RU2429291C1 - Digestive agent of microbial enzymes - Google Patents
Digestive agent of microbial enzymes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429291C1 RU2429291C1 RU2009148627/10A RU2009148627A RU2429291C1 RU 2429291 C1 RU2429291 C1 RU 2429291C1 RU 2009148627/10 A RU2009148627/10 A RU 2009148627/10A RU 2009148627 A RU2009148627 A RU 2009148627A RU 2429291 C1 RU2429291 C1 RU 2429291C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lipase
- activity
- amylase
- protease
- enzymes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микробиологии и медицине и касается мультиферментных лекарственных средств, применяемых для лечения нарушений пищеварения.The invention relates to microbiology and medicine, and relates to multienzyme drugs used to treat digestive disorders.
Значительный интерес к практическому использованию ферментов в медицине обусловлен важной ролью, которую они играют в биологических процессах, в частности в процессах пищеварения у человека и животных. Расщепление пищи происходит с помощью панкреатических ферментов, обладающих липолитической (липаза), протеолитической (протеаза) и амилолитической (альфа-амилаза) активностями.Significant interest in the practical use of enzymes in medicine is due to the important role they play in biological processes, in particular in digestion in humans and animals. Food breakdown occurs with the help of pancreatic enzymes with lipolytic (lipase), proteolytic (protease) and amylolytic (alpha-amylase) activities.
Нарушения процесса пищеварения различной степени выраженности встречаются практически при всех заболеваниях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), в первую очередь поджелудочной железы (ПЖ) - основного источника пищеварительных ферментов, а также при нарушениях функционирования желудка, различных отделов кишечника, желчного пузыря, ряде заболеваний щитовидной железы, СПИДе и т.д.Digestive disorders of varying severity are found in almost all diseases of the gastrointestinal tract (GIT), primarily the pancreas (pancreas), the main source of digestive enzymes, as well as in disorders of the stomach, various intestines, gall bladder, and a number of thyroid diseases glands, aids, etc.
Ферментные препараты из различных источников широко используются для компенсации собственной недостаточности пищеварительных ферментов у человека (заместительной терапии). Применение пищеварительных ферментных препаратов не ограничивается компенсацией секреторной недостаточности. Такие препараты показаны и здоровым людям для улучшения переваривания пищи.Enzyme preparations from various sources are widely used to compensate for the inherent insufficiency of digestive enzymes in humans (replacement therapy). The use of digestive enzyme preparations is not limited to compensating for secretory insufficiency. Such drugs are also indicated for healthy people to improve digestion.
Современные препараты животного происхождения на основе панкреатина (препарата из поджелудочной железы свиней и крупного рогатого скота) содержат в своем составе протеазу, альфа-амилазу и липазу и представляют собой микрогранулы или таблетки, покрытые кишечнорастворимой оболочкой. Они показаны для применения при внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы: хроническом панкреатите, муковисцидозе; нарушении усвоения пищи для улучшения переваривания пищи у лиц с нормальной функцией ЖКТ в случае погрешностей в питании (употребление жирной пищи, большого количества пищи, нерегулярное питание) и при нарушениях жевательной функции, малоподвижном образе жизни, длительной иммобилизации.Modern animal products based on pancreatin (a drug from the pancreas of pigs and cattle) contain protease, alpha-amylase and lipase and are microgranules or tablets coated with enteric coating. They are indicated for use in exocrine pancreatic insufficiency: chronic pancreatitis, cystic fibrosis; violation of food digestion to improve the digestion of food in people with normal gastrointestinal function in case of nutrition errors (eating fatty foods, large amounts of food, irregular nutrition) and with masticatory function disorders, a sedentary lifestyle, and prolonged immobilization.
В настоящее время широкое медицинское применение находят такие лекарственные препараты на основе панкреатина, как Мезим, Панзим, Панзинорм, Панкреатин (различных производителей), Фестал, Креон и др.Currently, such pancreatin-based drugs as Mezim, Panzim, Panzinorm, Pancreatinum (various manufacturers), Festal, Creon, etc. are widely used in medical applications.
Главным недостатком всех лекарственных препаратов на основе панкреатина является их животное происхождение. Появление новых заболеваний (прионные и вирусные заболевания), передающихся от сельскохозяйственных животных к человеку, привело к тому, что препараты на основе панкреатина перестали отвечать требованию безопасности. Кроме того, панкреатин содержит смесь ферментов в определенном соотношении, зависящем от состава исходного сырья. Однако для лечения различных заболеваний необходимы ферментные препараты с разным соотношением активности протеазы, альфа-амилазы и липазы.The main drawback of all pancreatin-based drugs is their animal origin. The emergence of new diseases (prion and viral diseases), transmitted from farm animals to humans, has led to the fact that drugs based on pancreatin no longer meet the safety requirement. In addition, pancreatin contains a mixture of enzymes in a certain ratio, depending on the composition of the feedstock. However, for the treatment of various diseases, enzyme preparations with a different ratio of protease, alpha-amylase and lipase activity are necessary.
Альтернативой лекарственным препаратам на основе панкреатина являются индивидуальные ферментные препараты, получаемые из микроорганизмов. Они позволяют создавать препараты с необходимым соотношением отдельных ферментов, оптимальным для лечения различных случаев нарушения пищеварения. Но главное, применение ферментных препаратов микробного происхождения исключает для человека возможность заражения зоонозами.An alternative to pancreatin-based drugs is individual enzyme preparations derived from microorganisms. They allow you to create drugs with the necessary ratio of individual enzymes, optimal for the treatment of various cases of digestive disorders. But most importantly, the use of enzyme preparations of microbial origin excludes the possibility of infection with zoonoses for humans.
Известна композиция для профилактики и лечения нарушения пищеварения у человека, содержащая ферменты из грибов - липазу из Rhizopus delemar, протеазу из Aspergillus melleus и амилазу из Aspergillus oryzae (РФ 2003124078).Known composition for the prevention and treatment of digestive disorders in humans, containing enzymes from fungi - lipase from Rhizopus delemar, a protease from Aspergillus melleus and amylase from Aspergillus oryzae (RF 2003124078).
Для лечения недостаточности поджелудочной железы предложено (РФ 2007117728 - ближайший аналог) использовать композицию, содержащую бактериальную липазу Pseudomonas или Burkholderia, грибную протеазу Aspergillus melleus и грибную амилазу Aspergillus oryzae.To treat pancreatic insufficiency, it was proposed (RF 2007117728 - the closest analogue) to use a composition containing bacterial Pseudomonas or Burkholderia lipase, Aspergillus melleus fungal protease, and Aspergillus oryzae fungal amylase.
Задача изобретения состоит в расширении арсенала пищеварительных средств на основе ферментов микробного происхождения.The objective of the invention is to expand the arsenal of digestive agents based on enzymes of microbial origin.
Поставленная задача решена тем, что предложено пищеварительное средство, представляющее собой комплексный ферментный препарат, включающий протеазу, альфа-амилазу и липазу микробного происхождения, отличающееся тем, что в качестве протеазы используется протеаза, продуцируемая бактериями Bacillus licheniformis, в качестве альфа-амилазы используется амилаза, продуцируемая бактериями Bacillus amyloliquefaciens, а в качестве липазы используется липаза, продуцируемая дрожжами Yarrowia lipolytica, при следующем соотношении компонентов (единицы активности): протеаза : альфа-амилаза : липаза 0,055:0,85:1.The problem is solved in that a digestive agent is proposed, which is a complex enzyme preparation, including a protease, alpha-amylase and lipase of microbial origin, characterized in that the protease used by the bacteria Bacillus licheniformis is used as a protease, amylase is used as alpha-amylase, produced by the bacteria Bacillus amyloliquefaciens, and the lipase used is the lipase produced by the yeast Yarrowia lipolytica, in the following ratio of components (unit of activity): protease: al a-amylase: lipase 0.055: 0.85: 1.
Пример 1. Получение липазы с использованием штамма дрожжей Yarrowia lipolytica ВКПМ Y-3260Example 1. Obtaining a lipase using a yeast strain Yarrowia lipolytica VKPM Y-3260
1. Микробиологический синтез1. Microbiological synthesis
Клетки выращивают при 30°С в течение 48 часов в пробирках на скошенной агаризованной среде YPD следующего состава (мас.%): пептон - 1, дрожжевой экстракт - 1, глюкоза - 2, агар - 2, вода - остальное.Cells are grown at 30 ° C for 48 hours in test tubes on a YPD agarized beveled medium of the following composition (wt.%): Peptone - 1, yeast extract - 1, glucose - 2, agar - 2, water - the rest.
Для приготовления посевного материала культуру смывают стерильной водой из расчета 10 мл на пробирку и засевают в колбы Эрленмейера объемом 750 мл, содержащие 50 мл жидкой среды YPD, из расчета 2 мл суспензии на 1 колбу и выращивают на круговой качалке при постоянном перемешивании (240 об/мин) при 28-30°С, рН 6,5-6,8, в течение 48 ч.To prepare the seed, the culture is washed with sterile water at the rate of 10 ml per tube and inoculated into 750 ml Erlenmeyer flasks containing 50 ml of YPD liquid medium, at the rate of 2 ml of suspension per 1 flask and grown on a circular shaker with constant stirring (240 rpm) min) at 28-30 ° C, pH 6.5-6.8, for 48 hours
Процесс ферментации осуществляют в лабораторном ферментере Applikon (Donau Trading AG, Швейцария) объемом 3 л с начальным содержанием среды 1,2 л в течение 120 ч, интенсивность аэрации составляет 1,5 об/об×мин, скорость перемешивания 700 об/мин. Объем посевного материала - 10%. Состав ферментационной среды (мас.%): пептон - 2; дрожжевой экстракт - 2; глюкоза - 0,3; калий фосфорнокислый однозамещенный - 1,32; аммоний сернокислый - 0,5; калий фосфорнокислый двузамещенный - 0,23; магний сернокислый - 0,05; кальций хлористый - 0,01; натрий хлористый - 0,01; оливковое масло - 5,0; детергент Твин 40 - 0,5 г; раствор витаминов -1 мл/л; раствор микроэлементов - 1 мл/л; вода - остальное, рН - 6,8-7,0. Состав раствора витаминов (в мг/100 мл): пара-аминобензойная кислота (ПАБК) - 20; биотин - 2; рибофлавин - 20; тиамин - 40. Состав раствора микроэлементов (в мг/100 мл): борная кислота - 50; медь сернокислая - 40; калий йодистый - 10; железо хлорное - 20; натрий молибденовокислый - 20; марганец сернокислый - 40; цинк сернокислый - 40. Через 4,5 часа после засева в ферментер вносят подпитку - 50%-ный раствор глицерина. Скорость подпитки до конца первых суток составляет 40 мл/ч, далее до конца процесса культивирования 27,5 мл/ч.The fermentation process is carried out in an Applikon laboratory fermenter (Donau Trading AG, Switzerland) with a volume of 3 L with an initial medium content of 1.2 L for 120 hours, the aeration intensity is 1.5 rpm × min, and the stirring speed is 700 rpm. The amount of seed is 10%. The composition of the fermentation medium (wt.%): Peptone - 2; yeast extract - 2; glucose - 0.3; potassium phosphate monosubstituted - 1.32; ammonium sulfate - 0.5; potassium phosphate disubstituted - 0.23; magnesium sulfate - 0.05; calcium chloride - 0.01; sodium chloride - 0.01; olive oil - 5.0; Tween 40 detergent - 0.5 g; a solution of vitamins -1 ml / l; trace element solution - 1 ml / l; water - the rest, pH - 6.8-7.0. The composition of the solution of vitamins (in mg / 100 ml): para-aminobenzoic acid (PABA) - 20; biotin - 2; riboflavin - 20; thiamine - 40. The composition of the trace element solution (in mg / 100 ml): boric acid - 50; copper sulfate - 40; potassium iodide - 10; ferric chloride - 20; sodium molybdenum acid - 20; manganese sulfate - 40; zinc sulfate - 40. After 4.5 hours after inoculation, the fermenter is fed with a 50% glycerol solution. The feed rate until the end of the first day is 40 ml / h, then to the end of the cultivation process 27.5 ml / h.
Активность липазы определяют титриметрическим методом по гидролизу оливкового масла [European Pharmacopoeia 6.0, 2007-2008, European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare]. Значения активности приводят в единицах F.I.P.Lipase activity is determined by the titrimetric method for the hydrolysis of olive oil [European Pharmacopoeia 6.0, 2007-2008, European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare]. The activity values are given in units of F.I.P.
К концу ферментации (общее время 120 часов) липолитическая активность культуральной жидкости составляет 35000 ЕД/мл.By the end of fermentation (total time of 120 hours), the lipolytic activity of the culture fluid is 35,000 U / ml.
2. Выделение липазы2. Isolation of lipase
По окончании ферментации культуральную жидкость центрифугируют при 6°С и 7000 об/мин в течение 30 мин и надосадочную жидкость подвергают ультрафильтрации тангенциального типа на мембране с отсекающим размером пор 30 кДа (процесс проводят при 4°С). К полученному концентрату добавляют пятикратный объем 3 мМ раствора хлористого кальция и вновь концентрируют до исходного объема (100±10) мл. Эту процедуру повторяют еще раз, достигая, таким образом, общей степени промывки в 25 раз.After fermentation, the culture fluid is centrifuged at 6 ° C and 7000 rpm for 30 minutes and the supernatant is subjected to tangential type ultrafiltration on a membrane with a cut-off pore size of 30 kDa (the process is carried out at 4 ° C). A five-fold volume of a 3 mM calcium chloride solution is added to the resulting concentrate and again concentrated to the initial volume (100 ± 10) ml. This procedure is repeated once more, thus achieving a total washing degree of 25 times.
Концентрат лиофильно высушивают и размалывают в лабораторной мельнице в течение 1,5 мин до однородного состояния. Удельная активность полученной субстанции липазы составляет 2400 ЕД/мг.The concentrate is lyophilized dried and ground in a laboratory mill for 1.5 minutes until smooth. The specific activity of the obtained lipase substance is 2400 U / mg.
В табл.1 приведена липолитическая активность липазы при различных значениях рН при температуре 37°С. Из представленных результатов следует, что максимальную активность липаза проявляет при значениях рН 7,0-8,0.Table 1 shows the lipolytic activity of lipase at various pH values at a temperature of 37 ° C. From the presented results it follows that the maximum activity of lipase is at pH 7.0-8.0.
Пример 2. Получение липазы с использованием штамма дрожжей Yarrowia lipolytica ВКПМ Y-3323Example 2. Obtaining a lipase using a yeast strain Yarrowia lipolytica VKPM Y-3323
Получение липазы с использованием штамма дрожжей Yarrowia lipolytica ВКПМ Y-3323 и ее выделение ведут по примеру 1.Obtaining a lipase using a yeast strain Yarrowia lipolytica VKPM Y-3323 and its isolation are carried out according to example 1.
Время приготовления посевного материала 24 часа, время ферментации 72 часа, липолитическая активность культуральной жидкости к концу ферментации составляет 37000 ЕД/мл.The seed preparation time is 24 hours, the fermentation time is 72 hours, the lipolytic activity of the culture fluid at the end of the fermentation is 37,000 U / ml.
Удельная активность полученной субстанции липазы составляет 2400 ЕД/мг.The specific activity of the obtained lipase substance is 2400 U / mg.
Пример 3. Получение протеазы с использованием штамма Bacillus licheniformis ВКПМ В-10288Example 3. Obtaining a protease using a strain of Bacillus licheniformis VKPM B-10288
1. Микробиологический синтез1. Microbiological synthesis
Клетки выращивают при 30°С в течение 48 часов в пробирках на скошенной агаризованной среде LB следующего состава (мас.%): пептон - 1, дрожжевой экстракт - 0,5, глюкоза - 0,2, агар - 1,5, вода - остальное.Cells are grown at 30 ° C for 48 hours in test tubes on a LB agarized agar medium of the following composition (wt.%): Peptone - 1, yeast extract - 0.5, glucose - 0.2, agar - 1.5, water - rest.
Для приготовления посевного материала культуру смывают стерильной водой из расчета 10 мл на пробирку, засевают в колбы Эрленмейера объемом 750 мл, содержащие 50 мл жидкой посевной среды следующего состава (мас.%): фитопептон - 1, дрожжевой экстракт - 1, хлористый натрий - 0,25, мальтоза - 2, вода - остальное, из расчета 2 мл суспензии на 1 колбу и выращивают на круговой качалке при постоянном перемешивании (240 об/мин) при 28-30°С, рН 6,5-6,8 в течение 48 ч.To prepare the seed, the culture is washed off with sterile water at the rate of 10 ml per tube, seeded in 750 ml Erlenmeyer flasks containing 50 ml of liquid seed medium of the following composition (wt.%): Phytopepton - 1, yeast extract - 1, sodium chloride - 0 , 25, maltose - 2, water - the rest, at the rate of 2 ml of suspension per 1 flask and grown on a circular shaker with constant stirring (240 rpm) at 28-30 ° C, pH 6.5-6.8 for 48 h
Процесс ферментации осуществляют в лабораторном ферментере Marubishi MDL150 (Marubishi Bioengineering Co. LTD, Япония) объемом 1 л с начальным содержанием среды 400 мл в течение 44 ч, температура культивирования 37°С, интенсивность аэрации составляет 1,0 об/об×мин, скорость перемешивания 700 об/мин. Объем посевного материала - 5%.The fermentation process is carried out in a laboratory fermenter Marubishi MDL150 (Marubishi Bioengineering Co. LTD, Japan) with a volume of 1 liter with an initial content of 400 ml for 44 hours, the cultivation temperature is 37 ° C, the aeration intensity is 1.0 rpm × min, speed stirring 700 rpm The seed volume is 5%.
Состав ферментационной среды (мас.%): фитопептон - 1, дрожжевой экстракт - 1, кукурузная мука - 2, соевая мука - 2, натрий хлористый - 5, кальций хлористый - 1, глюкоза - 7, вода - остальное, рН до стерилизации 7,7-7,8 (доведение рН 10% раствором NaOH), рН после стерилизации 6,8-6,9.The composition of the fermentation medium (wt.%): Phytopepton - 1, yeast extract - 1, corn flour - 2, soy flour - 2, sodium chloride - 5, calcium chloride - 1, glucose - 7, water - the rest, pH before sterilization 7 , 7-7.8 (adjusting the pH with a 10% NaOH solution), pH after sterilization of 6.8-6.9.
Активность протеазы определяют, используя метод F.I.P [European Pharmacopoeia 6.0, 2007-2008, European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare]. Значения активности приводят в единицах F.I.P.Protease activity is determined using the F.I.P method [European Pharmacopoeia 6.0, 2007-2008, European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare]. The activity values are given in units of F.I.P.
К концу ферментации протеазная активность культуральной жидкости составляет 120 ЕД/мл.By the end of fermentation, the protease activity of the culture fluid is 120 U / ml.
2. Выделение протеазы2. Isolation of protease
По окончании ферментации культуральную жидкость, полученную в примере 3, центрифугируют при 6°С и 10000 об/мин в течение 30 мин. Центрифугат КЖ подвергают микрофильтрации в тангенциальном потоке через мембранный картридж 0,2 мкм, а затем ультрафильтрации тангенциального типа с использованием мембраны с отсекающим размером пор 10 кДа (процесс проводят при 4°С). Полученный концентрат лиофильно высушивают и размалывают в лабораторной мельнице в течение 1,5 мин до однородного состояния. Удельная активность полученной протеазы составляет 4,5 ЕД/мг.After fermentation, the culture fluid obtained in example 3 is centrifuged at 6 ° C and 10,000 rpm for 30 minutes The QL centrifuge is subjected to microfiltration in a tangential flow through a 0.2 μm membrane cartridge, and then to a tangential type ultrafiltration using a membrane with a cut-off pore size of 10 kDa (the process is carried out at 4 ° C). The resulting concentrate is freeze-dried and ground in a laboratory mill for 1.5 minutes until smooth. The specific activity of the obtained protease is 4.5 U / mg.
В табл.2 приведена протеолитическая активности протеазы при различных значениях рН при температуре 37°С. Из представленных результатов следует, что максимальную активность липаза проявляет при значениях рН 7,0-9,0.Table 2 shows the proteolytic activity of the protease at various pH values at a temperature of 37 ° C. From the presented results it follows that the maximum activity of lipase is at pH 7.0-9.0.
Пример 4. Получение протеазы с использованием штамма Bacillus licheniformis ВКПМ В-9608Example 4. Obtaining a protease using a strain of Bacillus licheniformis VKPM B-9608
Получение протеазы с использованием штамма Bacillus licheniformis ВКПМ В-9608 и ее выделение ведут по примеру 3.Obtaining a protease using a strain of Bacillus licheniformis VKPM B-9608 and its isolation are carried out according to example 3.
Активность культуральной жидкости к концу ферментации составляет 50 ЕД/мл. Удельная активность полученной субстанции фермента - 4,5 ЕД/мг.The activity of the culture fluid at the end of the fermentation is 50 U / ml. The specific activity of the obtained substance of the enzyme is 4.5 U / mg.
Пример 5. Получение альфа-амилазы с использованием штамма бактерий Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-5144Example 5. Obtaining alpha-amylase using a strain of bacteria Bacillus amyloliquefaciens VKPM B-5144
1. Микробиологический синтез1. Microbiological synthesis
В качестве продуцента альфа-амилазы используют штамм бактерий Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-5144.As a producer of alpha-amylase, a bacterial strain Bacillus amyloliquefaciens VKPM B-5144 is used.
Клетки выращивают при 37°С в течение 72 часов в пробирках на скошенной агаризованной среде LB с эритромицином (рН 7,3) следующего состава (мас.%): триптон - 1,0, дрожжевой экстракт - 0,5, хлористый натрий - 0,5, эритромицин - 0,001, агар - 1,5, вода - остальное.Cells are grown at 37 ° C for 72 hours in test tubes on an agarized LB agar medium with erythromycin (pH 7.3) of the following composition (wt.%): Tryptone - 1.0, yeast extract - 0.5, sodium chloride - 0 5, erythromycin - 0.001, agar - 1.5, water - the rest.
Для приготовления посевного материала культуру сначала из пробирки высевают при помощи микробиологической петли на чашки Петри со скошенной агаризованной посевной средой (рН 7,4) следующего состава (мас.%): триптон - 1,0, дрожжевой экстракт - 1,0, хлористый натрий - 0,25, эритромицин - 0,001, агар - 1,5, вода - остальное, и выращивают при температуре 37°С в течение 20 ч. Полученной культурой при помощи микробиологической петли из расчета две петли на колбу засевают колбы Эрленмейера объемом 750 мл, содержащие 100 мл среды для выращивания инокулята (рН 7,4) следующего состава (мас.%): триптон - 1,0, дрожжевой экстракт - 0,5, хлористый натрий - 0,25, D-мальтоза - 2,0, вода - остальное, и выращивают на круговой качалке при постоянном перемешивании (240 об/мин) при температуре 37°С в течение 8 ч.To prepare the seed, the culture is first sown from the test tube using a microbiological loop on Petri dishes with a mowed agarized seed medium (pH 7.4) of the following composition (wt.%): Tryptone - 1.0, yeast extract - 1.0, sodium chloride - 0.25, erythromycin - 0.001, agar - 1.5, water - the rest, and grown at a temperature of 37 ° C for 20 hours. The resulting culture using a microbiological loop at the rate of two loops inoculate Erlenmeyer flasks with a volume of 750 ml, containing 100 ml of inoculum growth medium (pH 7.4) as follows its composition (wt.%): tryptone - 1.0, yeast extract - 0.5, sodium chloride - 0.25, D-maltose - 2.0, water - the rest, and grown on a circular shaker with constant stirring (240 rpm) at a temperature of 37 ° C for 8 hours
Процесс ферментации осуществляют в лабораторном ферментере Marubishi MDL 100 (Marubishi Bioengineering Co. Ltd) объемом 1 л, с начальным содержанием среды 380 мл, в течение 72 ч при следующем режиме: температура - 37°С; интенсивность аэрации - 1 об/(об×мин); перемешивание - 700 об/мин; рН - 7,0-7,4; содержание кислорода в среде - не менее 10% от насыщения. При необходимости регулируют путем увеличения частоты вращения мешалки (до 900 об/мин). Объем инокулята - 5%. Состав ферментационной среды (мас.%): гидролизат картофельного крахмала - 10,0, кукурузный экстракт - 1,25, фосфат аммония двузамещенный - 1,213, пекарские прессованные дрожжи - 1,38, хлорид кальция - 0,115, сульфат калия - 0,43, сульфат магния семиводный - 0,022, сульфат меди пятиводный - 0,00058, хлорид натрия - 0,043, лактоза - 0,087, вода - остальное. Пекарские прессованные дрожжи предварительно разваривают в 70 мл дистиллированной воды на кипящей водяной бане в течение 30 минут и затем добавляют к остальным компонентам среды. Кукурузный экстракт и гидролизат картофельного крахмала готовят и стерилизуют отдельно от остальных компонентов среды и добавляют непосредственно в ферментер. В процессе ферментации осуществляют дополнительную подачу 50% раствора гидролизата крахмала: на 18 часу культивирования в ферментер добавляют 50 мл, на 20 часу - 30 мл и на 23 часу добавляют 80 мл.The fermentation process is carried out in a laboratory fermenter Marubishi MDL 100 (Marubishi Bioengineering Co. Ltd) with a volume of 1 l, with an initial medium content of 380 ml, for 72 hours in the following mode: temperature - 37 ° C; aeration intensity - 1 r / (r × min); mixing - 700 rpm; pH 7.0-7.4; the oxygen content in the medium is not less than 10% of saturation. If necessary, adjust by increasing the speed of the mixer (up to 900 rpm). The volume of the inoculum is 5%. The composition of the fermentation medium (wt.%): Potato starch hydrolyzate - 10.0, corn extract - 1.25, disubstituted ammonium phosphate - 1.213, baked pressed yeast - 1.38, calcium chloride - 0.115, potassium sulfate - 0.43, magnesium sulphate heptahydrate - 0.022, copper pentahydrate - 0.00058, sodium chloride - 0.043, lactose - 0.087, water - the rest. Baked pressed yeast is pre-boiled in 70 ml of distilled water in a boiling water bath for 30 minutes and then added to the remaining components of the medium. Corn extract and potato starch hydrolyzate are prepared and sterilized separately from other components of the medium and added directly to the fermenter. In the fermentation process, an additional supply of a 50% starch hydrolyzate solution is carried out: 50 ml are added to the fermenter at 18 hours of cultivation, 30 ml at 20 hours and 80 ml are added at 23 hours.
Активность альфа-амилазы определяют с помощью метода йодометрического титрования [European Pharmacopoeia 6.0, 2007-2008, European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare]. Значения активности приводят в единицах F.I.P.Alpha amylase activity is determined using the iodometric titration method [European Pharmacopoeia 6.0, 2007-2008, European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare]. The activity values are given in units of F.I.P.
К концу ферментации амилолитическая активность культуральной жидкости составляет 1200 ЕД/мл.At the end of fermentation, the amylolytic activity of the culture fluid is 1200 U / ml.
2. Выделение альфа-амилазы2. Isolation of alpha-amylase
По окончании ферментации культуральную жидкость, полученную в примере 5, центрифугируют при 6°С и 10000 об/мин в течение 30 мин.At the end of the fermentation, the culture fluid obtained in Example 5 is centrifuged at 6 ° C and 10,000 rpm for 30 minutes.
Надосадочную жидкость подвергают микрофильтрации в тангенциальном потоке через мембранный картридж 0,2 мкм, а затем ультрафильтрации тангенциального типа с использованием мембраны с отсекающим размером пор 10 кДа (процесс проводят при 4°С). Полученный концентрат лиофильно высушивают и размалывают в лабораторной мельнице в течение 1,5 мин до однородного состояния.The supernatant is subjected to microfiltration in a tangential flow through a 0.2 μm membrane cartridge, and then to a tangential type ultrafiltration using a membrane with a cut-off pore size of 10 kDa (the process is carried out at 4 ° C). The resulting concentrate is freeze-dried and ground in a laboratory mill for 1.5 minutes until smooth.
Удельная активность полученной альфа-амилазы составляет 200 ЕД/мг.The specific activity of the obtained alpha-amylase is 200 U / mg.
В табл.3 приведена амилолитическая активность альфа-амилазы при различных значениях рН при температуре 37°С. Из представленных результатов следует, что максимальную активность липаза проявляет при значениях рН 6,5-6,7.Table 3 shows the amylolytic activity of alpha-amylase at various pH values at a temperature of 37 ° C. From the presented results it follows that the maximum activity of lipase is at pH 6.5-6.7.
Пример 6. Получение альфа-амилазы с использованием штамма бактерий Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-10291Example 6. Obtaining alpha-amylase using a strain of bacteria Bacillus amyloliquefaciens VKPM B-10291
Получение альфа-амилазы с использованием штамма Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-10291 и ее выделение ведут по примеру 5.Obtaining alpha-amylase using a strain of Bacillus amyloliquefaciens VKPM B-10291 and its isolation are carried out according to example 5.
Активность культуральной жидкости к концу ферментации составляет 1380 ЕД/мл. Удельная активность выделенного фермента - 200 ЕД/мг.The activity of the culture fluid at the end of the fermentation is 1380 U / ml. The specific activity of the isolated enzyme is 200 PIECES / mg.
Пример 7. Оценка фармакологической активности заявляемого пищеварительного средства в экспериментах in vivo на крысахExample 7. Evaluation of the pharmacological activity of the claimed digestive agent in in vivo experiments on rats
Фармакологическую активность как отдельных ферментов, так и всей композиции оценивали в экспериментах in vivo на белых нелинейных крысах (масса 160-180 г, возраст 13-14 недель).The pharmacological activity of both individual enzymes and the entire composition was evaluated in in vivo experiments on non-linear white rats (weight 160-180 g, age 13-14 weeks).
Для исследования действия ферментов выбраны модели, позволяющие иметь выраженный фармакологический эффект от действия ферментов, а именно модели пищевой нагрузки углеводами, белками и жирами.To study the action of enzymes, models were selected that allow you to have a pronounced pharmacological effect of the action of enzymes, namely, the model of food load with carbohydrates, proteins and fats.
Исследования проведены с ферментами, полученными по примерам 1, 3 и 5, выполненными в форме пелет, представляющих собой микрогранулы, покрытые кишечнорастворимой оболочкой.Studies were carried out with the enzymes obtained in examples 1, 3 and 5, made in the form of pellets, which are microspheres coated with an enteric coating.
Животным назначали диету, перенасыщенную жирами, углеводами и белками. Экспериментальные животные потребляли гомогенный корм следующего состава:The animals were prescribed a diet saturated with fats, carbohydrates and proteins. Experimental animals consumed a homogeneous feed of the following composition:
Кроме этого, крысам дополнительно внутрижелудочно вводили 10% масляную эмульсию свиного жира в дозе 100 мг/кг и фарш из сырой говядины в дозе 500 мг/кг. Подобное кормление проводили в течение трех дней.In addition, rats were additionally intragastrically injected with a 10% oil emulsion of pork fat at a dose of 100 mg / kg and minced raw beef at a dose of 500 mg / kg. Similar feeding was carried out for three days.
Сравниваемые комплексный ферментный препарат и препарат сравнения «Креон» вводили внутрижелудочно в дозе 100 мг/кг на четвертый день за час до введения свиного жира и фарша на фоне пищевой нагрузки. В 1 грамме пелет используемого препарата сравнения Креон 10000 содержание протеазы составляет 2750 ЕД, амилазы - 42710 ЕД, липазы - 50060 ЕД. При массе пелет в капсуле препарата, составляющей 250 мг, на содержание панкреатина приходится 150 мг. Остальные 100 мг в пелетах, дозированных в 1 капсулу Креона 10000, составляют вспомогательные вещества. Таким образом, доза 100 мг/кг пелет Креона соответствует введению животным 67 мг/кг панкреатина. В пересчете на активность отдельных ферментов эта доза составляет 275 ЕД/кг протеазы, 4271 ЕД/кг амилазы и 5006 ЕД/кг липазы.Compared complex enzyme preparation and comparison product "Creon" was administered intragastrically at a dose of 100 mg / kg on the fourth day one hour before the introduction of pork fat and minced meat on the background of a food load. In 1 gram the pellet of the used comparison drug Creon 10000, the protease content is 2750 IU, amylase - 42710 IU, lipase - 50,060 IU. With a pellet mass of 250 mg in the capsule of the drug, 150 mg per pancreatin content. The remaining 100 mg in pellets, dosed in 1 capsule of Creon 10000, constitute excipients. Thus, a dose of 100 mg / kg Creon pellet corresponds to the administration of 67 mg / kg of pancreatin to animals. In terms of the activity of individual enzymes, this dose is 275 IU / kg of protease, 4271 IU / kg of amylase and 5006 IU / kg of lipase.
Для испытаний на животных пелеты испытуемых ферментов липазы, протеазы и альфа-амилазы, полученных по примерам 1, 3 и 5 соответственно, смешивали с целью получения аналогичного по составу в части соотношения ферментной активности препарата: протеазы 275 ЕД/кг, амилазы - 4271 ЕД/кг, липазы - 5006 ЕД/кг (соотношение компонентов (единицы активности): протеаза : альфа-амилаза : липаза 0,055:0,85:1). При этом доза на введение животным составила 144 мг/кг на общую массу и 60,1% на массу ферментов.For animal testing, the pellets of the test enzymes of the lipase, protease, and alpha-amylase obtained in Examples 1, 3, and 5, respectively, were mixed in order to obtain a preparation with a similar composition in terms of the enzyme activity ratio: protease 275 U / kg, amylase - 4271 U / kg, lipases - 5006 U / kg (ratio of components (unit of activity): protease: alpha-amylase: lipase 0.055: 0.85: 1). In this case, the dose for administration to animals was 144 mg / kg per total weight and 60.1% per weight of enzymes.
Интактная группа крыс получала обычную виварную диету. Контрольной группе крыс вводили растворитель. Каждая группа включала по 10 животных одного пола (самцов массой 180 г).The intact group of rats received the usual vivar diet. The control group of rats was administered solvent. Each group included 10 animals of the same sex (males weighing 180 g).
В течение четвертого дня эксперимента опытные и контрольные животные индивидуально высаживались в обменные клетки итальянской фирмы "Tecniplast Gazzada" на 24 часа для сбора экскрементов (кала). При этом в кале общепринятыми методами определяли количество нейтрального жира, наличие жирных кислот, мыла, количество белка, наличие волокон и рН. Результаты эксперимента представлены в табл.4.During the fourth day of the experiment, the experimental and control animals were individually landed in the exchange cages of the Italian company Tecniplast Gazzada for 24 hours to collect excrement (feces). Moreover, in feces, the amount of neutral fat, the presence of fatty acids, soaps, the amount of protein, the presence of fibers and pH were determined by conventional methods. The experimental results are presented in table 4.
Как видно из табл.4, у группы контрольных интактных животных, получавших обычное виварное питание, наблюдается суточное выделение кала на уровне 8,4 г. Выделение жира находится на уровне 1,6 мг/т. Продукты неполного переваривания жиров, таких как жирные кислоты, и мыла отсутствуют или их количества находятся на пределе чувствительности методов анализа. Реакция рН каловых масс нейтральная - 7,2.As can be seen from table 4, in the group of control intact animals that received the usual vivar nutrition, there is a daily excretion of feces at the level of 8.4 g. The excretion of fat is at the level of 1.6 mg / t. Products of incomplete digestion of fats, such as fatty acids, and soaps are absent or their quantities are at the limit of sensitivity of analysis methods. The reaction of the stool pH is neutral - 7.2.
Группа контрольных животных с пищевой нагрузкой жирами и белками имеет выраженные отличия с повышением в 27 раз концентрации жиров и в 5 раз белков в каловых массах и увеличением их объема, повышается рН среды. Таким образом, наблюдается выраженное нарушение пищеварения вследствие недостатка переваривающей активности секретов желудка и кишечника.The group of control animals with a food load of fats and proteins has pronounced differences with a 27-fold increase in the concentration of fats and 5-fold protein in feces and an increase in their volume, and the pH of the medium rises. Thus, a pronounced digestion is observed due to the lack of digesting activity of the secrets of the stomach and intestines.
При назначении животным комплексного препарата и препарата сравнения Креона в равноэффективных дозах показатели пищеварения приходят в исходное состояние. Различия между животными, получавшими препараты, и интактными животными находятся в пределах статистической погрешности и не носят значимого характера. Некоторое увеличение содержания солей жирных кислот (мыла) на уровне один плюс, видимо, можно рассматривать как недостаточность процесса всасывания в условиях перегрузки продуктами переваривания жиров.When animals are prescribed a complex drug and a Creon comparison drug in equally effective doses, digestion indicators return to their original state. The differences between animals treated with the preparations and intact animals are within the statistical error and are not significant. A certain increase in the content of salts of fatty acids (soap) at the level of one plus, apparently, can be considered as a failure of the absorption process under conditions of overloading by products of fat digestion.
Пример 8. Оценка фармакологической активности заявляемого пищеварительного средства в экспериментах in vivo на собакахExample 8. Evaluation of the pharmacological activity of the claimed digestive agent in in vivo experiments on dogs
Для оценки фармакологической активности использовали пелетированный комплексный препарат, состоящий из пелет ферментов, полученных по примерам 2, 4 и 6.To assess the pharmacological activity used peletirovanny complex preparation consisting of pellet enzymes obtained in examples 2, 4 and 6.
В экспериментах использовали 6 собак массой 18-22 кг (2 собаки входили в опытную группу и 4 - в контрольную группу) для моделирования панкреатита. Панкреатит вызывали введением в проток поджелудочной железы раствора трипсина в дозе 0,2 мг/кг массы тела и последующей перевязкой протока. Пелетированный комплексный препарат назначали в капсулах в дозе 600 ЕД протеазы, 8000 ЕД амилазы и 10000 ЕД липазы (соотношение компонентов (единицы активности): протеаза : альфа-амилаза : липаза 0,060:0,8:1) дважды в день перед едой и через 4 часа. Кал собирали, взвешивали, сушили в термостате при 60°С в течение суток. Затем его растирали и просеивали с целью освобождения от волос, опилок и песка. Содержание белка в кале определяли методом Кьельдаля. Данный метод широко применяется для оценки пищевых продуктов с расчетом количества белка по содержанию аминного азота в материалах. Наличие в кале нейтрального жира, жирных кислот и крахмала определяли общепринятыми методами.In the experiments used 6 dogs weighing 18-22 kg (2 dogs were in the experimental group and 4 in the control group) to simulate pancreatitis. Pancreatitis was caused by the administration of a trypsin solution at a dose of 0.2 mg / kg body weight into the pancreatic duct and subsequent ligation of the duct. Pelletized complex preparation was prescribed in capsules at a dose of 600 PIECES of protease, 8000 PIECES of amylase and 10000 PIECES of lipase (ratio of components (unit of activity): protease: alpha-amylase: lipase 0.060: 0.8: 1) twice a day before meals and after 4 hours. The feces were collected, weighed, dried in an oven at 60 ° C for a day. Then it was ground and sieved in order to free it from hair, sawdust and sand. The protein content in feces was determined by the Kjeldahl method. This method is widely used to evaluate food products with the calculation of the amount of protein according to the content of amine nitrogen in materials. The presence in the stool of neutral fat, fatty acids and starch was determined by conventional methods.
В послеоперационный период и в ходе опыта масса тела собак практически не изменялась. Все животные полностью съедали оставленную им пищу. Характер стула был довольно постоянным. Кал обычно плотной консистенции, оформленный. Макроскопически непереваренные мышечные волокна определялись только в контрольной группе в течение первых 2 недель. Результаты экспериментов представлены в таблице 5.In the postoperative period and during the experiment, the body weight of the dogs remained virtually unchanged. All animals completely ate the food they left. The nature of the chair was fairly constant. Feces are usually dense, decorated. Macroscopically undigested muscle fibers were determined only in the control group during the first 2 weeks. The experimental results are presented in table 5.
Как видно из таблицы, в контрольной группе собак наблюдалось достоверное увеличение количества белка в кале (~ на 30% по отношению к фону) в течение первых 2 недель. Также в кале тестировался крахмал, жирные кислоты и нейтральный жир. Затем содержание белка и крахмала снижалось, приближаясь к исходному уровню. Наличие нейтрального жира и жирных кислот тестировалось в кале контрольной группы собак на протяжении всего эксперимента. В опытной группе в течение всего эксперимента количество белка не превысило исходный уровень (кроме статистически недостоверного увеличения на первой неделе) и даже было ниже фоновых цифр. При сравнении опытной и контрольной групп видно, что в течение 1, 2 и 3 недели имеются достоверные различия в содержании белка в кале. В контроле количество белка превышало его уровень в опытной группе на 30-48%. Также в опытной группе в течение всего эксперимента крахмал и продукты неполного переваривания жиров, нейтральный жир и жирные кислоты отсутствовали или их количества находилось на пределе чувствительности методов анализа. Патогистологическое исследование подтвердило наличие у всех прооперированных собак подострого панкреатита.As can be seen from the table, in the control group of dogs there was a significant increase in the amount of protein in the feces (~ 30% relative to the background) during the first 2 weeks. Stool, fatty acids and neutral fat were also tested in feces. Then the protein and starch content decreased, approaching the initial level. The presence of neutral fat and fatty acids was tested in the feces of the control group of dogs throughout the experiment. During the entire experiment, the amount of protein in the experimental group did not exceed the initial level (except for a statistically unreliable increase in the first week) and was even lower than the background figures. When comparing the experimental and control groups, it is seen that within 1, 2 and 3 weeks there are significant differences in the protein content in the feces. In the control, the amount of protein exceeded its level in the experimental group by 30-48%. Also, in the experimental group throughout the experiment, starch and products of incomplete digestion of fats, neutral fat and fatty acids were absent or their quantity was at the limit of sensitivity of analysis methods. A histological examination confirmed the presence of subacute pancreatitis in all operated dogs.
Отчетливо показано энзимкомпенсирующее действие заявляемого препарата при нарушении пищеварения и дефиците панкреатических ферментов.The enzyme-compensating effect of the claimed drug is clearly shown in case of digestive disorders and deficiency of pancreatic enzymes.
Таким образом, заявляемая композиция на основе ферментов микробного происхождения по фармакологической активности сопоставима с известным препаратом животного происхождения «Креон». Оптимум действия входящих в композицию ферментов находится в области нейтральных значений рН.Thus, the claimed composition based on enzymes of microbial origin in pharmacological activity is comparable with the well-known animal drug "Creon". The optimum action of the enzymes included in the composition is in the region of neutral pH values.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148627/10A RU2429291C1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Digestive agent of microbial enzymes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148627/10A RU2429291C1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Digestive agent of microbial enzymes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009148627A RU2009148627A (en) | 2011-07-10 |
RU2429291C1 true RU2429291C1 (en) | 2011-09-20 |
Family
ID=44739850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009148627/10A RU2429291C1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Digestive agent of microbial enzymes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2429291C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3111559A1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-24 | Azurrx Biopharma, Inc. | Non-porcine formulations and their processes |
-
2009
- 2009-12-28 RU RU2009148627/10A patent/RU2429291C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3111559A1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-24 | Azurrx Biopharma, Inc. | Non-porcine formulations and their processes |
EP4167970A4 (en) * | 2020-06-18 | 2024-04-17 | First Wave Biopharma, Inc. | Non-porcine formulations and methods thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009148627A (en) | 2011-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103403146B (en) | For the probiotic bacterium of the biological control for vibrios | |
CN102669443B (en) | Methods and compositions for improving growth of meat-type poultry | |
CN104397351A (en) | Biological antimicrobial-free feed additive and preparation method thereof | |
CN103004659B (en) | Fish fry culturing method for four major Chinese carps | |
Lichtenberg et al. | Safety evaluation of a novel muramidase for feed application | |
KR20080005037A (en) | Functional fermented green tea microorganisms using green tea and useful microorganisms and manufacturing process of the same and feeding method of pig and pork acquired of the same | |
CN109874919A (en) | A kind of additive agent for feeding, preparation method and applications | |
KR20020070313A (en) | An additive for an animal feed | |
CN106174035A (en) | A kind of natto grain and preparation method thereof | |
Ndego et al. | Biochemical characterization of solid state fermented maize cob (Zea mays) using Rhizopus oligosporusand its application in poultry feed production | |
JP4132635B2 (en) | Uninactivated enzyme-enhanced composition | |
CN101999556B (en) | Special animal nutrient for beef cattle and preparation method thereof | |
CN109563473A (en) | Lactobacillus salivarius CJLS1511, the method added composition containing the animal feed of the bacterium or dead cell and produce dead cell | |
KR20210067850A (en) | Feed additive for preventing diarrhea of calf comprising mixture of Bacillus subtilis, saccharide and mineral as effective component and uses thereof | |
RU2429291C1 (en) | Digestive agent of microbial enzymes | |
CN105859839A (en) | Biological active peptide for promoting growth of piglet and preparation method and application thereof | |
CN113100345A (en) | Pig feed additive for improving immunity and preparation method of pig feed | |
RU2721708C2 (en) | USE OF ENZYMES ACTIVE IN A WIDE RANGE OF pH VALUES AS MEDICINAL AGENTS FOR STIMULATING DIGESTION | |
CN101748065A (en) | Production method for feeding monascus microbial preparations | |
Akit et al. | Dietary bromelain improves nutrient digestibility, digesta viscosity and intestinal villus height as well as reduces intestinal E. coli population of broiler chickens. | |
Babot et al. | Protection of the intestinal epithelium of poultry against deleterious effects of dietary lectins by a multi-strain bacterial supplement | |
Litonina et al. | Application of enzyme probiotic drug developed based on microorganisms of the rumen of reindeer (Rangifer tarandus) in feeding cows | |
CN108850640A (en) | Express application of the Pichia pastoris fermented product of human lysozyme in broiler chicken feed additive | |
RU2366448C2 (en) | Method for making preparation used for treatment of radiation injuries in animals and treatment method of radiation injuries in animals | |
KR20230062278A (en) | Novel strain of Lacrimispora algidixylanolytica producing carbohydrase and use thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170327 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |