Технология ферментных препратов. Традиционные методы получения

Курский государственный  медицинский университет

 

 

 

 

 

 

 

КАФЕДРА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ  ТЕХНОЛОГИИ

 

 

Лекция 
 
ТЕХНОЛОГИЯ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПРАТОВ. 
ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ

ЦЕЛЬ ЛЕКЦИИ:

 

изучение традиционной  технологии производства ферментов  и ферментных препаратоов из  животного сырья, их методов стандартизации.

ПЛАН ЛЕКЦИИ

 

 

1. Общая характеристика  ферментов.

2. Получение ферментов  из животного сырья.

3. Производство ферментов  из растительного сырья.

 

 

I. Общая характеристика  ферментов

 

ФЕРМЕНТЫ – биологические катализаторы белковой природы.

 

СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ

• белковая природа;
• высокая молекулярная масса (от 10000 до 1млн);
• высокая каталитическая активность;
• избирательность действия и абсолютная специфичность;
• чувствительность к изменениям рН;
• термолабильность.

По химической природе  различают ферменты:

• простые белки, которые при гидролизе дают только аминокислоты;
• ферменты-протеиды – сложные белки.

СЫРЬЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ  ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРМЕНТОВ

 

• органы и ткани животных;
• растения;
• микроорганизмы.

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ  ФЕРМЕНТОВ

 

• Традиционный – путем экстрагирования животного или растительного сырья;
• Микробиологический синтез – при культивирование микроорганизмов.

 

В гомогенном состоянии (в чистом виде) ферменты получить  очень трудно. Кроме основного  фермента, препарат, как правило, содержит  еще сопутствующие. Поэтому ферментные  препараты называют по основному  преобладающему компоненту.

ФЕРМЕНТНЫЕ  ПРЕПАРАТЫ ИЗ ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ

 

• слизистая оболочка желудка – пепсин, ацидин-пепсин, абомин, сок желудочный натуральный;
• поджелудочная железа – панкреатин, дезоксирибонуклеаза, рибонуклеаза, трипсин, химотрипсин, пантрипин;
• семенники – ронидаза, лидаза.

ФЕРМЕНТНЫЕ  ПРЕПАРАТЫ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

 

• семена чернушки дамасской – 

    липаза, нигедаза;

• зерно ячменя – амилаза;
• плоды дынного дерева –

    папаин, химопапаин;

• плоды и стебли ананаса –

   бромелин;

• побеги и листья инжира –

   фицин;

• семена арбуза – уреаза;
• корень хрена –

    пероксидаза.

ФЕРМЕНТНЫЕ  ПРЕПАРАТЫ  МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО  СИНТЕЗА

 

• Aspergillus terricola – террилитин;
• Aspergillus oryza – ораза;
• Penicillium solitum – солизим;
• β-гемолитический стрептококк С – стрептолиаза.

 

Aspergillus terricola

 

Aspergillus oryza

 

β-гемолитический стрептококк

 

Penicillium solitum

КЛАССИФИКАЦИЯ  ФЕРМЕНТОВ

 

0. По механизму действия:

0. Оксидоредуктазы – катализаторы окислительно восстановительных реакций.

1. Трансферазы – катализаторы реакций переноса функциональных групп.
2. Гидролазы – катализаторы реакций гидролиза.
3. Лиазы – катализаторы реакций присоединения и отщепления функциональных групп по двойным связям.
4. Изомеразы – катализаторы реакций изомеризации.
5. Лигазы (синтеазы) – катализаторы реакций конденсации двух молекул.

КЛАССИФИКАЦИЯ  ФЕРМЕНТОВ

 

II. По специфической активности:

0. Амилолитические – расщепление крахмала и гликогена до декстрина и глюкозы – α и β-амилаза, глюкоамилаза и др.
1. Протеолитические – ускоряют гидролиз пептидных связей в белках и пептидах – трипсин, химотрипсин, террилитин и др.
2. Пектолитические – уменьшают молекулярную массу и снижают вязкость пектиновых веществ – пектинэстеразы, полигалактуроназы.

КЛАССИФИКАЦИЯ  ФЕРМЕНТОВ

 

II. По специфической  активности:

3. Целлюлозолитические – гидролизируют целлюлозу до глюкозы – амилоглюкозидаза.
4. Липолитические – расщепляют жиры – солизим, бромелин.

 

 

II. Получение  ферментов из животного сырья

 

Препараты  ферментов слизистой оболочки  желудка

 

ПЕПСИН

 

Протеолитический фермент.

Сырье – слизистая оболочка желудка свиней, где пепсин образуется в виде профермента пепсиногена, который активируется кислотой хлороводородной и аутокаталитически.

 

Для высокого выхода 

пепсина при 

производстве 

его экстракцию 

сочетают с автолизом.

 

 

                                                                          Пепсиноген                      Пепсин

ПРОИЗВОДСТВО  ПЕПСИНА

 

Измельченную слизистую  оболочку желудка свиней экстрагируют методом бисмацерации водным раствором кислоты хлороводородной при температуре 40°С при постоянном перемешивании.

Водные экстракты объединяют, очищают от верхнего слоя жира, процеживают.

Пепсин из экстракта выделяют высаливанием раствором натрия хлорида. Всплывший на поверхность пепсин собирают, сушат в вакуум-сушильном шкафу при 35-40°С, измельчают в шаровой фарфоровой мельнице и просеивают.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ  ПЕПСИНА

 

 По протеолитической  активности, т.е. по способности переваривать  в стандартных условиях белок куриного яйца до получения опалесцирующего раствора.

 

 

 

 

                                     Выпускается пепсин в

                                     виде порошка в смеси с

                                     сахарной пудрой.

Применяется при  расстройствах пищеварения.

ПРЕПАРАТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ  ПЕПСИН

 

Ацидин-пепсин – таблетированный препарат, содержащий 1 ч. пепсина и 4 ч. бетаина, который легко гидролизуется в желудке до свободной кислоты хлороводородной.

ПРЕПАРАТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ  ПЕПСИН

 

Абомин – таблетированный препарат, содержащий сумму протеолитических ферментов, получаемых из слизистой оболочки желудка телят и ягнят.

ПРЕПАРАТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ  ПЕПСИН

 

Сок желудочный  натуральный – содержит все ферменты желудочного сока, консервирован салициловой кислотой. Получают по методу И.П. Павлова при мнимом кормлении собак или лошадей.

Препараты  ферментов поджелудочной железы

 

ПАНКРЕАТИН

 

Содержит ферменты трипсин, амилазу, липазу.

Сырье – поджелудочная  железа КРС и свиней.

Измельченную железу  экстрагируют водой, подкисленной кислотой уксусной ледяной методом мацерации в прохладных условиях.

Осадок отделяют  центрифугированием или процеживанием  с прессованием.

Экстракт содержит  протеолитические ферменты в  виде проферментов, активирование которых осуществляют в щелочной среде с добавлением кальция хлорида и панкреатина в качестве затравки в течение суток на холоду.

ПАНКРЕАТИН

 

Экстракт подкисляют  до нейтрального значения рН  и в изоэлектрической точке  осаждают ферменты, которые затем  отделяют, обезжиривают ацетоном, высушивают  и измельчают.

Стандартизируют по протеолитической активности – способности переваривать белок казеин в слабощелочной среде.

ПАНКРЕАТИН

 

Выпускают в виде  порошка или таблеток, покрытых  кишечнорастворимой оболочкой.

Применяют при хронических  панкреатитах.

Комплексная  переработка поджелудочной железы  КРС

 

Получают ферменты:

• Дезоксирибонуклеаза (ДНКаза);
• Рибонуклеаза (РНКаза);
• Трипсин;
• Химотрипсин;
• Пантрипин.

 

Технология:

Измельченную поджелудочную  железу КРС подвергают автолизу  путем настаивания с половинным  количеством воды при 12°С в течение 18 ч.

Затем экстрагируют водой, подкисленной кислотой ортофосфорной в реакторе с мешалкой методом бисмацерации на холоду.

Экстракты отделяют  от сырья центрифугированием, объединяют  и многократным высаливанием  различными концентрациями аммония  сульфата получают ДНКазу и РНКазу.

Затем изменяя значение  рН и температуру из экстракта  высаливают один за другим химотрипсиноген и трипсиноген. Каждый раз их фильтрата предварительно удаляя сопутствующие вещества и осуществляя пятикратную перекристаллизацию проферментов.

 

Проферменты  активируют до образования химотрипсина и трипсина в буферных растворах при пониженной температуре с добавлением кристаллика трипсина.

Обессоливают ферменты  диализом, очищают хроматографически, разбавляют водой, подвергают стерильной  фильтрации и сублимационной  сушке.

 

Из экстракта, оставшегося  после получения трипсина получают пантрипин. Для чего экстракт подкисляют, балластные белки высаливают магния сульфатом, коагулируют при нагревании и отфильтровывают.

Пантрипин высаливают  кристаллическим аммония сульфатом, растворяют в воде и диализируют. Раствор подвергают стерильной  фильтрации и сублимационной  сушке.

 

1.ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕАЗА.  2. РИБОНУКЛЕАЗА

 Стандартизируют биологическим методом по количеству  кислоторастворимых веществ, освобождаемых препаратом из ДНК (РНК) в стандартных условиях.

Выпускают в виде  лиофилизированного порошка и  аэрозолей для ингаляций.

Применяют как средство, задерживающее развитие вирусов  и для разжижения гноя.

 

3. ТРИПСИН.                4. ХИМОТРИПСИН

 Стандартизируют биологическим методом по количеству тирозина, высвобождаемого при определенных условиях из гемоглобина.

Выпускают в виде  лиофилизированного порошка во  флаконах.

Применяют наружно, как средство, лизирующее гнойно-некротические  субстраты.

 

4. Пантрипин  – ингибитор протеаз (трипсина, химотрипсина) и гормона инсулина.              

 Стандартизируют биологическим методом по способности понижать активность трипсина.

Выпускают в виде  лиофилизированного порошка во  флаконах.