DE3223150C2 - - Google Patents
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- DE3223150C2 DE3223150C2 DE3223150A DE3223150A DE3223150C2 DE 3223150 C2 DE3223150 C2 DE 3223150C2 DE 3223150 A DE3223150 A DE 3223150A DE 3223150 A DE3223150 A DE 3223150A DE 3223150 C2 DE3223150 C2 DE 3223150C2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C227/00—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
-
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- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
- A23J3/04—Animal proteins
- A23J3/08—Dairy proteins
- A23J3/10—Casein
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
- A23J3/30—Working-up of proteins for foodstuffs by hydrolysis
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vollständigen oder teilweisen
Eliminierung von Asparaginsäure und Glutaminsäure aus einem Protein
hydrolysat oder einem Aminosäuregemisch, das Asparaginsäure und Glutamin
säure enthält, unter Verwendung von Anionenaustauscherharzen.
Die Eliminierung von Asparaginsäure und Glutaminsäure aus
den Proteinhydrolysaten oder aus den Aminosäuregemischen,
oder die Verringerung des Gehalts dieser Säuren, ist in
der Pharmazie von besonderer Bedeutung, insbesondere für
die Herstellung von Mitteln, die Patienten nach der Operation
parenteral oder enteral verabreicht werden, oder bei katabo
lischen Zuständen, Unterernährung, oder bei Zuständen, bei
denen den zu behandelnden Lebewesen Stickstoff in leicht
assimilierbarer Form zugeführt werden soll.
Aus Levey, S., Marroun, J. E. und Smyth, C. J., J. Lab. Clin.
Med. 34, 1233-1249 (1949); Mayer-Gross, W. und Walker, J. W.,
Biochem. J., 44, 92-97 (1949) ist bekannt, daß Asparagin
säure und Glutaminsäure bei Patienten, denen entsprechende
Proteinhydrolysate verabreicht worden sind, Übelkeit und Er
brechen hervorrufen.
Neuere Untersuchungen haben gezeigt, daß bei einigen Tier
spezies bei Neugeborenen Gehirnschäden auftreten, wenn
diesen oral und parenteral Asparaginsäure und Glutaminsäure
verabreicht wird (J. W. Olney und O. L. Ho, Nature 227,
(1970) 609-611; J. W. Olney, J. Neurophatol. Exp. Neurol.,
30 (1971) 75-90; R. M. Burde, B. Schainker und J. Kayes,
Nature 233, 58-60 (1971); L. D. Stegink, J. Tox and Envir.
Health, 2, 215 (1976); V. J. Perez und J. W. Plney, J. Neuro
chem. 19, 1777 (1972). Untersuchungen von J. E. Fischer und
seinen Mitarbeitern haben außerdem gezeigt, daß das Plasma
von Patienten mit ernsthaften Leberveränderungen einen
hohen Gehalt an Asparaginsäure und Glutaminsäure aufweist
(Surgery, 80, 77-91) (1976); J. A. M. A. 242, 347-349 (1979)).
Es gibt eine ganze Reihe von Aminosäuregemischen für die
parenterale Verabreichung, die den wissenschaftlichen Anforde
rungen entsprechen, insbesondere zur Behandlung von Leber
krankheiten (DE-OS 29 46 563), zur Behandlung von Trauma und Sepsis
(US-PS 39 20 838) und für die Neonatologie. Für die Herstellung dieser
Lösungen werden individuelle Aminosäuren verwendet, die
durch Fermentation, enzymatische Verfahren, synthetische Ver
fahren oder durch Extraktion in geeigneter Menge hergestellt
werden. Wenn man Aminosäurelösungen für die Infusion formu
liert, kann man, ausgehend von den jeweiligen kristallinen
Aminosäuren, sowohl die jeweilige Aminosäure als auch das
entsprechende Molverhältnis auswählen.
In der letzten Zeit sind Aminosäureformulierungen gefunden
worden, welche den wissenschaftlichen Ansprüchen nur teil
weise entsprechen, da bei der Herstellung dieser Formulie
rungen auf wirtschaftliche Umstände Rücksicht genommen wurde,
zum Beispiel auf die Tatsache, daß kristalline Aminosäuren
sehr teuer sind. Es besteht daher der Wunsch nach Gemischen,
die einen möglichst großen Gehalt an billigen Aminosäuren
aufweisen, zum Beispiel Glycin, und die einen möglichst hohen
Stickstoffgehalt besitzen, zum Beispiel Glycin und Alanin,
um die Menge an Gesamtstickstoff in der zu verabreichenden
Lösung zu erhöhen.
Wenn man bei der Herstellung der Gemische von natürlichen
nämlich tierischen oder pflanzlichen Proteinen, ausgeht,
so ist die Art der Aminosäure und das Molverhältnis der
jeweiligen Aminosäuren festgelegt. Aus diesen Proteinen
kann man zum Beispiel nach dem italienischen Patent 9 04 830
durch chemische Hydrolyse ein Aminosäuregemisch herstellen,
das nach mehreren Reinigungsstufen (vgl. italienisches
Patent 9 42 580) ein hochreines Aminosäuregemisch ergibt.
Das erhaltene Aminosäuregemisch entspricht der Zusammen
setzung des Proteinausgangsmaterials, jedoch mit der Ausnahme,
daß das Tryptophan auf Grund der drastischen Reaktionsbe
dingungen, insbesondere auf Grund der sauren Behandlung,
völlig zerstört ist.
In den natürlichen Proteinen sind die Asparaginsäure und die
Glutaminsäure in verschiedenen Mengen enthalten. In der fol
genden Tabelle sind die Konzentrationen in Prozent, bezogen
auf den Gesamtgehalt der Aminosäuren, für die beiden obigen
Aminosäuren bei einer üblichen chemischen Hydrolyse, zum
Beispiel bei einer Behandlung mit 6n Salzsäure über 48 h,
unter Rückfluß, aufgeführt. Die Tabelle erfaßt die Ergebnisse
unter Verwendung einiger tierischer Proteine und pflanzlicher
Proteine. Die in der Tabelle zusammengefaßten Ergebnisse die
nen nur der Illustration und gelten nicht einschränkend.
Es besteht ein Bedürfnis für Gemische von L-Amino
säuren, die ein entsprechendes Gleichgewicht zwischen den
essentiellen und nicht-essentiellen Aminosäuren aufweisen,
für klinische Nahrungsmittel, die parenteral, sowohl zentral
als auch peripher, oral oder enteral verabreicht werden.
Auf Grund der Tatsache, daß die Menge und die Sequenz der
verschiedenen Aminosäuren bestimmt ist durch die Ausgangsmate
rialien, ist es möglich, verschiedene therapeutisch wirksame
Formulierungen herzustellen mit Aminosäuren von hohem Nährwert,
und gleichzeitig sollen die Kosten für die Herstellung dieser
Gemische erheblich niedriger sein als die für die Herstellung
der Gemische ausgehend von einzelnen Aminosäuren des soge
nannten synthetischen Ursprungs.
Es werden insbesondere Gemische von Aminosäuren gewünscht,
die frei von Asparaginsäure und Glutaminsäure sind, oder die
eine kontrollierte Menge dieser beiden Aminosäuren mit einem
Gehalt an Ammoniak und Elektrolyten enthalten, so daß die
Gemische den Anforderungen für das jeweilige Anwendungsgebiet
entsprechen. Dieses Problem ist von besonderer Bedeutung im
Bereich der klinischen Ernährung, und insbesondere im Bereich
der parenteralen Fütterung.
Der hohe Gehalt an Ammoniak in den Proteinhydrolysaten, die
bei der sauren Hydrolyse wie auch bei der enzymatischen
Hydrolyse erhalten werden (vgl. H. Ghadimi, J. Kumar, Biochem.
Med. 5,548 (1971), ist verantwortlich für die Hyperammon
ämie, verursacht bei Patienten, denen die obigen Produkte
verabreicht worden sind (S. J. Dudrick, B. V. MacFady,
C. T. Van Buren, R. L. Ruberg und A. T. Maynard, Ann. Surg.
176, 259 (1972); H. Ghadimi, F. Abali, S. Kumar und M. Rathi,
Pediatrics 48, 955 (1971); J. D. Johnson, W. L. Albutton und
P. Sunshine, J. Pediatr. 81, 151 (1972)).
Um den Ammoniakgehalt in den Proteinhydrolysaten zu ver
ringern, und um Hydrolysate herzustellen, die für die
parenterale Ernährung geeignet sind, werden den Hydrolysaten
üblicherweise starke anorganische Basen, zum Beispiel Natron
lauge und Kalilauge, zugesetzt, so daß nach dem Einengungs
vorgang die Ammoniakionenkonzentration im Endprodukt herab
gesetzt ist. Die Zugabe der starken anorganischen Basen zu
den Proteinhydrolysaten führt zu einem hohen Gehalt an
Natrium, wodurch die Verwendung dieser parenteral verabreich
baren Nahrungsmittel beschränkt wird auf Patienten, bei denen
die Erhöhung dieser Kationen erwünscht ist (A. Shenkin,
A. Wretlind, Wld. Rew. Nut. Diet., 28, 1 (1978); "Total
parenteral nutrition", Edit. Josef E. Fischer, Sn. 31-32 (1976)).
Es sind einige Verfahren zur Isolierung von Asparaginsäure
und Glutaminsäure aus Proteinhydrolysaten bekannt, zum Bei
spiel durch fraktionierte Ausfällung ("Chemistry of the
Aminoacids", J. P. Greenstein und M. Winitz, Band 3, J. Wiley
and Sons, Hrsg., 1961, Sn. 1856-1865 und 1930-1940) und
chromatographische Verfahren (Cannan, J. Biol. Chem. 152,
401 (1944), Verwendung von Amberlite IR 4 in einem Bad
verfahren; und Martin et al. (Biochem. J. 42, 443 (1948),
Verwendung von IRA 400-Harz in einer Säule in einem sauren
Medium).
Die Abtrennung von Aminosäuren unter Verwendung von Trenn
säulen ist zum Beispiel in den folgenden Literaturstellen
und Patentschriften beschrieben:
S. M. Partdridge et al., Biochem. J., 44, 418 (1949; ebd.,
44, 513 (1949); ebd., 44, 521 (1949) unter Verwendung von
Kationenaustauscherharzen vom Typ Zeo-Karb 215, oder von
Anionenaustauscherharzen (Wofatit M., Amberlite IR 4,
De Acidite B, oder in den US-Patenten 29 37 199 und 30 45 026,
unter Verwendung von Kationenaustauscherharzen. Die be
kannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß auf diese
Weise nur eine oder mehrere Aminosäuren abgetrennt werden
können, oder daß die Aminosäuren in den Fraktionen mit
unterschiedlichen Gruppen von Aminosäuren aufgetrennt wer
den, die nicht oder kaum als Ausgangsmaterial für die Her
stellung von klinischen Nahrungsmitteln geeignet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde aus Proteinhydrolysaten
und Aminosäuregemischen beliebiger Herkunft die für bestimmte Anwen
dungszwecke unerwünschten Bestandteile Asparaginsäure und Glutamin
säure teilweise oder vollständig zu entfernen im Rahmen eines wirtschaft
lichen, großtechnisch durchführbaren Verfahrens, um die dabei erhaltenen
Produkte als Ausgangsmaterial für die Herstellung von diätetischen Nah
rungsmitteln, Arzneimittelpräparaten und dgl. verwenden zu können, ohne
daß weitere Behandlungsstufen erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung
gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Hydrolysat bzw. Amino
säuregemisch in Form einer wäßrigen ammoniakalischen Lösung auf das Anio
nenaustauscherharz aufgegeben wird und anschließend mit einer Ammoniak/-
Ammoniumchlorid bzw. Ammoniumacetat-Pufferlösung eluiert wird.
Die erfindungsgemäß hergestellten Aminosäuregemische können als
Zwischenprodukte dienen, die bei Zugabe von synthetischen Aminosäuren
als Aminosäuregemische für die Ernährung von Menschen, und auch für
die zootechnische Verwendung, und gegebenenfalls für weitere Anwendungs
gebiete geeignet sind.
Beispiele für beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Ionenaustauscher
harze sind solche vom Typ Amberlite IRA 400, Relite und Dowex mit starken
anionischen basischen Eigenschaften in der OH--Form.
Die als Ausgangsmaterialien eingesetzten Proteinhydrolysate oder Aminosäure
gemische können aus der chemischen Hydrolyse, enzymatischen Hydrolyse oder
von der Fermentation stammen. Sie können z. B. als Aminosäurelösungen bei der
Hydrolyse von tierischen und auch pflanzlichen Proteinen erhalten werden,
zum Beispiel aus industriellen oder landwirtschaftlichen proteinhaltigen
Abfallprodukten. Es können auch Aminosäuregemische verwendet werden, die
man bei industriellen Fermentationsverfahren erhält. Beispiele für verwend
bare Proteine sind Sojamehl, Blutmehl, Fischmehl, Federn, Gelatine, Casein,
Proteinrückstände bei der Leberextraktion, Albumin, Extrakte verschiedener
Organe, Rinderhaut, Torula, Wolle, Myzel-Fermentationsrückstände oder Pro
dukte, die Proteine enthalten, die anfallen bei der Isolierung oder der An
reicherung von Proteinanteilen bei der Behandlung von tierischen oder pflanz
lichen Materialien, zum Beispiel Getreidegluten, Proteinkonzentrate des
Milchserums und Proteinkonzentrate aus Kartoffeln.
Die ammoniakalische Lösung, in der die Aminosäureausgangs
materialien löslich sind, muß einen pH-Wert von höher als
7 haben. Das Ausgangsmaterial kann durch geeignete Vorbe
handlungen gereinigt werden, zum Beispiel durch das Aufgeben
auf eine Kationenaustauscherharz-Säule zur Abtrennung von
Fremdsubstanzen und nachfolgender Eluierung der Aminosäuren,
und/oder durch Aufgabe auf eine Aktivkohlesäule, wobei
einige Aminosäuren, zum Beispiel die aromatischen Aminosäuren,
an der Aktivkohle adsorbiert werden. Der pH-Wert der ammonia
kalischen Lösung ist nach oben nicht begrenzt. Unter Berück
sichtigung des pK-Wertes der Asparaginsäure (pK₁=2,09-
pK₂=3,86) und des pK-Wertes der Glutaminsäure (pK₁=
2,19-pK₂=4,25), und unter Berücksichtigung der obigen
experimentellen Bedingungen weisen die beiden Aminosäuren
ein Ionisationsgleichgewicht auf, das vorzugsweise in der
anionischen Form vorliegt, während die restlichen Amino
säuren ein Ionisationsgleichgewicht aufweisen, das im wesent
lichen beeinflußt wird durch den pH-Wert der ammoniakalischen
Lösung, in der die Ausgangsmaterialien gelöst sind.
Die Asparaginsäure und die Glutaminsäure werden zusammen mit
den restlichen Aminosäuren am Harz adsorbiert. In dem nach
folgenden Verfahrensschritt wird die Eluierung mittels einer
ammoniakalischen Lösung, bestehend aus einer Pufferlösung
aus Ammoniak/Ammoniumchlorid und Ammoniak/Ammoniumacetat
durchgeführt, wobei die unterschiedliche Affinität zwischen
dem Anion, enthalten in der ammoniakalischen Elutionslösung
und dem Harz, an dem die Aminosäuren adsorbiert sind, aus
genutzt wird. Das Elutionsmittel wird so gewählt, daß die
Elutionsvolumina innerhalb der industriell geeigneten Mengen
bereiche liegen.
Der pH-Wert der ammoniakalischen Lösung des Ammoniumchlorids
oder Ammoniumacetats sollte nicht kleiner als 7 sein, mög
lichst höher als 7 sein. Die Konzentration der Cl-- oder
CH₃COO--Ionen kann von einem sehr kleinen bis zu einem sehr
hohen Wert variieren. Die Menge der Cl-- oder CH₃COO--
Ionen beeinflußt das Volumen des Elutionsmittels, das benötigt
wird zur Rückgewinnung der Aminosäuren, und beeinflußt
die gewünschte Konzentration der Asparaginsäure und Glutamin
säure im endgültigen Aminosäuregemisch.
Die Asparaginsäure und Glutaminsäure besitzen eine größere
Affinität zum Harz als die anderen Aminosäuren, und daher
werden sie vollständig oder teilweise von dem Harz mit Re
tentionszeiten eluiert, die unterschiedlich sind von denen
der restlichen Aminosäuren.
Das ammoniakalische Eluat wird von Ammoniak und Teilen des
Wassers befreit durch Einengung im Vakuum. Die erhaltenen
Aminosäuren, die in Form einer 50%igen Suspension oder in
Form eines Pulvers erhalten werden, können zum Beispiel durch
Sprühtrocknen oder durch andere Verfahren getrocknet werden
und danach entsprechend dem gewünschten Anwendungsgebiet auf
bereitet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Rückgewinnung
der Aminosäuren, die in dem ammoniakalischen Eluat nicht
sauer sind, bei 85 bis 90%, bezogen auf das Aminosäure-
Ausgangsmaterial. Diese Ausbeute ist sehr hoch, obwohl sie
abhängt von den experimentellen Bedingungen. Diese Ausbeuten
werden bei Aminosäuregemischen erhalten, in denen die
Asparaginsäure und Glutaminsäure vollständig entfernt sind.
Wenn Gemische gewünscht werden, in denen die Asparaginsäure
und Glutaminsäure in Mengen enthalten sind, die unterhalb
der Menge in den Ausgangsmaterialien liegen, dann liegt die
Ausbeute höher als 95%. In diesem Fall ist die Eluierung
mit Ammoniak/Ammoniumchlorid oder Ammoniak/Ammoniumacetat-
Pufferlösung nicht notwendig, sondern es ist ausreichend,
wenn man ein entsprechendes Ausgangsmaterial verwendet, das
aus Aminosäuren und Asparaginsäure und Glutaminsäure besteht,
wobei diese Aminosäuren leichter vom Harz entfernt werden,
da sie weniger stark an dem Harz adsorbiert sind. Die Ionen
affinität der Asparaginsäure und Glutaminsäure zu dem Harz
ist unter den gegebenen experimentellen Bedingungen größer
als die der restlichen Aminosäuren zum Harz.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt
darin, daß verdünnte ammoniakalische Lösungen in jeder Ver
fahrensstufe verwendet werden können. Dies führt dazu, daß
eine relativ billige Vorrichtung zur Herstellung der Gemische
verwendet werden kann, und daß die Vorrichtung wesentlich
weniger durch die Medien angegriffen wird, als dies bei der
Verwendung von sauren Medien der Fall ist. Ein weiterer Vor
teil in der Verwendung von ammoniakalischen Medien liegt
darin, daß die Bildung von Bakterien, die zum Beispiel bei
Verwendung entsprechender saurer Medien gebildet werden, ver
hindert werden kann. Die Bildung solcher Bakterien ist ins
besondere dann unerwünscht, wenn Produkte hergestellt werden
sollen, die als Arzneimittel in der Veterinärmedizin, als
zootechnische Mittel oder als diätetische Nahrungsmittel
Verwendung finden sollen.
Die Verwendung von Ammoniak für die Eluierung der Aminosäuren
von dem Harz ermöglicht nach entsprechender Konzentrierung
im Vakuum die Herstellung von Lösungen oder Pulvern, die
direkt zur Herstellung von Infusionslösungen geeignet sind.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ver
fahrens liegt darin, daß die Herstellung der Gemische sehr
wirtschaftlich ist, und daß das Verfahren technologisch ein
fach und schnell durchgeführt werden, daß keine kompli
zierten Verfahrensvorschriften zu beachten sind, so daß das
Verfahren vollständig automatisiert werden kann. Durch das
erfindungsgemäße Verfahren werden Aminosäuregemische erhalten,
die ohne weitere Zusätze oder durch Zusätze kleiner Mengen
synthetischer Aminosäuren für die verschiedensten Einsatz
gebiete geeignet sind, wobei die Herstellungskosten erheblich
niedriger sind als die Kosten, die für die entsprechenden
Gemische aus synthetischen Aminosäuren aufgewendet werden
müssen. Auf diese Weise werden die Krankenhauskosten erheb
lich reduziert, da die erfindungsgemäß hergestellten Amino
säurelösungen als therapeutisch wirksame Nahrungsmittel ein
gesetzt werden können.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Produkte lassen sich auf den verschiedensten
Anwendungsgebieten einsetzen, zum Beispiel als Arzneimittel,
zum Beispiel als parenteral, oral und enteral verabreichbare
Nahrungsmittel in der Veterinärmedizin, in der Zootechnologie
und als industrielle Nahrungsmittel. Die Produkte sind
entweder völlig frei von Asparaginsäure und Glutaminsäure,
oder enthalten diese beiden Aminosäuren in einer Menge, die
geringer ist als die Menge der Säuren in den Ausgangsmate
rialien, so daß die erhaltenen Produkte in den gewünschten
Eignungsgebieten verwendet werden können.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher
erläutert. Die grundlegenden Parameter der Versuchsbeispiele
sind nachfolgend zusammengefaßt, und diese sind für alle
Beispiele gültig, sofern nicht gesonderte Parameter in den
Beispielen erwähnt sind.
Säule:Innendurchmesser = 10 cm
Höhe = 250 cm
Harzmenge = 11 l
Harztyp = IRA 400 in der OH--Form Ausgangslösung:Aminosäuregemisch, gelöst in verdünntem Ammoniak, pH-Wert etwa 10. Die genauen Angaben bezüglich der Gesamtmenge der Aminosäuren und der relativen Prozentangaben sind in den jeweiligen Beispielen gemacht. Percolationsrate:Die Percolationsrate der Ausgangs lösung liegt bei 1 Volumen Lösung/h/ Volumen Harz bis 2 Volumen Lösung/h/ Volumen Harz (entsprechend 11 l/h bzw. 22 l/h) für die oben angegebene Säule. Die genauen Werte sind in den einzelnen Beispielen angegeben. Elutionslösung:A) Ammoniak/Ammoniumchlorid-Pufferlösung.
Die Lösung wird hergestellt durch Zugabe von 1,4 l konzentrierter Salz säure zu 100 l 3n Ammoniak. Der pH- Wert der Lösung liegt bei etwa 11. B) Ammoniak/Ammoniumacetat-Pufferlösung.
Die Lösung wird hergestellt durch Zugabe von 0,850 l Eisessig zu 100 l 3n Ammoniak. Die erhaltene Lösung besitzt einen pH-Wert von etwa 11,2. C) Ammoniak/Ammoniumacetat-Pufferlösung.
Die Lösung wird hergestellt durch Zugabe von 0,85 l Eisessig zu 100 l 0,3n Ammoniak. Die Lösung besitzt einen pH-Wert von etwa 9,2.
Höhe = 250 cm
Harzmenge = 11 l
Harztyp = IRA 400 in der OH--Form Ausgangslösung:Aminosäuregemisch, gelöst in verdünntem Ammoniak, pH-Wert etwa 10. Die genauen Angaben bezüglich der Gesamtmenge der Aminosäuren und der relativen Prozentangaben sind in den jeweiligen Beispielen gemacht. Percolationsrate:Die Percolationsrate der Ausgangs lösung liegt bei 1 Volumen Lösung/h/ Volumen Harz bis 2 Volumen Lösung/h/ Volumen Harz (entsprechend 11 l/h bzw. 22 l/h) für die oben angegebene Säule. Die genauen Werte sind in den einzelnen Beispielen angegeben. Elutionslösung:A) Ammoniak/Ammoniumchlorid-Pufferlösung.
Die Lösung wird hergestellt durch Zugabe von 1,4 l konzentrierter Salz säure zu 100 l 3n Ammoniak. Der pH- Wert der Lösung liegt bei etwa 11. B) Ammoniak/Ammoniumacetat-Pufferlösung.
Die Lösung wird hergestellt durch Zugabe von 0,850 l Eisessig zu 100 l 3n Ammoniak. Die erhaltene Lösung besitzt einen pH-Wert von etwa 11,2. C) Ammoniak/Ammoniumacetat-Pufferlösung.
Die Lösung wird hergestellt durch Zugabe von 0,85 l Eisessig zu 100 l 0,3n Ammoniak. Die Lösung besitzt einen pH-Wert von etwa 9,2.
Die einzelnen Zeitangaben sind in den jeweiligen Beispielen
gemacht. Auf der Grundlage der Zeitdauer für die Zuführung
der Ausgangslösung und auf Grundlage der Konzentration der
Aminosäuren ist es möglich, die Menge der Aminosäuren auf
der Säule, insbesondere die Menge der Asparaginsäure und
Glutaminsäure, zu bestimmen. Diese Angaben sind in den ein
zelnen Beispielen aufgeführt. Während der Phase der Zuführung
der Aminosäuren auf die Säule enthält die Lösung, die durch
die Säule läuft, und die von der Säule abgenommen wird,
keine Aminosäuren. Einzelne Ausnahmen davon sind in den ein
zelnen Beispielen besonders hervorgehoben. Gleichbleibend für
alle nachfolgenden Beispiele gilt, daß das ammoniakalische
Eluat nach der Konzentration unter verringertem Druck ein
Produkt liefert, das frei von pyrogenen Substanzen und
ähnlichen Substanzen, wie das Histamin, ist. Der Gehalt an
Ammoniak in dem erhaltenen Gemisch ist geringer als 0,02 g/
100 g Aminosäuren im Trockenzustand, und es fehlen Kationen
von starken Basen auf Grund des Fehlens von Asparaginsäure
und Glutaminsäure. In den Gemischen, die einen gewissen Anteil
an Asparaginsäure und Glutaminsäure enthalten, ist auch ein
gewisser Kationengehalt vorhanden, der für die Verwendung der
Gemische für die parenterale Ernährung geeignet ist (vgl.
Beispiele 12, 13 und 14), wobei dieser Gehalt in der Formulie
rung wesentlich niedriger ist als der Gehalt in üblichen
pharmazeutischen Gemischen, die aus Proteinhydrolysaten her
gestellt werden.
Die Aminosäurelösung (AA), die als Ausgangsgemisch verwendet
wird, ist wie folgt zusammengesetzt:
Die Percolationsrate in dem obigen Beispiel ist 11 l/h/V
entsprechend einem Volumen (V) der Lösung/h/Volumenharz.
Nach 140minütiger Zuführung der Lösung wurden keine oder
nur vernachlässigbare Mengen von Aminosäuren in der ammonia
kalischen Lösung festgestellt, die durch die Austauscherharz-
Säule percoliert ist. Nach weiterer 60minütiger Zuführung
der ammoniakalischen Lösung, die die Aminosäuren in den oben
angegebenen Konzentrationen enthielt, wurden 420 g der Amino
säuren in der die Harzsäule verlassenden Lösung gefunden.
In dieser Fraktion war keine Asparaginsäure enthalten, und der
Gehalt an Glutaminsäure betrug 0,085 g/l Lösung. Der Gesamt
gehalt an Glutaminsäure betrug 0,935 g/420 g Aminosäure
eluat in 60 min. Der prozentuale Gehalt an Glutaminsäure be
trägt somit 0,22%, bezogen auf das Aminosäuregemisch. Nach
weiteren 160 min unter Zuführung der ammoniakalischen Lösung,
enthaltend die Aminosäuren in den oben angegebenen Verhält
nissen, wurde eine Lösung aufgefangen, enthaltend 52,31 g
Asparaginsäure und 99,25 g Glutaminsäure/984 g Aminosäure
gemisch gesamt. Dies entspricht 1,78 g Asparaginsäure/l und
3,38 g Glutaminsäure/l aufgefangene Lösung. In der nach
160 min aufgefangenen Fraktion beträgt der Gehalt an Aspara
ginsäure 5,32%, und der Gehalt an Glutaminsäure 10,09%.
Insgesamt sind in den beiden Fraktionen nach einer Percola
tionszeit von 220 min 52,31 g Asparaginsäure und 100,18 g
Glutaminsäure, bezogen auf ein Gemisch von 1404 g Amino
säuren,
enthalten. Dies entspricht 3,73% Asparaginsäure in 100 g
Aminosäuren, und 7,14% Glutaminsäure in 100 g Aminosäuren.
Das Ergebnis zeigt, daß die beiden Aminosäuren in wesentlichen
Mengen an dem Harz adsorbiert werden.
Die der Austauschersäule zugeführte Lösung besteht aus
einem Aminosäuregemisch gemäß der Zusammensetzung nach
Tabelle 2. Die Konzentration und die relativen Mengen der
Aminosäuren sind in den Beispielen 3 bis 6 die gleichen
wie in Tabelle 2 angegeben.
Percolationsrate= 1 Volumen Lösung/h/Volumen Harz
Zeitdauer der Zuführung
der Lösung= 120 min Menge der auf die Säule
gegebenen Aminosäuren= 824,3 g Asparaginsäure auf der Säule= 58,3 g Glutaminsäure auf der Säule= 208,8 g Eluationslösung= Pufferlösung A Zeitdauer der Eluierung= 240 min Gesammeltes Volumen= 44 l
der Lösung= 120 min Menge der auf die Säule
gegebenen Aminosäuren= 824,3 g Asparaginsäure auf der Säule= 58,3 g Glutaminsäure auf der Säule= 208,8 g Eluationslösung= Pufferlösung A Zeitdauer der Eluierung= 240 min Gesammeltes Volumen= 44 l
In der Tabelle 3 sind die Daten zusammengetragen betreffend
die Rückgewinnung der Aminosäuren von der Säule und die
entsprechenden Anteile. Die zurückgewonnene Menge an Amino
säure nach der Eluierung beträgt 472,1 g (theoretische Menge
557,3 g, wenn man die Menge der Asparaginsäure und Glutamin
säure von der Gesamtmenge der Aminosäuren auf der Säule
abzieht). Die Ausbeute beträgt 84,7% der Theorie. In der
erhaltenen endgültigen Mischung, die frei von Asparaginsäure
und Glutaminsäure ist, beträgt der Chlorgehalt 0,7%.
Es wurde die gleiche Lösung wie im Beispiel 2 beschrieben
auf die Säule gegeben. Die Percolationsrate und die Zeit
dauer der Zuführung der Lösung und die Pufferlösung (Puffer
lösung A) sind die gleichen wie in Beispiel 2 angegeben.
Eluierungsdauer= 300 min
Gesamtes Volumen= 55 l
In der folgenden Tabelle 4 sind die zurückgewonnenen Mengen
und die Verteilung hinsichtlich der auf die Säule gegebenen
Aminosäuren zusammengefaßt. Die in der Tabelle 4 zusammen
gefaßten Daten zeigen, daß die Ausbeuten an zurückgewonnenen
Aminosäuren bei allen Versuchen oberhalb von 93% liegt,
mit Ausnahme des Methionins, bei dem die Ausbeute lediglich
84,4% betrug. Die Menge an Asparaginsäure in Prozent be
trägt etwa 1/6 der Menge der Ausgangsmischung, während die
Menge an Glutaminsäure etwa 1/4 der Ausgangsmenge beträgt.
Der Chlorgehalt in der erhaltenen endgültigen Mischung beträgt
2,6%, bezogen auf die enthaltenen Aminosäuren.
Percolationsrate= 1,74 Volumen Lösung/h/Volumen Harz
Zeitdauer für die
Zuführung der Lösung= 120 min Menge der auf die Säule
gegebenen Aminosäuren= 876,8 g Asparaginsäure auf der Säule= 62 g Glutaminsäure auf der Säule= 222,1 g Zeitdauer der Eluierung= 140 min Gesammeltes Volumen= etwa 44,6 l Elutionslösung= Pufferlösung A
Zuführung der Lösung= 120 min Menge der auf die Säule
gegebenen Aminosäuren= 876,8 g Asparaginsäure auf der Säule= 62 g Glutaminsäure auf der Säule= 222,1 g Zeitdauer der Eluierung= 140 min Gesammeltes Volumen= etwa 44,6 l Elutionslösung= Pufferlösung A
In der folgenden Tabelle 5 sind die Ergebnisse und die
Verteilung der einzelnen Aminosäuren zusammengefaßt.
Die Ausbeute an Aminosäuren nach der Eluierung beträgt
511,6 g, während der theoretische Wert nach Abzug der
Menge an Asparaginsäure und Glutaminsäure von der Gesamt
menge der Aminosäuren auf der Säule 592,7 g beträgt.
Daraus ergibt sich eine Ausbeute von 86,3%. Der Gehalt
an Chlor in der endgültigen Mischung, die keine Asparagin
säure und keine Glutaminsäure enthält, beträgt 1,4%,
bezogen auf die enthaltenen Aminosäuren.
Das Versuchsbeispiel 5 wurde in der gleichen Weise wie in
Beispiel 4 beschrieben durchgeführt, jedoch mit der Aus
nahme, daß die Dauer der Eluierung auf 180 min erhöht
wurde, und dadurch das Volumen der gesammelten Lösung sich
auf 57,1 erhöhte.
In der folgenden Tabelle 6 sind die Ergebnisse des Verfah
rens zusammengefaßt.
Die Daten aus Tabelle 6 zeigen, daß die Menge an zurück
gewonnenen Aminosäuren größer als 90% ist, mit der Aus
nahme des Methionins und Histidins, bei denen die Ausbeute
mehr als 80% beträgt. Die Menge an Asparaginsäure in
Prozent der Mischung beträgt etwa 1/6 der Menge der Aspara
ginsäure in der Ausgangsmischung. Diese Ergebnisse stimmen
mit den Ergebnissen von Beispiel 3 überein, bei dem die
Menge an zugeführter Lösung geringer war. Der Chlorgehalt
in der endgültigen Mischung beträgt hier 3,1%.
Das Beispiel 6 wird hinsichtlich der Säulenbedingungen, der
Menge an Aminosäuren, der Zuführungsrate und der Art der
Elutionslösung in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 und
5 beschrieben durchgeführt. Die Zeit für die Eluierung be
trägt 150 min, so daß etwa 48 l der ammoniakalischen Lösung
von Ammoniumchlorid auf die Säule gegeben wurden.
In Tabelle 7 sind die Ergebnisse des Versuchs zusammenge
faßt. Der Chlorgehalt der endgültigen Mischung beträgt
1,8%. Die Beispiele 4, 5 und 6 zeigen, daß es möglich ist,
Mischungen von Aminosäuren mit unterschiedlichen Gehalten
an Asparaginsäure und Glutaminsäure herzustellen, wenn man
die Zeitdauer der Eluierung variiert.
Das Versuchsbeispiel 7 wurde durchgeführt wie in Beispiel 5
beschrieben, jedoch mit der Ausnahme, daß als Pufferlösung
eine Ammoniak/Ammoniumacetat-Pufferlösung (B) verwendet wurde.
Die Menge der auf die Säule gegebenen Aminosäuren beträgt
886,5 g, der Gehalt an Asparaginsäure und Glutaminsäure
beträgt 61,7 g bzw. 221,4 g. Die Konzentration und die
prozentuale Zusammensetzung der zugeführten Lösung unterschei
det sich nicht wesentlich von denen der vorhergehenden Bei
spiele. Dies betrifft auch den pH-Wert.
In der nachfolgenden Tabelle 8 sind die Ergebnisse und die
Verteilung der Aminosäuren zusammengefaßt. - Bei der Eluierung
wurden 539,4 g Aminosäuren zurückgewonnen (theoretische
Menge 603 g nach Abzug der Asparaginsäure und Glutaminsäure
von der Gesamtmenge der auf die Säule gegebenen Aminosäuren).
Die Ausbeute beträgt somit 89,4% der Theorie. Der Acetat
gehalt in der endgültigen Mischung, die keine Asparaginsäure
und Glutaminsäure enthält, beträgt 1%.
Dieses Beispiel wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 7
beschrieben durchgeführt, mit der gleichen Ausgangslösung
und unter den gleichen Versuchsbedingungen, jedoch unter
Verwendung einer Ammoniak/verdünnte Ammoniakacetat-Puffer
lösung (C). Die Eluierungsphase mit ammoniakalischer Lösung
von Ammoniumacetat dauert 195 min, entsprechend etwa 62 l
ammoniakalischer Lösung von Ammoniumacetat.
In der folgenden Tabelle 9 sind die zurückgewonnenen Mengen
und die Verteilung der Aminosäuren zusammengefaßt. Die Menge
an zurückgewonnenen Aminosäuren nach der Eluierung beträgt
526,9 g (theoretische Ausbeute nach Abzug der Mengen an
Asparaginsäure und Glutaminsäure von der Gesamtmenge der
Aminosäuren auf der Säule = 603 g). Die Ausbeute beträgt
somit 87,4%. Der Acetatgehalt in der endgültigen Mischung
beträgt 1,1%.
Aus Fischer et al., "Pathogenesis and Therapy of Hepatic
Coma" - Progress in Liver Disease, Bd. V - 1975; "The Role
of Plasma Amino Acids in Hepatic Encephalopathy", Surgery,
Bd. 80, Nr. 1, Seiten 77-91 (1976); "Chronic Hepatic Ence
phalopathy - Long Term Therapy with a Branched Chain Amino
Acids Enriched Elemental Diet" - JAMA, Band 242, Nr. 4,
Seiten 347-349 (1979) ist bekannt, daß Patienten mit
chronischen Leberschäden und Leberzirrhose im Plasma eine
Aminosäureverteilung aufweisen, die wesentlich unterschied
lich von der von gesunden Patienten ist, und zwar ist die
Menge an Phenylalanin, Tyrosin, Glutaminsäure, Asparagin
säure und Methionin wesentlich erhöht, während die Menge an
Isoleucin, Leucin und Valin erheblich verringert ist.
Das Verhältnis von der Aminosäuren
im Plasma zeigt einen wesentlichen Zusammenhang mit dem
Ausmaß der Enzephalopathie. Es ist festgestellt worden, wenn
das obige Verhältnis der Aminosäuren zueinander von etwa
1 (Erkrankungszustand) auf einen Normalwert von 3 bis 3,5
gebracht wird, daß dann eine wesentliche Verbesserung des
enzephalopathischen Zustands eintritt. Es ist festgestellt
worden, daß der allgemeine und der neurologische Zustand
dieser Patienten sich verbessert, wenn die Patienten
parenteral mit Aminosäurelösungen ernährt werden, die einen
hohen Gehalt an Isoleucin-Leucin-Valin, und einen geringen
Gehalt an Methionin-Phenylalanin-Trytophan aufweisen,
und wenn die verabreichten Lösungen völlig frei von Aspara
ginsäure, Glutaminsäure und Tyrosin sind. Diese Mittel kön
nen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens leicht her
gestellt werden, wobei die Herstellung dieser Mittel nach
diesem Verfahren erheblich wirtschaftlicher ist, als die
Herstellung der Aminosäuregemische aus synthetischen Amino
säuren. Wenn Casein als Ausgangsmaterial nach der vollstän
digen sauren Hydrolyse verwendet wird, erhält man ein
Aminosäuregemisch, das nach entsprechenden Vorbehandlungen
und nach einer Reinigung, wie in den Beispielen 2, 4, 7 und
8 beschrieben, eine durchschnittliche prozentuale Zusammen
setzung an Aminosäuren aufweist gemäß der folgenden Tabelle 10.
Die in der Tabelle in Klammern angegebenen Werte
geben die zusätzlichen Bereiche in den Mischungen, ausgehend
von den Proteinhydrolysaten wieder.
Threonin 6,5 (5,8-7,1)
Serin 8,3 (7,5-9,1)
Prolin22,3 (20,1-24,5)
Glycin 3,8 (3,4-4,2)
Alanin 7,0 (6,3-7,7)
Valin10,9 (9,8-12,0)
Methionin 2,2 (2-2,4)
Isoleucin 6,2 (5,6-6,8)
Leucin13,2 (11,9-14,5)
Lysin17,2 (15,5-18,9)
Histidin 2,4 (2,2-2,6)
Die obige Zusammensetzung kann optimiert
werden durch Zugabe von relativ kleinen Mengen einiger
Aminosäuren, wodurch ausgewählte Mischungen hergestellt
werden können.
Die zur Herstellung des Aminosäuregemisches verwendete Säule
ist die gleiche wie in den vorhergehenden Beispielen. Die
Percolationsrate beträgt bei diesem Beispiel 1,74 Volumen
Lösung/h/Volumen Harz. Die der Säule zugeführte Lösung be
steht aus einer Mischung von Aminosäuren mit der in der nach
folgenden Tabelle angegebenen Verteilung, gelöst in verdünn
tem Ammoniak (pH-Wert etwa 10).
Die obige ammoniakalische Lösung wird innerhalb einer Zeit
von 210 min über die Säule gegeben, und danach wird Wasser für
60 min durch die Säule percoliert. In der von der Säule ab
genommenen Lösung befindet sich in der Fraktion der ersten
90 min keine Aminosäure. Nach dieser Zeit wird die Lösung
einschließlich des percolierten Wassers für einen Zeitraum
von 180 min aufgefangen. In der nachfolgenden Tabelle 12
sind die Ergebnisse der aufgefangenen Lösung und die Amino
säureverteilung zusammengefaßt. Die zurückgewonnene Menge an
Aminosäuren beträgt 1,869 g (93% der Theorie, bezogen auf
die theoretisch zurückgewinnbare Menge in Höhe von 2,009 g).
Bei der Ermittlung der Ausbeute ist die Menge an Asparagin
säure (142 g) und die Menge an Glutaminsäure (455 g), die
an der Säule adsorbiert worden ist, von der Gesamtmenge der
auf die Säule gegebenen Aminosäuren abzuziehen.
Die so erhaltene Aminosäuremischung weist ein Gleichgewicht
zwischen Aminosäuren mit sauren Eigenschaften und Amino
säuren mit basischen Eigenschaften auf. Durch Zugabe von
kleinen Mengen an anorganischen Basen oder organischen Basen
kann aus diesen Mischungen nach der Einengung unter verminder
tem Druck ein Produkt hergestellt werden, dessen Gehalt an
Ammoniak geringer als 0,02 g/100 g Aminosäuren ist, und das
eine geringe Menge an Kationen enthält, wenn eine anorganische
Base verwendet wird, bzw. überhaupt keine Kationen und
Anionen enthält, wenn eine organische Base verwendet wird.
Die Wahl der Zugabe einer anorganischen oder organischen
Base hängt von dem gewünschten Anwendungsgebiet des Produkts
ab.
Ausgehend von dem Verfahren gemäß Beispiel 9 kann eine
Aminosäuremischung hergestellt werden, die die folgende
prozentuale Zusammensetzung nach der Behandlung mit einem
IRA 400-Austauscherharz aufweist (siehe Tabelle 13):
Asparaginsäure 2,55% (2,2-2,8)
Threonin 5,26% (4,7-5,8)
Serin 6,72% (6,0-7,4)
Glutaminsäure11,50% (10,3-12,7)
Prolin17,50% (15,7-19,3)
Glycin 2,99% (2,6-3,3)
Alanin 5,48% (4,9-6,1)
Valin 9,49% (8,5-10,5)
Methionin 3,01% (2,7-3,3)
Isoleucin 6,11% (5,4-6,7)
Leucin12,55% (11,2-13,8)
Lysin13,49% (12,1-14,8)
Histidin 3,10% (2,7-3,4)
Arginin- (0-8,3)
Der Gehalt an Valin, Isoleucin und Leucin in der Mischung
beträgt 28,15%, bezogen auf die restlichen Aminosäuren.
Dieses Gemisch ist daher als Ausgangsmaterial für Mischungen
geeignet mit einem hohen Gehalt an verzweigtkettigen Amino
säuren.
Auf Grundlage des Verfahrens nach Beispiel 9 kann eine
Mischung von Aminosäuren mit der folgenden prozentualen
Zusammensetzung hergestellt werden, und zwar nachdem das
Gemisch über eine Säule vom Typ IRA 400 gegeben worden ist:
Asparaginsäure 2,55% (2,2-2,8)
Threonin 5,26% (4,7-5,8)
Serin 6,72% (6,0-7,4)
Glutaminsäure11,50% (10,3-12,7)
Prolin17,50% (15,7-19,3)
Glycin 2,99% (2,6-3,3)
Alanin 5,48% (4,9-6,1)
Valin 9,49% (8,5-10,5)
Methionin 3,01% (2,7-3,3)
Isoleucin 6,11% (5,4-6,7)
Leucin12,55% (11,2-13,8)
Lysin13,49% (12,1-14,8)
Histidin 3,10% (2,7-3,4)
Arginin- (0-5,0)
Es wurde der Versuch gemäß Beispiel 8 wiederholt, jedoch mit
der Ausnahme bezüglich der Konzentration und der Zusammen
setzung der Aminosäuren in der Ausgangslösung (vgl. die
nachfolgende Tabelle 15). Die Menge der Aminosäuren, die auf
die Säule gegeben wird, beträgt 1271,3 g, und der Gehalt an
Asparaginsäure und Glutaminsäure beträgt 79,4 g bzw. 275,0 g.
Die Daten in der Tabelle 15 zeigen, daß die zugeführte Lösung
auf Grund der Tatsache, daß sie hergestellt wird durch Reinigung
von Aminosäuregemischen, die vom Casein abgeleitet sind,
Tyrosin, Phenylalanin und Arginin enthält, die in den Lösungen
der anderen Beispiele nicht enthalten sind, da es möglich
ist, diese drei Aminosäuren auf unterschiedliche Weise zu
eliminieren.
In der nachfolgenden Tabelle 16 sind die Mengen an rückge
wonnener Aminosäure und die Verhältnisse der Aminosäuren zu
einander zusammengefaßt. Bei Einhaltung der Versuchsbedin
gungen gemäß Beispiel 12 wird Tyrosin und Phenylalanin voll
ständig adsorbiert, in der gleichen Weise wie Asparaginsäure
und Glutaminsäure, während Arginin vom Harz eluiert wird,
zusammen mit den restlichen Aminosäuren. Es ist
möglich, Formulierungen herzustellen, die für die
parenterale und enterale Ernährung geeignet sind.
Der Versuch von Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung
der gleichen Ionenaustauschersäule, des gleichen Ionenaus
tauscherharzes und der gleichen ionischen Form des Harzes.
Die Percolationsrate betrug 1 Volumen Lösung/H/Volumen Harz.
Die dem Harz zugeführte Lösung bestand aus einer Aminosäure
mischung in den Verhältnissen gemäß der folgenden Tabelle 17,
wobei das Aminosäuregemisch erhalten wurde durch die Hydro
lyse von Sojamehl nach den üblichen Reinigungsbehandlungen.
Die ammoniakalische Lösung wird innerhalb einer Zeit von
120 min über die Austauschersäule gegeben. Die Menge an
Aminosäure, die auf die Säule gegeben wird, beträgt 836,44 g,
und der Gehalt an Asparaginsäure beträgt 115,4 g, und der
Gehalt an Glutaminsäure 204,7 g. Nach Beendigung der Zugabe
der Lösung wurde die Eluierung eingeleitet, unter Verwendung
einer verdünnten Ammoniak/Ammoniumchlorid-Pufferlösung (A).
Die Eluierung wurde durchgeführt für 240 min, entsprechend
44 l ammoniakalischer Lösung von Ammoniumchlorid. Das gesamte
Eluat wurde gesammelt. In der folgenden Tabelle 18 sind die
Ergebnisse des Versuchs zusammengefaßt. Die Rückgewinnung an
Aminosäuren nach der Eluierung beträgt 460,2 g, und die
theoretische Ausbeute, berechnet unter Abzug der Mengen an
Asparaginsäure und Glutaminsäure von der Gesamtmenge der
Aminosäuren auf der Säule, beträgt 516,14 g. Die Ausbeute
beträgt somit 89,2%. Der Chlorgehalt in der endgültigen Mi
schung, die keine Asparaginsäure und Glutaminsäure enthält,
beträgt 0,7%.
Es können Formulierungen hergestellt werden,
die geeignet sind, klinische Nahrungsmittel oder für den Ein
satz in der Zootechnologie oder in der Veterinärmedizin durch
geeignete Zugabe von Aminosäuren, die in der Zwischenprodukt
formulierung fehlen, zu ergeben.
Das Verfahren von Beispiel 13 wurde unter Einhaltung der dort
beschriebenen Verfahrensbedingungen wiederholt. Das Amino
säuregemisch, das auf die Säule gegeben wurde, bestand aus
einer Lösung mit den Konzentrationen und der Zusammensetzung
wie in der nachfolgenden Tabelle 19 angegeben.
Das Aminosäuregemisch wurde erhalten durch die Hydrolyse
von Fischmehl nach geeigneten Reinigungsbehandlungen und
nach einer entsprechenden Entfärbung. Die Menge der Amino
säuren, die auf die Säule gegeben wurde, beträgt 883,6 g,
und der Gehalt an Asparaginsäure und Glutaminsäure beträgt
73,7 g bzw. 143,2 g. Die Percolationsrate wurde auf 1,74
Volumen Lösung/h/Volumen Harz erhöht. Die Phase, die von
der Säule abgenommen wurde, während die Aminosäurelösung der
Säule zugeführt wurde, enthielt keine Aminosäuren.
Die Eluierung wurde mit einer ammoniakalischen Lösung von
Ammoniumchlorid (Pufferlösung A) vorgenommen. Die Eluierung
dauerte 140 min, entsprechend etwa 44,6 l ammoniakalischer
Ammoniumchloridlösung. Das gesamte Eluat wurde gesammelt.
In der nachfolgenden Tabelle 20 sind die Ergebnisse des
Versuchs zusammengefaßt. Die Menge an zurückgewonnenen Amino
säuren nach der Eluierung beträgt 565 g. Die theoretische
Menge beträgt 666,7 g, berechnet durch Abzug der Asparagin
säure und Glutaminsäure von der Gesamtmenge der auf die Säule
gegebenen Aminosäuren. Daraus ergibt sich eine Ausbeute von
87,7%. Der Chlorgehalt der endgültigen Mischung, die keine
Asparaginsäure und Glutaminsäure enthält, beträgt 1,4%.
Es können aus diesem Gemisch geeignete Formulie
rungen hergestellt werden, die für die zootechnologische An
wendung, für die veterinärmedizinische Anwendung und die
als klinische Nahrungsmittel geeignet sind, wenn die entspre
chenden Aminosäuren hinzugefügt werden, welche in der Zwi
schenproduktformulierung fehlen.
Der Versuch nach Beispiel 14 wurde unter Beibehaltung der
dort angegebenen Versuchsbedingungen wiederholt, wobei jedoch
die Percolationsrate 1,74 Volumen Lösung/h/Volumen Harz be
trug. Die Menge der auf die Säule gegebenen Aminosäuren be
trug 871,0 g, und der Gehalt an Asparaginsäure und Glutamin
säure 107,6 g bzw. 147,2 g. Die Daten bezüglich der Konzen
tration und der prozentualen Zusammensetzung der dem Harz
zugeführten Lösung sind in der nachfolgenden Tabelle 21
zusammengefaßt. Zur Eluierung wurde die Pufferlösung C ver
wendet. Die Eluierung mit der ammoniakalischen Ammonium
acetatlösung dauerte 195 min, entsprechend etwa 60 l ammonia
kalischer Ammoniumacetatlösung.
In der nachfolgenden Tabelle 21 sind die Ergebnisse des
Versuchs zusammengefaßt. Die Zusammensetzung gemäß Tabelle 21
leitet sich von der vollständigen Hydrolyse des Eialbumins
ab, wobei das erhaltene Produkt anschließend gereinigt wurde.
Aus dem Aminosäuregemisch können klinische Nahrungsmittel
formuliert werden.
Das Verfahren gemäß Beispiel 15 wurde unter Beibehaltung der
Verfahrensbedingungen wiederholt, wobei jedoch die auf die
Säule gegebene ammoniakalische Lösung der Amminosäuren die
folgende Zusammensetzung gemäß Tabelle 23 aufwies:
Das Gemisch der Aminosäuren wurde erhalten durch die Hydro
lyse eines Proteinkonzentrats aus Kartoffeln nach den üblichen
Reinigungsbehandlungen und nach der üblichen Entfärbungs
behandlung. Die in der Tabelle 23 angegebenen Werte sind nur
Beispiele, sie schränken den Erfindungsbereich nicht ein,
und diese Werte können in weiten Bereichen in Abhängigkeit
von dem Ausgangsprotein variiert werden.
Die Percolationsrate, die Zeitdauer für die Zuführung der
Lösung auf die Säule, die Zeit für die Durchführung des
Verfahrens und die Zeitdauer für die Eluierung entsprechen
in etwa den Daten gemäß Beispiel 8.
In der nachfolgenden Tabelle 24 sind die Ergebnisse bezüglich
der zurückgewonnenen Aminosäuren und das Gleichgewicht zwischen
den Aminosäuren zusammengefaßt. In der gleichen Weise, wie in
den vorhergehenden Beispielen beschrieben, ist es möglich,
aus dem Aminosäuregemisch Formulierungen herzustellen, die
für die klinische Ernährung geeignet sind, oder die für andere
geeignete Anwendungszwecke eingesetzt werden können durch ent
sprechende Zugabe von weiteren Aminosäuren, zum Beispiel
Arginin, Tryptophan, Phenylalanin und Tyrosin.
Das Verfahren gemäß Beispiel 9 wurde unter Einhaltung der
Verfahrensbedingungen wiederholt, wobei jedoch eine ammonia
kalische Aminosäurelösung mit der Konzentration und der
Zusammensetzung gemäß Beispiel 16 auf die Austauschersäule
gegeben wurde. Die Mischung der Aminosäuren wurde erhalten
durch Hydrolyse eines Protein-Konzentrats aus Kartoffeln,
nach den üblichen Reinigungsbehandlungen und der üblichen
Entfärbungsbehandlung.
Die Percolationsrate und die Zeitdauer für das Durchschleusen
der Lösung durch die Säulen, die Verfahrenszeit und die Zeit
der Eluierung entsprechen in etwa den Daten gemäß Beispiel 9.
In der nachfolgenden Tabelle 25 sind die Daten bezüglich der
zurückgewonnenen Aminosäuren und der Aminosäureverteilung
unter Berücksichtigung der auf diese Säule gegebenen Aminosäuren
zusammengefaßt. In der gleichen Weise wie in den vorhergehenden
Beispielen beschrieben, ist es möglich, aus dem gewonnenen
Aminosäuregemisch Formulierungen herzustellen, die geeignet
sind als klinische Nahrungsmittel oder für andere Anwendungs
zwecke durch die Zugabe weiterer geeigneter Aminosäuren, zum
Beispiel Arginin, Tyrosin, Phenylalanin und Tryptophan.
Claims (6)
1. Verfahren zur vollständigen oder teilweisen Eliminierung
von Asparaginsäure und Glutaminsäure aus einem Protein
hydrolysat oder einem Aminosäuregemisch, das Asparaginsäure
und Glutaminsäure enthält, unter Verwendung von Anionen
austauscherharzen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hydrolysat bzw. Aminosäuregemisch in Form einer
wäßrigen ammoniakalischen Lösung auf das Anionenaustauscher
harz aufgegeben wird und anschließend mit einer Ammoniak/-
Ammoniumchlorid bzw. Ammoniumacetat-Pufferlösung eluiert
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Amino
säuregemisch verwendet, das erhalten wurde durch Hydrolyse eines tie
rischen oder pflanzlichen Proteins.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Protein Casein verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Protein Fischmehl, Sojamehl, Blutmehl,
Federn, Gelatine, Rinderhaut, Torula, Proteinrück
stände aus Leberextrakten, Albumin, Organextrakte,
Protein enthaltende Produkte, die bei der Isolierung
oder Anreicherung von Protein bei der Behandlung von
tierischen oder pflanzlichen Materialien erhalten
werden, Proteinkonzentrate aus Kartoffeln, Getreide
gluten und Milchserum einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Protein ein industrielles oder landwirt
schaftliches proteinhaltiges Abfallprodukt verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Aminosäuregemisch ein Gemisch verwendet,
das beim industriellen Fermentationsverfahren erhalten
wird.
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IT22514/81A IT1205604B (it) | 1981-06-23 | 1981-06-23 | Procedimento per la eliminazione totale o parziale di acido aspartico e acido glutammico da idrolisati proteici e micele di amminoacidi con conseguete ottenimento di miscele di aminoacidi ad alto valore nutrizionale |
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