RU2083214C1 - Method of melanin preparing - Google Patents

Abstract

FIELD: biotechnology. SUBSTANCE: invention develops method of melanin purification isolated from keratin. Keratin is hydrolyzed with 2-4 M alkali solutions and after neutralization melanin precipitate is treated with concentrated hydrochloric acid. Impurities were washed off with aromatic hydrocarbons, alcohol and acetone. EFFECT: improved method of preparing.

Description

Изобретение касается очистки меланина. Меланин природный пигмент животного или растительного происхождения является полимерной формой 5,6- индолдиона. Применяется меланин в косметике, при лечении различных форм онкологических заболеваний и как радиопротектор полимеров и живых организмов. The invention relates to the purification of melanin. Melanin, a natural pigment of animal or plant origin, is the polymeric form of 5,6-indole dione. Melanin is used in cosmetics, in the treatment of various forms of cancer and as a radioprotector of polymers and living organisms.

Меланин получают синтетически, так из растительного и животного сырья. Синтезируют меланин из подходящих предшественников. В частности, автоокислением 5,6- дигидроксииндолов, диоксифенилаланина или из тирозина и фенилаланина в присутствии ферментов. Главным недостатком синтетических методов является высокая стоимость исходного сырья. Melanin is obtained synthetically, both from plant and animal raw materials. Synthesize melanin from suitable precursors. In particular, the autooxidation of 5,6-dihydroxyindoles, dioxiphenylalanine or from tyrosine and phenylalanine in the presence of enzymes. The main disadvantage of synthetic methods is the high cost of raw materials.

Известен способ получения меланина из растительного сырья,например, из отжимок винограда, предварительно разрушая клетчатку и отделяя сахара действием ультразвука. Поскольку содержание меланина в отжимках невелико,то эта технология требует переработки больших объемов сырья. Кроме того, процесс проводят в очень узком диапазоне рН, в результате чего технология становится рискованной, а также требует дорогостоящего и сложного оборудования для ультразвуковой обработки. A known method of producing melanin from plant materials, for example, from the extraction of grapes, previously destroying fiber and separating sugar by ultrasound. Since the melanin content in the extracts is small, this technology requires the processing of large volumes of raw materials. In addition, the process is carried out in a very narrow pH range, as a result of which the technology becomes risky and also requires expensive and sophisticated equipment for ultrasonic processing.

Чаще всего меланин получают из кератина. Для расщепления кератина и освобождения меланина используют кислотный или основной гидролиз. Кислотный гидролиз обычно проводят в стеклянной посуде, так как ионы тяжелых металлов загрязняют меланин, а при малом насыпном весе сырья требуется многократное количество кислоты, что значительно удорожает стоимость меланина. Most often, melanin is obtained from keratin. Acid or basic hydrolysis is used to break down keratin and release melanin. Acid hydrolysis is usually carried out in glassware, since heavy metal ions contaminate melanin, and with a small bulk weight of the raw material, a multiple amount of acid is required, which greatly increases the cost of melanin.

Другой метод расщепления белка и освобождения меланина заключается в варке кератина в присутствии ферментов. Однако ферментативная обработка кератина трудновыполнима в промышленном масштабе из-за дефицитности ферментов. Себестоимость меланина в этом случае также высока из-за специфичности оборудования и среды при работе ферментеров. Another method to break down protein and release melanin is to cook keratin in the presence of enzymes. However, the enzymatic treatment of keratin is difficult on an industrial scale due to deficiency of enzymes. The cost of melanin in this case is also high due to the specificity of the equipment and the environment during the work of fermenters.

Наиболее низким методом является получение меланина кипячением человеческих волос в 5 М щелочи в течении 12 ч с последующей обработкой кислотой и отделением осажденного меланина. The lowest method is to obtain melanin by boiling human hair in 5 M alkali for 12 hours, followed by acid treatment and separation of precipitated melanin.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что выделенный меланин содержит еще достаточное количество пептидов и серы. The disadvantages of this method include the fact that the isolated melanin still contains a sufficient amount of peptides and sulfur.

Предлагаемый метод позволяет устранить эти недостатки и получить меланин по своим качествам сравнимый с синтетическим. The proposed method allows to eliminate these shortcomings and to obtain melanin in its qualities comparable to synthetic.

В качестве сырья используется человеческий или конский волос или шерсть. Для расщепления кератина применяют щелочной раствор, который по окончании реакции нейтрализуют. Меланиновый сырец дополнительно обрабатывают концентрированной соляной кислотой для удаления остаточного протеина, а образовавшуюся серу экстрагируют ксилолом или толуолом с последующей отмывкой меланина спиртом и ацетона для удаления растворимых примесей. As raw materials, human or horse hair or wool is used. To break down keratin, an alkaline solution is used, which is neutralized at the end of the reaction. The melanin raw is additionally treated with concentrated hydrochloric acid to remove residual protein, and the resulting sulfur is extracted with xylene or toluene, followed by washing the melanin with alcohol and acetone to remove soluble impurities.

Пример 1. 100г человеческих волос растворяют в 500 мл 2 М раствора щелочи и кипятят 12 ч. Реакционную смесь нейтрализуют, осадок отделяют и нагревают в течении 2 ч с концентрированной соляной кислотой, фильтруют, промывают водой до нейтральной рН, сушат. Сырой сырец экстрагируют ксилолом до исчезновения следов серы промывают спиртом, ацетоном, сушат, вес 3 г, содержание основного вещества 53%
Пример 2. 100 г конского волоса растворяют в 500 мл 4 М раствора щелочи и кипятят 18 ч. Смесь нейтрализуют, отделяют осадок и кипятят с концентрированной HCI 12 ч в присутствии бисульфида натрия. Осадок отделяют, промывают, экстрагируют толуолом, промывают спиртом, ацетоном. После сушки получают 2,5 г черного порошка, содержащего 74% меланина.Example 1. 100 g of human hair is dissolved in 500 ml of a 2 M alkali solution and boiled for 12 hours. The reaction mixture is neutralized, the precipitate is separated and heated for 2 hours with concentrated hydrochloric acid, filtered, washed with water to a neutral pH, and dried. The crude is extracted with xylene until the trace of sulfur disappears, washed with alcohol, acetone, dried, weight 3 g, content of the main substance 53%
Example 2. 100 g of horse hair is dissolved in 500 ml of a 4 M alkali solution and boiled for 18 hours. The mixture is neutralized, the precipitate is separated and boiled with concentrated HCI for 12 hours in the presence of sodium bisulfide. The precipitate was separated, washed, extracted with toluene, washed with alcohol, acetone. After drying, 2.5 g of black powder containing 74% melanin is obtained.

Пример 3. 100 г шерсти растворяют в 500 мл 4 М щелочи и кипятят 24 ч. Смесь нейтрализуют, осадок отделяют, промывают водой, кипятят с 50 мл концентрированной соляной кислоты 24 ч в присутствии NaHSO₃. Осадок отфильтровывают, промывают водой, экстрагируют ксилолом, промывают спиртом, ацетоном, сушат. Получают 1,5 г черного вещества, содержащего 97% меланина.Example 3. 100 g of wool is dissolved in 500 ml of 4 M alkali and boiled for 24 hours. The mixture is neutralized, the precipitate is separated, washed with water, boiled with 50 ml of concentrated hydrochloric acid for 24 hours in the presence of NaHSO ₃ . The precipitate is filtered off, washed with water, extracted with xylene, washed with alcohol, acetone, and dried. Obtain 1.5 g of a black substance containing 97% melanin.

Claims (1)

Способ получения меланина, заключающийся в обработке человеческого волоса раствором щелочи, кипячении с последующей нейтрализацией и отделении осадка, содержащего целевой продукт, отличающийся тем, что в качестве сырья используют дополнительно конский волос и шерсть, обработку проводят 2 4 М раствором щелочи, кипятят в течение 12 24 ч, нейтрализацию осуществляют соляной кислотой в присутствии восстановителя кипячением в течение 12 24 ч, а после отделения осадок очищают ароматическими углеводородами, спиртом и ацетоном. The method of producing melanin, which consists in treating a human hair with an alkali solution, boiling, followed by neutralization and separating the precipitate containing the target product, characterized in that horse hair and wool are additionally used as a raw material, processing is carried out with a 2 4 M alkali solution, boiled for 12 24 hours, neutralization is carried out with hydrochloric acid in the presence of a reducing agent by boiling for 12 to 24 hours, and after separation, the precipitate is purified by aromatic hydrocarbons, alcohol and acetone.