Ім'я файлу: virobnitstvo_tripsinu_iz_320_kg_pidshlunkovikh_zal.docx
Розширення: docx
Розмір: 103кб.
Дата: 05.08.2021
скачати
Розширення: docx
Розмір: 103кб.
Дата: 05.08.2021
скачати
Форма № Н-6.01
Національний університет біоресурсів і
природокористування України
Український навчально-науковий інститут якості біоресурсів
та безпеки життя
Факультет харчових технологій та управління якістю
продукції АПК
Кафедра технології м’ясних, рибних та морепродуктів
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни «БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ З ТВАРИННИЦЬКОЇ СИРОВИНИ»
на тему: «Проект розрахунку виробництва трипсину із 320 кг підшлункових залоз забійних тварин »
Студентки _6 р.н._ __1__ групи
спеціальності «Технології зберігання, консервування та переробки м’яса»
Дейнеки Іванни Федорівни
(прізвище та ініціали)
Керівник к.т.н., доцент
Штонда Оксана Анатоліївна
(посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали)
Національна шкала ________________
Кількість балів: __________Оцінка: ECTS _____
м. Київ – 2014 рік
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ
Український навчально – науковий інститут якості біоресурсів і безпеки життя
Факультет харчових технологій та управління якістю продукції АПК
Кафедра технології м’ясних, рибних і морепродуктів
Спеціальність 8.091707 Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. Кафедри__________________
_____________________________________________________________________________
“__”_____________2014 р.
ЗАВДАННЯ
на курсовий проект студентові
Дейнеці Іванні Федорівни______________
Тема проекту (роботи): Проект розрахунку виробництва трипсину із 320 кг підшлункових залоз забійних тварин»
затверджена на кафедрі від “___” ___________2014 р.
Термін подання студентом закінченого проекту (роботи)________________________________________________
Вихідні дані до проекту (роботи):
320 кг підшлункових залоз забійних тварин
Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити):
Титульний лист. Завдання на виконання курсового проекту. Зміст. Анотація. Вступ. 1. Технологічна частина. 1.1. Загальні відомості про БАР. 1.2. Властивості ферментів як біокаталізаторів. 1.3 Препарати ферментів. 1.4. Препарат трипсин. 1.5. Технологія виробництва трипсину. 1.6. Показання до застосування препарату. 2. Розрахункова частина. 2.1. Розрахунок сировини. 2.2. Розрахунок обладнання. 2.3. Опис апаратурно-технологічної схеми виробництва трипсину. 3. Висновки. 4. Список використаної літератури.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обовязкових креслень):
Апаратурно-технологічна схема – 1 лист формату А1;
АнотаціяКурсовий проект виконаний відповідно із завданням: «Проект розрахунку виробництва трипсину із 320 кг підшлункових залоз забійних тварин».
Курсовий проект складається з двох частин: пояснювальна записка та графічна частина. Графічна частина відображає апаратурно-технологічну схему виробництва трипсину.
У пункті “Вибір технологічних схем” - наведена технологічна схема промислового виробництва трипсину, а також її обґрунтування.
У пункті “Розрахунок сировини” проводиться розрахунок сировини.
У пункті “Вибір та розрахунок обладнання” проводиться аналіз існуючого обладнання, проводиться розрахунок та підбір обладнання по виготовленню препарату згідно завдання.
Пункт ”Висновки” - містить висновки, щодо роботи по проектованому виробництву.
“Список літератури” - перелік використаних матеріалів та літератури.
Вступ
Медичні препарати, що виготовляють із органів і тканин різних тварин, ще з давніх-давен застосовувалися у лікувальних цілях. Але тільки в ХХ ст..,після великих відкриттів фізіологів, дослідження залоз внутрішньої секреції і розвиток експериментальної медицини взяв початок новий період у виготовленні та застосуванні лікувальної сировини тваринного походження.Не дивлячись на широкий розвиток хімічного синтезу в області медичних препаратів ряд з них, що мають важливе життєве значення, отриманих тільки із тваринної сировини. До таких препаратів відносять більшість ферментативних препаратів.
Виробництво лікувальних препаратів з органів і тканин забійних тварин виникло і розвивалося на базі м’ясної промисловості.
Завдяки успіхам у вивченні етіології і патогенезу багатьох захворювань, удосконалення методів дослідження хворих і діагностики захворювань, розроблення нових способів лікування і створення нових лікувальних засобів – можливості медицини значно збільшились.
Серед засобів лікувальної медицини провідне місце займають лікувальні препарати, а саме ферменти. Найбільш важливою функцією ферментів є каталізація біохімічних реакцій в організмі. Слід зазначити, що функція кожного з ферментів унікальна, тобто кожен фермент активізує тільки один біохімічний процес. зв'язку з цим в організмі існує величезна кількість ензимів
1.Технологічна частина1.1.Загальні відомості про БАР
Традиційне поняття біологічно активних речовин (БАР) як хімічних речовин, необхідних для підтримання життєдіяльності живих організмів, їх фізіологічної активності, не повною мірою відображає функції БАР. На думку авторів БАР це хімічні речовини, необхідні для підтримання життєдіяльності живих організмів, які мають високу фізіологічну активність при невеликих концентраціях по відношенню до певних груп живих організмів чи їх клітин, злоякісних пухлин вибірково затримуючи (чи прискорюючи) їх ріст чи повністю припиняючи їх розвиток. На теперішній час відомий широкий спектр БАР різноманітного призначення, які можуть бути отримані або з природних живих організмів, або синтезовані з допомогою різноманітних хімічних перетворень. Це антибіотики, вакцини, ферменти, полісахариди, гормони, глікозиди, кормові та харчові добавки, білки, амінокислоти, вітаміни, алкалоїди, пестициди, дефоліанти та ін. БАР бувають природні та синтетичні. Природні БАР утворюються в процесі життєдіяльності живих організмів. Вони можуть утворюватись у процесі обміну речовин, виділятись в оточуюче середовище (екзогенні) чи накопичуватись всередині організму (ендогенні). До екзогенних природних БАР належать: коліни, фітонциди, антибіотики, маразміни, мікотоксини, духмяні речовини. До ендогенних БАР можна віднести: білки, жири, вуглеводи, амінокислоти, вітаміни, ферменти, гормони, барвники. Вищезгадані природні БАР можуть бути отримані синтетичним шляхом. Ефективність синтезу БАР залежить від фізіологічних особливостей живих організмів та екологічних факторів.
Медичні препарати теж є БАР, ендо- чи екзогенними, законодавчо дозволені для профілактики і лікування захворювань людини. Ці речовини при певних концентраціях повинні мати чітко виявлені бактерицидну, антисептичну, наркотичну, дезинфікуючу чи інші дії. Терапевтичний ефект медичних препаратів здійснюють і БАР, які утворюються у організмі рослин, тварин і людини (алкалоїди, гормони, вітаміни, антибіотики). До БАР також належать пестициди та отрути, які шкідливо діють на живі організми, є токсичними та отруйними для них, наприклад алкалоїди (нікотин, анабазин, фізостигмін); піретрини (із квітів далматської ромашки), ротенон.Основними функціями БАР є :
– клітинний обмін речовин в організмі;
– перетворення речовин;
– синтез необхідних речовин;
– каталізація біореакцій в організмі.
Основними характерними властивостями БАР є :
– термолабільність,
– біологічна активність,
– вплив на них активаторів та інгібіторів,
– стерильність отримання та ін.
Однією з найважливіших властивостей БАР є їх біологічна активність. Вона залежить від рівня рН середовища, температури і може втрачатись у процесі нагрівання в результаті підвищення локальних значень температур, утворення нерівномірності потоків розчину, перегріву пристінного шару розчину понад температур термічної стійкості та тривалому часі обробки.
За одиницю біологічної активності хімічної речовини приймають мінімальну кількість цієї речовини, здатної пригнічувати розвиток чи затримувати ріст певного числа клітин, тканин стандартного штаму (біотесту) в одиниці поживного середовища.
Активність виражають у міжнародних одиницях (МЕ – це така
кількість ферменту, яка при заданих умовах каталізує перетворення 1 мікромолю субстрату за 1 хв.). При проведенні досліджень активність дослідного зразка порівнюють з активністю стандартного зразка при однакових умовах і розраховують активність А в відповідних одиницях МЕ. Для кожного вітаміну існує свій метод визначення активності (кількості вітаміну в дослідному зразку (наприклад, таблетках) в одиницях МЕ). Ці методи складні і вимагають використання високоточного, дорогого та складного обладнання (спектрофотометрів, флуорометрів та ін.), багатьох хімічних реактивів і проведення складних розрахунків. При проведенні досліджень необхідно мати досвід роботи з обладнанням, хімічними речовинами, мати навички побудови калібрувальних графіків. До найбільш розповсюджених методів відносяться методи візуального титрування, високоефективної хроматографії та інверсійної вольтамперометрії.
При виробництві БАР на стадіях зазначених в технологічному регламенті проводять контроль якості отриманої продукції по різним критеріям. Серед них, одним з найголовніших, є задана для певного виду БАР біологічна активність. Тому при виробництві БАР дуже важливо правильно підібрати технологічні режими їх обробки, які б забезпечували максимальну якість при мінімальних затратах теплової енергії.
1.2. Властивості ферментів як біокаталізаторівФерменти - складні білки-містять у своєму складі крім білкового компоненту ще й небілковий наприклад, нуклеотиди, гемінових групу, вітаміни, атоми (катіони) металу. До таких ферментів зазвичай відносяться ферменти окисно-відновного дії. Міцність зв'язку між білковим компонентом і простетичної групою в складних ферментах може бути різною. У деяких випадках зв'язок міцний, в інших - простетична група досить легко відділяється, наприклад при діалізі. Легко дисоційовані простетичні групи ферментів отримали назву коферментів. При відділенні простетичної групи від білкової частини ферменту - останній втрачає свою активність. У простих ферментах активний центр утворюється безпосередньо угрупованням амінокислотних залишків у спіральної ланцюга білкової молекули. У складних ферментах він утворюється простетичної групою і деякими прилеглими до неї залишками.Розмір активних центрів значно менше самої молекули ферменту. На один активний центр доводиться маса молекули з молекулярною вагою 30000.У простих ферментах просторова угруповання цих амінокислотних залишків сама по собі визначає структуру активного уентрацентра і каталітичну активність ферменту.
У складних ферментах структура активного центру визначається простетичною групою і бічними групами деяких амінокислотних залишків, просторова структура яких має суттєвий вплив на специфічність і каталітичну активність небілкового компонента. Серед таких амінокислотних залишків найбільше значення мають SH-групи цистеїну, OH-групи серину, дещо менше значення має індольного група триптофану, карбонільні групи дикарбонових амінокислот. Компоненти активного центру не можна представляти послідовно розташованими на якому - небудь ділянці ланцюга. Мабуть, активний центр формується з компонентів, віддалених в первинній структурі поліпептидного ланцюга,але просторово зближених завдяки специфічній укладанні поліпептидного ланцюга.
При гідролізі ферментів утворюється суміш амінокислот. Відомо більше, як 20 різних амінокислот, які входять в склад білків. Ферменти мають загальні з білками фізично-хімічні властивості: при гідролізі розщеплюються на амінокислоти; мають високу молекулярну масу; утворюють високу молекулярну масу; створюють колоїдні розчини; погано кристалізуються; дуже нестійкі до високих температур солей, важких металів, кислот, лугів і т. п; мають антигенні властивості.
Молекулярна маса ферментів має широку варіацію – від декілька десятків тисяч до декілька мільйонів. Ферменти відрізняються по своїй структурі. Їх поділяють на 2 групи – прості і складні. Прості, або однокомпонентні; - ферменти складаються тільки із амінокислот. До них відносяться невелика кількість ферментів (рибонуклеаза, амілаза, альдолаза, уреаза, пепсин та ін.). В даний час нам відомо понад 300 окремих ферментів (а, може набагато більше, бо наука не стоїть на місці), в склад яких входять в якості коферментів вітаміни або їх похідні. Як наслідок, при авітамінозах спостерігається розпад діяльності всіх ферментних систем. Для визначення механізму дії ферменту було запропоновано немало теорій. Але перемогла та, в якій мова йде про те, що каталізатори лише скорочують час, необхідний для досягнення рівноваги хімічної реакції. Більшість хімічних реакцій потребує “запуску”, що і виконують ферменти.
В основі життєдіяльності організму лежать хімічні перетворення різних речовин, швидкість яких визначають ферменти – біологічні каталізатори. Харчотравлення, використання всіх корисних речовин, які поступили в організм, ріст, згортання крові, м’язові скорочення і багато інших фізіологічних процесів – все це побудовано на чіткій, послідовній роботі ферментних систем.Найважливішою ознакою ферментів є не тільки їх властивість прискорювати хід хімічних реакцій, але вибірково каталізувати лише визначений шлях перетворення даного субстрата. Це одна з основних властивостей ферментів порівняно з небіологічними каталізаторами. Зворотність ферментативних реакцій заключається в здатності ферментів 
каталізувати пряму і зворотну реакцію. Так, наприклад, ліпаза може при певних умовах розчепити жир до гліцерину і жирних кислот, а також каталізувати його синтез із продуктів розпаду. Здатність ферментів прискорювати хімічні процеси в сторону синтезу, так і розпаду, має велике значення, так як створює можливість переключення цих процесів з одного на інший, чим забезпечує тісний взаємозв’язок катаболізму і анаболізму, гнучкість і пристосованість обміну речовин під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів. Ферменти дуже чутливі до зміни pН середовища, в якому вони діють. Кожний фермент має оптимум pН, при якому він найбільш активний. Для більшості ферментів оптимальне середовище близьке до нейтрального (pН біля 7,0), так як максимальна активність ферментів проявляється при фізіологічних значеннях pН, а в кислому або лужному середовищі їх активність знижується. З цього правила є винятки, і їх немало. Наприклад, пепсин, який знаходиться в шлунковому соці, активний лише в дуже кислому середовищі (pН 1,5 – 2,5). Ферменти дуже чутливі до температури. При підвищенні температури до 40-500 С підвищується активність більшості ферментів, що відповідає загальновідомому закону прискорення хімічних реакцій з підвищенням температури. Відомо, що всі прояви життєдіяльності пов'язані з витратою енергії. Ця енергія звільняється при хімічних перетвореннях у клітині тих речовин, які у вигляді їжі надходять в наш організм. Завдання травлення зводиться до того, щоб перетворити головні харчові речовини: білки, вуглеводи і жири в такі продукти, які безпосередньо можуть бути використані у внутрішньоклітинному обміні. Свій шлях в організмі їжа починає, потрапляючи в рот, і вже на цьому етапі вона стикається з ферментами. У слині міститься фермент амілази, що каталізує розкладання крохмалю і перетворення його в цукор. Розжувати і змочена слиною їжа проковтується і через стравохід потрапляє в шлунок. Слизова оболонка шлунка виробляє шлунковий сік. В шлунковому соку є соляна кислота, що надає шлунковому вмісту кисле середовище. Так само в шлунковому соку є протеолітичний
(розщеплює білки) фермент - пепсин. Він якраз найкраще діє в кислому середовищі. Пепсин не розщеплює білки до кінця, він тільки ''розкладає'' велику білкову молекулу на частини, доступні для дії травних ферментів кишечника. З шлунку харчова кашка надходить у дванадцятипалу кишку, де на неї виливаються соки двох найбільших залоз людського організму: печінки та підшлункової залози. Сік підшлункової залози містить великий набір ферментів, що діють на всі найважливіші харчові речовини. Ферменти: трипсин і хімотрипсин (розщеплюють білки) розщеплюють пептидні ланцюги в різних місцях. Комбінована атака протеолітичних ферментів шлункового і підшлункового соків призводять до розпаду білків на дрібні пептиди, містять невелику кількість амінокислотних залишків. У підшлунковій соку міститься надзвичайно активна амілаза, вона практично повністю завершує розщеплення крохмалю, розпочате слиною. У результаті крохмаль перетворюється на солодовий цукор - мальтозу - дисахарид, що складається з двох залишків глюкози. Третій головний компонент їжі - жири, теж розщеплюються під впливом підшлункового соку. Для цієї мети там міститься спеціальний фермент - ліпаза. Найпростіша і найбільш поширена форма жирів - тригліцериди. Під дією ліпази молекула тригліцериду приєднує три молекули води і розпадається на складові його гліцерин і жирні кислоти. Але заключну роботу в області травлення здійснює кишковий сік, що виробляється клітинами слизових оболонок тонких кишок.Він містить багато ферментів, які закінчують процес остаточного розкладання харчових речовин. Осколки білкових молекул розпадаються на окремі амінокислоти; мальтоза, що утворилася з крохмалю, і інші складні вуглеводи перетворюються на прості вуглеводи - моносахариди - начебто глюкози. На цьому закінчується процес травлення. Одна із захисних реакцій - згортання крові, відбувається за участю ферментів. Як же відбувається згортання крові? Кров, як відомо, складається з рідкої частини - плазми і так званих форменних елементів, які в ній плавають. Це кров'яні клітини: еритроцити (червоні кров'яні тільця) та тромбоцити (кров'яні пластинки). Плазма являє 
собою складний розчин багатьох речовин, у тому числі найрізноманітніших білків. З білків плазми для нас зараз особливий інтерес представляє один - фібриноген.Поки кров тече по кровоносних судинах, з фібриногеном нічого не відбувається. Але варто поранити судину настільки, щоб кров витікала з нього, як фібриноген дуже швидко перетворюється в інший білок - фібрин. Фібрин, на відміну від фібриногену, не розчиняється в плазмі.У вигляді тонких ниток, переплетених в густу сітку, він випадає в осад. У цій сітці застряють кров'яні клітини і утворюється щільний згусток - тромб, що перешкоджає подальшому кровотечі. Перетворення фібриногену в фібрин - процес ферментативний, що каталізується ферментом тромбіном. Тромбін - протеолітичний фермент, подібний трипсину і хімотрипсину. Але це фермент дуже специфічний. Він діє тільки на фібриноген,відщеплюючи від його молекули на два порівняно невеликих поліпептиду. Частина, що залишилася молекули фібриногену розбудовується і перетворюється на нерозчинний фібрин.
1.3.Препарати ферментівФерменти входять до складу всіх клітин і тканин живих організмів і регулюють перебіг процесів, що лежать в основі життєдіяльності організму. Різноманітність цих процесів свідчить про існування великої кількості ферментів.В даний час відомо близько 2000 ферментів, близько 100 з них отримано в кристалічному стані. Як і всі білки, ферменти є високомолекулярними сполуками від 10 000 до 1 000 000. Вони мають малостойкие структурою, дуже чутливі до змін рН середовища і температури. Для кожного ферменту існує оптимум значення рН, при якому швидкість реакції каталізуються максимальна. Так, активність трипсину має оптимум при значенні рН 7,8, панкреатичної амілази - при 6,7-7,2. Відхилення рН в ту або іншу сторону веде до зниження швидкості ферментативної реакції. Ферменти, оптимальна дія яких знаходиться в нейтральній або лужному середовищі, повністю інактивуються кислим вмістом шлунку. Оптимальне значення температури для більшості ферментів - 20-40 ° С.Підвищена температура до 40-50 ° С, як правило, призводить до падіння ферментативної активності,а іноді і до повної денатурації білків. Відповідно до сучасної класифікації всі ферменти поділяють на шість основних класів за типом каталізованої ними реакції: оксидоредуктази, лігази, трансферази, гідролази, ліази, ізомерази.
Велика частина випускаються промисловістю ферментів, у тому числі і для охорони здоров'я, відноситься до класу гідролаз. Розрізняють ферменти:
- прості білки, які при гідролізі дають тільки амінокислоти;
- ферменти-протеїни, які використовуються в якості лікарського та діагностичного сировини (пепсин, трипсин, папаїн, уреаза та ін.) Складні ферменти, як правило, мають простетичної групу (кофермент) небілкової природи, пов'язану з білком різним ступенем міцності.Роль коферментів в загальному механізму біокаталізу настільки важлива, що їх слід розглядати як окрему групу БАВ з різними механізмами дії. розвинена ферментативна
промисловість у США, Японії, Великобританії, Німеччини, Данії, Нідерландах та Франції. Щорічний приріст обсягів виробництва ферментів за останні 25 років становив від 5 до
15%. У вітчизняній практиці біотехнологій існує певна система назви ферментативних препаратів, що відображає основний фермент, джерело його отримання і ступінь очищення. Найменування конкретного препарату складається з скороченої назви мікроорганізму-продуцента і закінчення-ін. Наприклад, амилолітичні ферментативні препарати, отримані з культур мікроорганізмів Aspergiillus oryzae і Bacillus subtillis, називають відповідно: амілоріз-ін (Амилоризін) і аміл-о-СУБТ-ін (амилосубтилина). Далі слідує індекс, що позначає спосіб вирощування мікроорганізму і ступінь очищення ферментів від супутніх речовин. Для промислового виробництва лікарських препаратів представляють інтерес сировинні джерела, які доступні і містять ферменти в кількостях, що забезпечують отримання високої активності і виходу препарату. В основному отримують ферменти із сировини тваринного і рослинного походження, а також за допомогою мікроорганізмів
1.4. Препарат трипсин.Трипсин є протеолітичних ферментом, одним з перших виділеним з підшлункової залози і грає важливу роль у механізмі травлення.
Трипсин розщеплює більшість білків їжі до поліпептидів і амінокислот. Оптимум дії при рН = 8-9. У підшлунковій залозі виробляється неактивний попередник трипсину - трипсиноген, який переходить в активний трипсин в кишечнику під дією ентерокінази. Активний трипсин активує химотрипсиноген і прокарбоксіпептідази панкреатичного соку. Визначення трипсину в дуоденальному вмісті використовується як показник функціонального стану підшлункової залози. Лікарські препарати трипсину (трипсин , хімотрипсин , хімопсін ) мають протизапальну та протинабрякову властивостями; здатні розщеплювати змертвілі ділянки тканин, фібринозні утворення, ексудати тощо. Препарати трипсину застосовують зовнішньо і всередину за призначенням лікаря. Протипоказання до застосування препаратів трипсину: серцево - судинна недостатність II - III ступеня , емфізема та декомпенсовані форми туберкульозу легенів , гостра дистрофія і цироз печінки , гепатити та панкреатити , підвищена кровоточивість . Побічні явища - хворобливість і гіперемія в місці ін'єкції. Рекомендується перед ін'єкцією трипсину вводити антигістамінні препарати.
Про здатність соку підшлункової залози руйнувати багато високомолекулярне з'єднання тваринного походження було відомо ще в глибоку давнину. Пізніше завдяки успішному розвитку хімії було виявлено, що екстракти підшлункової залози руйнують білкові речовини, жири, нуклеїнові кислоти, вуглеводи на хімічні сполуки з більш низькою молекулярною вагою. Деякими дослідниками було встановлено, що природа каталітичного розщеплення білків обумовлена присутністю в залозі особливої речовини - ферменту, який був названий трипсином. Подальше вивчення ферментних властивостей цього біокаталізатора показало, що у свіжій підшлунковій залозі цей фермент знаходиться в неактивній формі і здатний переходити в каталітично активну форму.
Роботами співробітників лабораторії І.П. Павлова був розкритий механізм утворення активного трипсину. Встановлено, що в результаті впливу на шлунковий сік ентерокінази - протеолітичного ферменту, присутнього в кишковому секреті, при відповідних значеннях кислотності настає швидке утворення трипсину.
Незважаючи на простоту процесу перетворення трипсиногену в трипсин, механізм утворення активного ферменту складний. Як показали дослідження ряду авторів, ця реакція ускладнюється побічним процесом, кінцевим продуктом якого є неактивний білок невстановленої будови. Кількість цього побічного продукту залежить в першу чергу від умов проведення реакції. Процеси утворення активного трипсина і неактивного білка є конкуруючими і перехід трипсиногену в той чи інший продукт залежить насамперед від кислотності в присутності певних іонів.
Високому виходу трипсину сприяє присутність іонів кальцію і низьке значення рН (менше 4).
М
Трипсин
еханізм утворення трипсину їх трипсиногену, як це було показано, полягає в відщепленні α-аміного кінця поліпептидного ланцюга пептиду з шістьма амінокислотними залишками.
Т
рипсиноген неактивний білокЦей процес ще більше ускладнюється, якщо поряд з трипсином в розчині присутні активні осколки нативної молекули трипсину або хімотрипсину, утворені в результаті автолізу. У цьому випадку, як правило, нативного трипсину виділити не вдається і продуктами реакції є високомолекулярні фрагменти. Вони володіють високою питомою
протеолітичної активності, однак спроби перевести будь-яку з фрагментів у кристалічні форму, характерну для нативного трипсину, не мала успіху. Це вказує на глибокі відмінності в будові цих продуктів від нативної білкової
молекули. У даному випадку серед продуктів реакції можуть бути зустрінуті тільки активні ферменти, питома активність яких у міру глибини їх розщеплення знижується.Таким чином, для забезпечення високих виходів трипсину в нативній формі, здатності кристалізуватися, необхідно дотримуватися ряду запобіжних заходів, найважливіших з яких: запобігання автолітичних процесів в сировину в період зберігання, недопущення забруднення фракції трипсиногену хімотрипсином в процесі сольового фракціонування та створення умов, що відповідають максимальному виходу нативного трипсину в кристалічній формі.
1.5. Технологічний процес виробництва трипсину
Препарат являє собою порошок жовтуватого кольору, гірко-солоного специфічного смаку. Він містить комплекс трипсину і хімотрипсину. Препарат призначений для отримання одношарових культур клітин, застосовуваних для культивування вірусів.
Трипсин добре розчинний у воді і в фосфатному буфері при рН = 7,4, в розчині з концентрацією до 1%, допускається опалесценція. На повітрі гігроскопічний, вміст вологи допускається не більше 18%, активність не нижче 140 ОД (по перетравності казеїну).
Технологічний процес отримання трипсину складається з наступних етапів. Підшлункову залозу подрібнюють на вовчку і витримують при кімнатній температурі протягом 5год Потім проводять дві екстракції дистильованою водою, підкисленою сірчаною кислотою (на 1 л води 7мл сірчаної кислоти = 1,84)
.Перша екстракція проводиться протягом 16год, причому перші 6 год. суміш періодично перемішують, а потім відстоюються 10год Відстояний екстракт фільтрують, а в густу масу додають охолоджену до 50С дистильовану воду.
Другу екстракцію проводять так само, як і першу, потім екстракт фільтрують. Об'єднані екстракти висалюють сірчанокислим амонієм (на 1 л - 242 г). Висоли фільтрують через паперовий фільтр. Баластні речовини, відкидають, а до фільтрату додають сірчанокислий амоній з розрахунку 205 г на 1 л фільтрату. Через 1год маточник фільтрують, а осад збирають на фільтрі. Осад сушать у вакуум - сушильній шафі при температурі не вище 25 0С, отриманий порошок подрібнюють у ступці і просівають через шовкове сито. Препарат упаковують в банки.
О Прийом сировини
своюють отримання високоактивних і кристалічних ферментних препаратів хімотрипсину, трипсину, рибонуклеази тощо.
Подрібнення сировини на вовчку
Проведення І екстракції
Перемішування
Центрифугування
Проведення ІІ екстракції
Перемішування
Центрифугування
Сушіння
Пакування та зберігання
Рис.1 Технологічна схема виробництва трипсину.
В Угорщині виробляють очищені ферментні препарати еластазу і трипсин.
Фермент есталаза виробляється підшлунковою желекзой і сприяє збільшенню пружності стінок кровоносних судин. Препарати еластази застосовуються при лікуванні атеросклерозу.
Для виробництва еластази використовують панкреатин, отриманий для технічних цілей. Трипсин отримують з макухи після отримання інсуліну. У Чехословаччині з замороженої підшлункової залози великої рогатої худоби отримують такі кристалічні ферментні препарати, як трипсин і альфа - хімотрімсін. Крім того, з осаду, отриманого після екстракту залози при виробництві трипсину, отримують препарат хіпсін, який являє суміш трипсину і хімотрипсину.
1.6. Показання до застосування препаратуОсновні фізико-хімічні властивості: ліофілізована пориста маса або порошок білого або білого з трохи жовтуватим відтінком кольору, без запаху. Легкорозчинний у воді, ізотонічному розчині натрію хлориду та 2 % розчині новокаїну.
Склад: 1 ампула містить трипсину – 0,01 г.
Форма випуску. Порошок ліофілізований для приготування розчину для ін’єкцій.
Фармакотерапевтична група. Протеолітичні ферменти. Трипсин.
Фармакодинаміка. Трипсин є білком з відносною молекулярною масою 21 000. Для застосування у медичній практиці трипсин одержують з підшлункової залози великої рогатої худоби. Фермент активний при рН 5,0 – 8,0 з оптимумом активності при рН 7,0. Трипсин здатний розщеплювати змертвілі ділянки тканин, фіброзні утворення, в’язкі секрети та ексудати. Стосовно здорових тканин фермент не активний і безпечний у зв’язку з наявністю в них інгібіторів трипсину. Має виражену здатність розщеплювати пептидні зв’язки у молекулі білка, а також високо - низькомолекулярні продукти розпаду білка, особливо зв’язки, утворені залишками ароматичних амінокислот (аргінін, лізин). Цим механізмом зумовлені його протизапальний та проти набряковий ефекти, оскільки фактори запалення являють собою складні білки або високомолекулярні пептиди (брадикінін, серотонін, некротичні продукти та ін.), які трипсин розкладає до більш простих і менш небезпечних сполук.
Показання для застосування. Гострі тромбофлебіти, загострення хронічного тромбофлебіту, гострі і хронічні одонтогенні остеомієліти та гайморити, запально-дистрофічні форми пародонтозу; гострі ірити та іридоцикліти; крововиливи у камеру ока та набряки навколо очних тканин
після травм та операцій, захворювання дихальних шляхів, що супроводжуються накопиченням секретів і ексудатів (деструктивні форми
туберкульозу легенів і шийних лімфатичних вузлів, неспецифічні пневмонії, після операційні ателектази, емпіемаплеври). Спосіб застосування та дози. Трипсин застосовується внутрішньом’язово, інтраплеврально, у вигляді інгаляцій. Для внутрішньом’язових ін’єкцій трипсин вводиться дорослим по 5,0 мг у 1,0 – 2,0 мл стерильного ізотонічного розчину натрію хлориду або у 0,5% - 2,0% розчині новокаїну 1 – 2 рази на добу, дітям від 2,5 мг до 5,0 мг на добу залежно від віку. Курс лікування 10 – 20 ін’єкцій. Інтраплеврально вводять по 10,0 – 20,0 мг трипсину в 20,0 – 50,0 мл стерильного ізотонічного розчину натрію хлориду 1 раз на добу. Інгаляції проводять 5,0 –10,0 мг трипсину у 2,0 – 3,0 мл ізотонічного розчину натрію хлориду і вводять через бронхоскоп або ендотрахеальний зонд. Загальна кількість препарату, що вводиться, залежить від клінічного перебігу захворювання та ефективності проведеної терапії.
Побічна дія. Можливі підвищення температури, тахікардія, незначна хворобливість і гіперемія у місці ін’єкції, алергічні реакції. Введення вдихальні шляхи іноді спричиняє подразнення слизових оболонок верхніх дихальних шляхів та охриплість голосу.
Протипоказання. Декомпенсована серцева недостатність II – IIIстадії, емфізема легенів з дихальною недостатністю III стадії, некомпенсовані форми туберкульозу легенів (форми туберкульозу ускладнені амілоїдозом, кахексією та кровотечею), гостра дистрофія печінки, цироз печінки, інфекційні гепатит, панкреатит, підвищена кровоточивість.
Передозування. Не вивчалося.
Особливості застосування. Не слід вводити препарат в осередок запалення, а також наносити (як і інші протеолітичні ферменти) на поверхні
злоякісних пухлин. Забороняється вводити препарат внутрішньовенно! Внутрішньом’язово розчин вводять глибоко у верхній зовнішній квадрат сідничного м’яза. Дані клінічних випробувань щодо застосування препарату під час вагітності та лактації відсутні.
Взаємодія зіншими лікарськими засобами. Невиявлена.
Умови та термін зберігання. У недоступному для дітей, сухому, захищеному від світла місці, при температурі не вище 10 0С.
Термін придатності 2 роки.
2. Розрахункова частина2.1 Розрахунок основної сировини
Розрахунок кількості інгредієнтів здійснюється за формулою:
Асj = (Аоj × Мс ),
де Аcj – кількість конкретної сировини, що використовується у виробництві трипсину, кг;
Аoj – кількість сировини, яка необхідна для виготовлення 1 кг трипсину;
Мс – кількість підшлункових залоз забійних тварин, кг.
Дані розрахунки зведені до таблиці 1.
Таблиця 1
Розрахунок кількості основної сировини
| Найменування сировини | Норма на 1кг продукту | Фактичне значення для 320 кг |
| I екстракція | ||
| Підшлункові залози | 1 | 320 |
| Вода | 2 | 640 |
| Сірчана кислота | 0,014мл | 4,48 л |
| II екстракція | ||
| Підшлункові залози | 1 | 320 |
| Вода | 1 | 320 |
| Сірчана кислота | 0,007мл | 2,24л |
| Сірчанокислий амоній: | ||
| для екстракту | 0,242 | 154,88 |
| для фільтрату | 0,205 | 65,6 |
2.2. Розрахунок технологічного обладнанняКількість машин безперервної дії розраховують за формулою:
, деА- продуктивність цеху, т/зміну;
Q - продуктивність обладнання, т/год;
T – тривалість зміни(8),год;
Кількість машин періодичної дії розраховують за формулою:
, деА – продуктивність цеху
Q – продуктивність машини,хв.
Т - час, Т приймається 8 год.;
τ - тривалість технологічної операції, год.
Розрахунки зводяться до таблиці 2.
Таблиця 2
Розрахунок технологічного обладнання
| Обладнання | Тип | Продуктивність машини, кг/год | Продуктивність цеху, кг/зміну | Кількість обладнання | |
| Розраху-нкова | Прийнята | ||||
| Візок | | | | | 1 |
| Вовчок | В-2-114 | 800 | 320 | 0,05 | 1 |
| Екстрактор | VACUS 7032 | 80 | 320 | 0,5 | 1 |
| Центрифуга | GK/GKH | 300 | 320 | 0,35 | 1 |
| Вакуум – сушильний шкаф | СВ-50 | 50 | 320 | 0,8 | 1 |
| Напівавтомат дозуюча машина для флаконів | TR-100 | | | | 1 |
| Сито | S-350 | 350 | 320 | 0,27 | 1 |
2.3 Опис апаратурно-технологічної лінії.
Сировину (підшлункові залози забійних тварин) подрібнюють на вовчку і витримують при кімнатній температурі протягом 5 год. Далі проводять дві екстракції дистильованою водою.Екстракція підшлункової залози. Першу екстракцію проводять підкисленою дистильованою водою в співвідношенні 1: 2. На 1 л води беруть 7 мл сірчаної кислоти. Тривалість екстракції 16 годин, протягом перших 8 годин проводять періодичне перемішування. Температура в екстракційній суміші 8-10 0С. Після відділення рідкої фракції проводять другу екстракцію при тих же умовах, співвідношення вихідної сировини до підкисленої води 1: 1.
Дрібне висолювання. Отриманий екстракт висолюють сірчанокислим амонієм із розрахунку 242 г на 1 л екстракту. Висоли відокремлюють і відкидають. При значному виробництві його використовують для технічного панкреатину в якості добавки. До фільтрату додають сірчанокислий амоній з розрахунком 205 г на 1 л. Отриманий висол збирають і висушують при температурі не вище 25 0С. Сухий порошок просівають через сито і упаковують в скляні банки по 50, 100 і 250 г.
Висновок.Не дивлячись на широкий розвиток хімічного синтезу в області медичних препаратів ряд з них, що мають важливе життєве значення, отриманих тільки із тваринної сировини. До таких препаратів відносять більшість ферментативних препаратів.
Серед засобів лікувальної медицини провідне місце займають лікувальні препарати, а саме ферменти. Найбільш важливою функцією ферментів є каталізація біохімічних реакцій в організмі. Слід зазначити, що функція кожного з ферментів унікальна, тобто кожен фермент активізує тільки один біохімічний процес. зв'язку з цим в організмі існує величезна кількість ензимів
В даному курсовому проекті було здійснено розрахунок виробництва трипсину із 320 кг підшлунковових залоз забійних тварин, підібрано відповідне обладнання згідно технологічної схеми.
Список використаної літератури1. Технология синтеза и биосинтеза биологически активных веществ: Учебное пособие / Громова Н. Ю., Косивцов Ю. Ю., Сульман Э. М. – Тверь: ТГТУ, 2006. – 84 с.
2. Пархоменко Ю.М., Донченко Г.В. Вітаміни в здоров’ї людини / Ю.М. Пархоменко, Г.В. Донченко. – К. : Академперіодика, 2006. – 182 с., 3 с. іл.
3. Баренбойм Г.М., Маленков А.Г. Биологически активные вещества. Новые принципы поиска / Г.М. Баренбойм, А.Г Маленков. – М.: Наука, 1986. – 363 с.
4. Гуров В.А. Производство органопрепаратов. – М.: Пищевая промышленность, 1968. – 200с.
5. Гуров В.А. Справочник по ендокринно ферментному и специальному сырью и производство органопрепаратов, 1961. – 210с.
ЗмістАнотація…………………………………………………………….…..4
Вступ……………………………………………………….…………….5
Технологічна частина………………………………………………….6
Загальні відомості про БАР…………………………………….6
Властивості ферментів як біокаталізаторів.…………….…….9
Препарати ферментів ………………………………………….14
Препарат трипсин ……………………………………………..16
Технологія виробництва трипсину……………………………19
Показання до застосування препарату………………………22
Розрахункова частина……………………………………………………25
2.1 Розрахунок сировини………………………………………... 25
2.2 Розрахунок обладнання……………………………….………26
2.3 Опис апаратурно – технологічної схеми виробництва трипсину…………………………………………………………….…27
Висновки……………………………………………………………….28
Список використаної літератури……………………………………..29