanolamine added before the heating of the protein

Другое отличие за вл емого способа заключаетс  в том, что нагревание ведут  ичного альбумина и его водных растворов.Another difference of the claimed method is that egg albumin and its aqueous solutions are heated.

Еще одно отличие предлагаемого способа заключаетс  в том, что нагревание ведут сывороточных альбуминов крови и их водных растворов.Another difference of the proposed method lies in the fact that serum albumin of blood and their aqueous solutions are heated.

Отличительной особенностью за вл емого способа  вл етс  использование моноэтаноламина дл  получени  прозрачных и термостабильных гелей.A distinctive feature of the claimed method is the use of monoethanolamine to obtain transparent and thermostable gels.

аand

N: ЬN: b

С7C7

сwith

Использование моноэтаноламина в предлагаемом способе даже в малых относительно концентраци х эффективно предотвращает коагул цию белка при нагревании, обеспечива  тем самым получение достаточно прочного дл  многих целей, прозрачного и гермостабильного гел . Полученные предложенным способом гели после нагревани  при 100°С в течение длительного времени (3 ч и более) не измен ли своего внешнего вида и свойств.The use of monoethanolamine in the proposed method, even at relatively low concentrations, effectively prevents protein coagulation upon heating, thereby providing a sufficiently strong, transparent, and unstable gel for many purposes. The gels obtained by the proposed method after heating at 100 ° C for a long time (3 hours or more) did not change their appearance and properties.

Моноэтаноламин добавл етс  к белку по предложенному способу перед началом нагревани  белка в количестве 0,1-25% от массы белка. Добавление моноэтанолами- на выше и ниже указанных пределов мало целесообразно.Monoethanolamine is added to the protein according to the proposed method before starting heating the protein in an amount of 0.1-25% by weight of the protein. Adding monoethanolamine above and below the indicated limits is of little practicality.

При низких концет раци х монозганола- мииз (0.1% и ниже) получаютс  тли сильно опалесцмрующие и с невысокой термической стабильностью.At low concentrations of monosganolamides (0.1% and lower), aphids are strongly opalescent and with low thermal stability.

Использование моноэтаноламина с концентрацией выше 25% нецелесообразно из-за малой прочности образующего гел .The use of monoethanolamine with a concentration above 25% is impractical due to the low strength of the forming gel.

Исследование доступной авторам патентной и научно-технической литературы показало, что моноэтаноламин с целью получению белковых гелей в белковых системах ранее не примен лс , что дает основание считать предложенный способ отвечающим критери м новизны и существенных отличий .A study of patent and scientific and technical literature available to the authors showed that monoethanolamine has not previously been used to obtain protein gels in protein systems, which suggests that the proposed method meets the criteria of novelty and significant differences.

Пример 1, Белок  йца отдел етс  от желтка, освобождаетс  от остатков скорлупы и белых п тнышек скоагулировавшего белка и интенсивно перемешиваетс  механической мешалкой, чтобы разрушить структуру белка и получить однородный по структуре, равномерно текущий белокExample 1, an egg protein is separated from the yolk, freed from the remains of the shell and white dots of the coagulated protein and intensively mixed with a mechanical stirrer to destroy the protein structure and obtain a uniform, uniformly flowing protein

К 25 г полученного указанным образом белка добавл ют 0,25 г(1 % от массы раствора ) моноэтаноламина - Н М-СН2-СН2-ОН и тщательно перемешивают. Сосуд, содержащий указанную смесь, устанавливают в термостате при 75°С. Одновременно р дом в термостате устанавливают сосуд с аналогично приготовленным белком, но не содержащим добавки моноэтаноламина. При выдерживании сосудов с белком при указанной температуре белок, не содержащий моноэтаноламина, скоагулировэл за 5 мин с образованием непрозрачного гел  белого цвета. Белок, содержащий моноэтэнола- мин, при указанной температуре через 3 мин потер л текучесть и превратилс  в прозрачный слегка опалесцирующий гель. При дальнейшем выдерживании при указанной температуре в течение 0,5 ч белка опалес- ценци  слабо увеличивалась но белок не0.25 g (1% by weight of solution) of monoethanolamine-H M-CH2-CH2-OH is added to 25 g of the protein thus obtained and mixed thoroughly. A vessel containing the specified mixture is installed in a thermostat at 75 ° C. At the same time, a vessel with a similarly prepared protein, but not containing monoethanolamine additives, is placed next to the thermostat. When the vessels with the protein were kept at the indicated temperature, a protein that did not contain monoethanolamine coagulated within 5 minutes to form an opaque white gel. The protein containing monoethanolamine, at the indicated temperature, lost fluidity after 3 minutes and turned into a transparent, slightly opalescent gel. With further aging at the indicated temperature for 0.5 h, the opalescence slightly increased, but the protein did not

00

55

00

55

00

55

00

55

00

55

коагулировал и не тер л прозрачности. После охлаждени  белка до комнатной температуры у полученного гел  были определены характеристики:coagulated and did not lose transparency. After cooling the protein to room temperature, the characteristics of the obtained gel were determined:

Е - начальный модуль эластичности - 2,7 -105дин /см2;E - initial modulus of elasticity - 2.7 -105 dyn / cm2;

От - прочность при раст жении - 0,45 МН/м2.From - tensile strength - 0.45 MN / m2.

Пример 2. В 25 г белка, приготовленного , как указано в примере 1, раствор ют 1,25 г (5% от массы раствора) моноэтаноламина и полученный раствор выдерживаетс  при 75°С в течение 1 ч. При выдерживании белок тер ет текучесть через 3 мин, превраща сь в прозрачный гель. При дальнейшем выдерживании при указанной температуре в течение 3 ч белок не коагулировал и не тер л прозрачности.Example 2. In 25 g of the protein prepared as described in example 1, 1.25 g (5% by weight of the solution) of monoethanolamine was dissolved and the resulting solution was aged at 75 ° C for 1 hour. Upon aging, the protein lost fluidity through 3 min, turning into a clear gel. Upon further aging at the indicated temperature for 3 hours, the protein did not coagulate and did not lose transparency.

После охлаждени  до комнатной температуры у полученного гел  были определеныAfter cooling to room temperature, the resulting gel was determined

Е 2,4-105 дин/см2; От 0,42 МН/м2.E 2.4-105 dyne / cm2; From 0.42 MN / m2.

Пример 3. Аналогично примеру 2 из 25 г белка и 2,5 г (10% от массы раствора) моноэтаноламина после выдерживани  белка при 75°С в течение 0,5 ч был получен прозрачный гель, имеющий характеристикуExample 3. Analogously to example 2, from 25 g of protein and 2.5 g (10% by weight of solution) of monoethanolamine after keeping the protein at 75 ° C for 0.5 h, a transparent gel was obtained having the characteristic

, Е 2,2-105дин/см2; от 0,38 МН/м2.E 2.2-105din / cm2; from 0.38 MN / m2.

Полученный гель при выдерживании при 100°С в течение 3 ч не коагулировал и не тер л прозрачности.The resulting gel, when kept at 100 ° C for 3 hours, did not coagulate and did not lose transparency.

Пример 4. Аналогично примеру 2 из 25 г белка и 6,25 г (25% от массы раствора) моноэтаноламина после выдерживани  белка при 75°С, в течение 0,5 ч был получен прозрачный гель, имеющий характеристикуExample 4. Analogously to example 2 of 25 g of protein and 6.25 g (25% of the solution weight) of monoethanolamine after keeping the protein at 75 ° C for 0.5 h, a clear gel was obtained having the characteristic

Е 2,0-105 дин/см2; а, 0,35 МН/м2.E 2.0-105 dyne / cm2; a, 0.35 MN / m2.

Полученный гель при выдерживании при 100°С в течение 3 ч не коагулировал и не тер л прозрачности.The resulting gel, when kept at 100 ° C for 3 hours, did not coagulate and did not lose transparency.

Пример 5. К 15,0 г  ичного белка, приготовленного, как указано выше(пример1), приливают 5 мл дистиллированной воды (25% от массы смеси), перемешивают и добавл ют при перемешивании 2,0 г (10% от массы раствора) моноэтаноламина.Example 5. To 15.0 g of egg protein prepared as described above (Example 1), 5 ml of distilled water (25% by weight of the mixture) was poured, stirred and 2.0 g (10% by weight of the solution) was added with stirring. monoethanolamine.

После выдерживани  при 75°С приготовленный раствор белка потер л текучесть через 5 мин и при дальнейшем выдерживании при указанной температуре превратилс  в прозрачный светлоокрашенный гель.After aging at 75 ° C, the prepared protein solution lost fluidity after 5 minutes and, upon further aging at the indicated temperature, turned into a clear, light-colored gel.

Е 1,5-105 дин/см2 От -0.33 МН/м2.E 1.5-105 dyne / cm2 From -0.33 MN / m2.

Полученный гель при выдерживании при 100°С в течение 3 ч не коагулировал и не тер л прозрачности,The resulting gel, when kept at 100 ° C for 3 hours, did not coagulate and did not lose transparency.

Пример 6. К 50,0 г сывороточного бычьего альбумина (содержание альбумина 50%) добавл ют 0,05 г моноэтаноламина, что соответствует 0,1 % концентрации его в растворе альбумина, и тщательно перемешивают . Сосуд с сывороточным альбумином устанавливаетс  в термостате при 75°С. Од- новременно в термостате устанавливаетс  такой же сосуд с 50 г сывороточного альбумина , но не содержащего моноэтаноламина . Через 5 мин после выдерживани  при 75°С альбумин, не содержащий моноэтано- ламина, скоагулировал и помутнел, потер в прозрачность. При выдерживании при 75°С сывороточного альбумина, содержащего 0,1 % моноэтаноламина, через 3 мин по вилась слаба  опалесценци , и белок потер л текучесть, превратившись в гель. При дальнейшем выдерживании гел  из сывороточного белка в течение 1 ч опалесценци  увеличилась, но гель не потер л прозрачности . После охлаждени  до комнатной темпе- ратуры у полученного гел  были определены следующие характеристики Е 2,8-10 дина/см2 , 0т 0.45МН/м2.Example 6 0.05 g of monoethanolamine, corresponding to 0.1% concentration in albumin solution, was added to 50.0 g of serum bovine albumin (50% albumin) and thoroughly mixed. A vessel with serum albumin is set in a thermostat at 75 ° C. At the same time, the same vessel with 50 g of serum albumin but not containing monoethanolamine is installed in the thermostat. 5 minutes after incubation at 75 ° C, albumin containing no monoethanolamine coagulated and became cloudy, and lost its transparency. When serum albumin containing 0.1% monoethanolamine was kept at 75 ° C, weak opalescence appeared after 3 minutes and the protein lost fluidity and turned into a gel. With further aging of the gel from whey protein for 1 hour, the opalescence increased, but the gel did not lose transparency. After cooling to room temperature, the following characteristics were determined on the gel obtained: E 2.8-10 dyne / cm2, 0t 0.45MN / m2.

Пример 7. В 25.0 г сывороточного альбумина (содержание альбумина 50%) раствор ют при перемешивании 0,25 г(1% от массы белка) моноэтаноламина и полученный раствор выдерживают при 75°С в течение 0,5 ч. После выдерживани  при указанной температуре белков в течение 3 мин, белок тер л текучесть, превраща сь в прозрачный гель. При дальнейшем выдерживании белка в указанных услови х в течение часа белок не коагулировал и не тер л прозрачности . После охлаждени  до комнатной температуры полученный прозрачный гель имел характеристикиExample 7. In 25.0 g of serum albumin (albumin content of 50%), 0.25 g (1% by weight of protein) of monoethanolamine was dissolved with stirring, and the resulting solution was kept at 75 ° C for 0.5 h. After standing at this temperature proteins for 3 min; the protein lost fluidity, turning into a transparent gel. Upon further aging of the protein under the indicated conditions for an hour, the protein did not coagulate and did not lose transparency. After cooling to room temperature, the obtained transparent gel had the characteristics

Е 2,4 -105 дин/см2, ъ 0,4-Ю5 МН/м2.E 2.4 -105 dyne / cm2, b 0.4 -105 MN / m2.

Пример 8 Аналогично примеру 7 из 25 г сывороточного альбумина и 1,25 г (5% от массы белка) моноэтаноламина после выдерживани  белка при 75°С в течение 0.5 ч был получен прозрачный гель с характери- стикамиExample 8 Analogously to example 7, from a 25 g of serum albumin and 1.25 g (5% by weight of protein) monoethanolamine, after keeping the protein at 75 ° C for 0.5 h, a transparent gel with the characteristics

Е 2,2E 2.2

105 дин/см2.105 dyne / cm2.

г;т 0.35 МН/м2g; t 0.35 MN / m2

Полученный гель при выдерживании его 55 при 100°С в течение 3 ч не коагулировал и не тер л прозрачностиThe resulting gel, while keeping it 55 at 100 ° С for 3 h, did not coagulate and did not lose transparency

5 10 15 20 25 5 10 15 20 25

30 5 0 30 5 0

55

0 0

5 5

Пример 9. Аналогично примеру 7 из 25 г сывороточного альбумина и 2,5 г (10% от массы белка) моноэтаноламина после выдерживани  белка при 75°С в течение 0.5 ч был получен прозрачный гель с характеристикойExample 9. Analogously to example 7 from 25 g of serum albumin and 2.5 g (10% by weight of protein) of monoethanolamine after keeping the protein at 75 ° C for 0.5 h, a transparent gel was obtained with the characteristic

Е-1,8-105 дин/см2; От 0.3 МН/м2.E-1.8-105 dyne / cm2; From 0.3 MN / m2.

Полученный гель при выдерживании его при 100°С в течение 3 ч не коагулировал и не тер л прозрачности.The resulting gel, while keeping it at 100 ° C for 3 hours, did not coagulate and did not lose transparency.

Технико-экономическа  эффективность Получение прозрачного достаточно прочного и удовлетворительного по механическим свойства , термостабильности белкового гел  открывает возможности использовани  его в различных област х применени , в частности в микробиологической промышленности как основы питательных сред дл  выращивани  микроорганизмов; в фармацевтической промышленности дл  микрокапсюлировани  лекарственных средств; в медицине дл  применени  в качестве желирующих средств при лечении кожных заболеваний, в косметической промышленности как основы косметических желирующих средств.Technical and economic efficiency Obtaining a transparent sufficiently strong and satisfactory in mechanical properties, thermal stability of the protein gel opens up the possibility of using it in various fields of application, in particular in the microbiological industry as the basis of nutrient media for growing microorganisms; in the pharmaceutical industry for microencapsulation of drugs; in medicine for use as gelling agents in the treatment of skin diseases; in the cosmetic industry as the basis for cosmetic gelling agents.

Способ прост при технологическом осуществлении - не требует сложного оборудовани .The method is simple in technological implementation - it does not require sophisticated equipment.

Моноэтаноламин - доступный товарный продукт крупнотоннажного производства .Monoethanolamine is an affordable commercial product for large-scale production.

Наиболее целесообразно применение предложенного способа в фармацевтической и медицинской промышленности при приготовлении микрокапсюлированных и желирующих лекарственных средств.The most appropriate application of the proposed method in the pharmaceutical and medical industries in the preparation of microencapsulated and gelling drugs.

Claims (3)

1.Способ получени  белковых гелей, включающий нагревание водорастворимых белков или их растворов до температуры, близкой к температуре коагул ции белка, с последующей их инкубацией при этой температуре , отличающийс  тем. что,-с целью обеспечени  прозрачности гелей, устойчивости их при действии повышенных температур, к исходному белку или раствору белка предварительно добавл ют моноэта- ноламин в количестве 0,1-25% от массы белка и процесс ведут в его присутствии.1. A method of producing protein gels, comprising heating water-soluble proteins or their solutions to a temperature close to the coagulation temperature of the protein, followed by their incubation at this temperature, characterized in that that, in order to ensure the transparency of the gels, their stability under the influence of elevated temperatures, monoethanolamine in the amount of 0.1-25% by weight of the protein is preliminarily added to the initial protein or protein solution and the process is conducted in its presence. 2.Способ по п. 1.отличающийс  тем. что в качестве водорастворимого белка используют  ичный альбумин.2. The method according to p. 1. that egg albumin is used as the water-soluble protein. 3.Способ по п. 1.отличающийс  тем, что в качестве водорастворимого белка используют сывороточный, альбумин крови.3. The method according to claim 1. characterized in that serum, blood albumin is used as a water-soluble protein.