Шкуры взрослого северного оленя – новый вид сырья для наработки фибриллярных белков

Предложения компании:

НАТУРАЛЬНЫЙ КЕРАТИН

КОЛЛАГЕН КОСМЕТИЧЕСКИЙ

НАТИВНЫЙ ЭЛАСТИН (с десмозинами)

Сапожникова А.И., Бобылева О.В.

Проблема комплексной переработки шкур взрослого северного оленя приобретает в настоящее время особую значимость и актуальность. Как известно, что в меховом производстве используются только шкуры молодых оленей (пыжика и неблюя). Что касается шкур взрослых оленей (свыше 9 месяцев), то они  применяются в кожевенной промышленности для производства замши и подкладки в том случае, если  незначительно поражены свищами.

В результате остается огромное количество шкур взрослого северного оленя, которые в виду нерационального использования, загрязняют окружающую среду.

На кафедре товароведения и технологии животного сырья  МГАВМиБ на протяжении ряда лет ведутся исследования по изучению строения, свойств и рационального использования белоксодержащих отходов сырья животного происхождения. Они представляют собой весьма ценное сырье для наработки коллагена и кератина —  белков, которые можно применять в качестве биологически активных добавок при производстве кормов, косметических средств, лечебных препаратов.

Использование некондиционных шкур взрослого северного оленя по такому принципу позволило  бы существенно расширить ресурсы  вторичного  сырья  для наработки  фибриллярных белков  и открыло бы новые перспективы получения различных препаратов на их основе.

Однако реализация данной идеи пока не представлялась возможной  ввиду отсутствия технологически  и экологически  приемлемых для  Крайнего Севера способов переработки  шкур взрослого северного оленя, что и стало целью работы.

Объектами исследований служили:

—      волос взрослого северного оленя, состриженный со шкур взрослого северного оленя;

—      продукты растворения фибриллярного кератина из волоса взрослого северного оленя;

—      дерма  шкур взрослого северного оленя;

—      продукты растворения фибриллярного коллагена из дермы взрослого северного оленя.

На первом этапе работы для подтверждения целесообразности использования белоксодержащих отходов шкур взрослого северного оленя для получения растворимых форм был проведен анализ химического состава волоса  и дермы шкур взрослого северного оленя. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Химический состав волоса и кожевой ткани шкур взрослого северного оленя (ср. значения, n=3)

Вид отходов

Влага, %

Сухой остаток, %

Содержание, % от абс. сухого в-ва

белок

жир

зола

Дерма взрослого северного оленя

73,18

26,82

90,75

5,21

2,59

Состриженный волос взрослого северного оленя

8,63

91,37

91,37

3,84

2, 25

Как видно из  таблицы 1,  содержание минеральных веществ в  проанализированных нами видах отходов шкур взрослого северного оленя не превышает 3%. Количество жировых веществ  также  невелико. Что же касается белковых веществ, то их содержание  составляет более  90%  от сухого остатка образцов. Полученные результаты дают основание рассматривать отходы промышленного оленеводства в виде состриженного со шкуры волоса и дермы шкуры взрослого северного оленя как перспективное исходное сырье для наработки,  соответственно, растворов кератина и коллагена.

В соответствии с методиками, запатентованными на кафедре товароведения и технологии сырья животного происхождения, из состриженного волоса и дермы шкуры взрослого северного оленя были наработаны растворы кератина и коллагена. Показатели, характеризующие  химический  состав полученных продуктов  представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Химический состав растворов кератина и коллагена (ср. значения, n=3)

Анализируемый продукт

Влага, %

Сухой

остаток, %

Содержание, % от абс. сухого в-ва

Белок

Жир

Зола

Кератин

94,70

5,30

97,78

0,92

Коллаген

96,95

3,05

98,70

0,60

Как следует из данных таблицы 2,   основным компонентом полученных нами растворов являются белков.
Максимальное содержание белка отмечено нами в коллагене (98,70%),  а минимальное — в кератине (97,78%) . В связи с тем, что  минеральных веществ во всех исследованных образцах золей обнаружено менее 1 %, они на массовую долю белка в сухом остатке оказывают незначительное влияние.

Жировые веществ в полученных растворов нами практически не обнаружены.

Проведенные эксперименты свидетельствуют о том, что полученные белки

Приступая к процедуре получения растворов кератина из оленьего волоса, мы взяли за основу разработанный на кафедре метод, заключающийся в  постадийной обработке  кератинсодержащих материалов окислительными смесями кислотного и щелочного характера (рис.1).

Обработка волоса такого рода реакционными  смесями постепенно ослабляет солевое взаимодействие между  кератином фибрилл и межфибриллярного вещества, разрушает систему водородных связей, вызывает перестройку и окисление дисульфидных  связей, ведет к ступенчатому гидролизу пептидных связей. Обвальное нарушение системы связей  между отдельными  морфологическими  компонентами волоса, внутри них и, в конечном итоге, между отдельными макромолекулами приводит к полному растворению волоса.  Полученный полуфабрикат содержит в своем составе нативный  кератин в  виде макромолекул,  их ассоциатов,  а также в небольшом количестве продукты полного гидролиза белка  и  минеральные  вещества.

Удачно подобранное сочетание гидролитических и окислительных реакций способствует максимальному  обводнению  волоса,  более целенаправленному и интенсивному разрушению связей между кератином и  сопутствующими ему веществами из межфибриллярного матрикса (жиром,  пигментами, углеводно-белковыми компонентами некератиновой  природы,  в  том числе и тирозинсодержащими белками).

Получить очищенный от балластных веществ и низкомолекулярных примесей  полуфабрикат фибриллярного кератина  можно,  подкисляя среду до рН 4 — 5 с последующей промывкой его  проточной водой.

Мягкая щелочная обработка осажденного фибриллярного кератина  посредством  увеличения  рН  реакционной смеси от слабокислого до слабощелочного,  использованная  на конечном этапе процесса,  освобождает полипептидные цепочки кератинов  от  структурной связанности не только в поперечном, но и продольном направлениях и дает возможность получить белковую субстанцию в виде макромолекул и их ассоциатов.

Совокупность описанных выше технологических приемов была  использована  нами для получения растворимых форм кератина из волоса взрослого северного оленя.

Следует отметить, что гистоструктурные особенности данного вида сырья оказывают определенное влияние на его обводняемость и процент  выхода конечного продукта.   Так, например,  в ходе экспериментов установлено, что при проведении кислотно-пероксидной обработки достичь полного обводнения оленьего волоса можно лишь  при  жидкостном коэффициенте  (ж.к.)  равном  60, при проведении пероксидно-щелочной обработки ж.к.  для  волоса оленя составляет 25. По всей вероятности, это обусловлено  наличием в волосе оленя мощно развитой сердцевины, заполненной воздухом.

Что касается процента выхода нативного растворимого кератина, то значение  этого  показателя для волоса взрослого северного оленя, согласно нашим данным, составляет 69,4 %.  Вероятно, это связано с  перерастворением некоторой части белков волоса и вымыванием их в процессе промывок. Очевидно, атомарный кислород, который выделяется в результате каталитического разложения пероксида водорода  и,  как  сильный   окислитель,  вступает во  взаимодействие  с активными группами цепей кератина, образуя радикалы,  способные взаимодействовать  друг  с  другом, т.е. имеет место эффект «сшивки» и выход растворимого нативного фибриллярного кератина.

Другие статьи раздела «Структура и переработка биополимеров» расположены здесь..

При публикации статьи — ссылка на сайт обязательна

Комментирование закрыто.

Комментирии закрыты