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PROCEDE DE TRAITEMENT D'HYDROLYSATS DE PROTEINE.
La présente invention est relative à un procédé de récupération de tyrosine, d'hydrolysats de protéine. L'invention est plus spé- cialement relative à un procédé de séparation de tyrosine, d'avec clés hydrolysats de protéine qui contiennent de l'humine.
La présente invention prévoit un procédé de traitement d'hydrolysats de protéine, qui comprend l'hydrolyse de protéine avec un acide minéral, non oxydant sous les conditions prévalantes, la séparation d'humine de l'hydrolysat à un pH compris entre environ 0,5 et environ 4,0 et à une température comprise entre environ 40 C et environ 100 C, le réglage du pH de l'hydrolysat libéré de l'humine à une valeur comprise entre en- viron 5,5 et environ 10,0 et la précipitation de matière contenant de la tyrozine, à partir de la solution réglée,,
Des procédés courants pour l'enlèvement de tyrosine et sa récupération d'hydrolysats de protéine comprenent un réglage du pH de l'hydrolysat jusqu'à un point voisin du point isoélectrique de la tyrosine,
la séparation d'humine de l'hydrolysat réglé, par exemple par filtration, la concentration du filtrat résultant, et la séparation d'avec la solution, d'un précipité contenant de la tyrosine , de la leucine , de l'isoleucine, de l'humine et des sels inorganiques.
Par exemple, dans le brevet Shildneck U.S.A. 203470220, de la protéine est hydrolysée avec un acide minéral, tel que de l'acide chlorhydrique, et l'hydrolysat est dilué et neutralisé jusqu'à un pH d'environ 4,5 De l'humine est séparée de l'hydrolysat réglé, et la solution de laquelle l'humine a été séparée est concentrée, refroidie et libérée de la tyrosine et de la leucine en vue de cristalliser ces acides aminés en partant de l'hydrolysat. De l'acide glutamique est récupéré de la solution de laquelle la tyrosine et la leucine ont été séparées,,
Ce mélange tyrosine-leucine contient généralement entre ehvi- ron 6% et environ 10% de tyrosine,
et du fait de la teneur relativement faible
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de tyrosine, pour récupérer de la tyrosine pure de ce précipité, il faudra envisager le traitement de grandes quantités du mélange brut. La tyrosine présente dans le mélange constitue environ un tiers de la tyrosine présente à l'origine dans l'hydrolysat. Environ un tiers de la tyrosine est généralement perdu dans le gâteau d'humine. Depuis récemment, la tyrosine est employée pour de nouveaux usage stels que dans les produits pharmaceutiques, et il est devenu désirable de réduire la quantité de tyrosine perdue dans lhumine et d'obtenir des mélanges contenant une proportion plus élevée de tyrosinequi peuvent être adaptés pour être traités encore en vue de récupérer de la tyrosine pure.
Un objet de la présente invention consiste à procurer un procédé pour la récupération de mélanges contenant de la tyrosine, d'hydroly- sats de protéine lesdits mélanges ayant une teneur en tyrosine supérieure à celle atteinte jusquà présent.
Un autre objet de la présente invention consiste à procurer un procédé pour la séparation initiale de mélanges contenant de la tyrosine, d'avec des hydrolysats de protéine,ces mélanges ayant généralement une teneur en tyrosine comprise entre environ 25% et environ 50%.
Un autre objet de la présente invention consiste à procurer un procédé permettant la récupération plus efficace de tyrosine, d'hydrolysats de protéine, en réduisant la quantité de tyrosine perdue avec l'huraine
Ces objets et d'autres encore de la présente invention appa- ratront mieux de la description donnée ci-après.
La présente invention suppose la séparation d'un mélange brut contenant de la tyrosines de teneur relativement élevée en tyrosine, d'avec les hydrolysats de protéine desquels l'humine a été préalablement enlevée à un pH inférieur. L'humine est plus spécialement séparée à un pH compris entre environ 0,5 et environ 4,0 et à une température comprise entre environ 40 C et environ 100 C. La solution de laquelle l'humine a été séparée est alors réglée pour atteindre un pH compris entre environ 5,5 et environ 10,0.
La tyrosine est cristallisée à partir de la solution résultante et est séparée de la solution par tout procédé convenable, tel que par filtration ou centrifugation.
Dans une réalisation suivant l'invention, de la protéine est hydrolysée avec un acide minéral, non oxydant sous les conditions prévalantes, le pH de l'hydrolysat est réglé jusqu'à une valeur comprise entre environ 0,5 et environ 4,0 et l'hydrolysat est chauffé jusqu'à une température comprise entre environ 40 C et environ 100 C. L'humine est séparée de l'hydrolysat chaud. La solution de laqquelle l'humine a été séparée est alors réglée, en utilisant un alcali convenable, jusqu'à un pH compris entre environ 5,5 et environ 10,0. On laisse la tyrosine se cristalliser à partir de la solution résultante et la tyrosine est séparée de la solution par tout procédé convenable,tel que par filtration ou centrifugation.
Dans une réalisation spécifique suivant la présente invention, du gluten de céréale, tel que du gluten de blé ou du gluten de froment, qui a été hydrolysé avec un acide minéral, non oxydant sous les conditions prévalantes, tel que de l'acide chlorhydrique ou de l'acide sulfurique, est mélangé avec une quantité suffisante d'alcali, tel que de l'hydroxyde de sodium:, pour produire un pH compris entre environ 0,5 et environ 4,0.
L'hydrolysat réglé est chauffé jusqu'à une température comprise entre environ 40 C et environ 100Ce et l'humine est séparée de l'hydrolysat chaud par tout. procédé courant La solution de laquelle l' humine a été séparée est mélangée avec une quantité additionne lle d'alcali, tel que de l'hydro- xyde de sodium, pour produire un pH compris entre environ 5,5 et environ 10,00 On laisse la tyrosine se cristalliser à partir de la solution résultante sans recourir à une concentration préalable de la solution ou de
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l'hydrolysat. Bien que, dans la mise en pratique du présent procédé,
le pH de la solution puisse être réglé et la tyrosine cristallisée en partant d'une solution ayant un pH compris entre environ 5,5 et environ 10,0, on préfère un pH compris entre environ 5,5 et environ 6,5, qui est voisin du point isoélectrique de la tyrosine Celle-ci se cristallise à partir de la solution résultante lors du refroidissement jusqu'à une température voi- sine de la température atmosphérique. La solution à partir de laquelle la tyrosine est cristallisée peut être agitée si on le désire (mais ce n'est pas nécessaire) pendant au moins environ huit heures, de préférence entre environ huit et environ seize heures, à une température voisine de la tem- pérature atmosphérique , et le s solide s contenant de la tyrosine , qui se sont précipités à partir de la solution, en sont séparés par tout procédé convenable., tel que par filtration.
Le mélange de tyrosine contient jus- qu'à environ 69% de la tyrosine initialement présente dans l'hydrolysat.
Lorsque la liqueur résultante est concentrée, une quantité supplémentaire de tyrosine se précipite à partir de la liqueur, et un total compris entre environ 80% et environ 85% de la tyrosine initialement présente dans l'hy- drolysat est récupérée
Dans un traitement courant d'hydrolysats à acide sulfurique, dans lequel l'humine et la tyrosine sont toute s deux séparées à un pH compris entre environ 4,5 et environ 6,5, environ 36% de la tyrosine originale sont trouvés dans le gâteau d'humine, et seulement environ 33% de la tyrosine sont séparés pour se retrouver dans le mélange de tyrosine Dans le présent procédé, la tyrosine qui est présente et qui sera normalement retenue dans le gâteau d'humine est séparée plus complètement de ce résidu d'humine et est ensuite récupérée dans le mélange de tyrosine, On a découvert que,
par séparation de l'humine,comme décrit ci-avant, à un pH compris entre environ 0,5 et environ 4,0, et en séparant la tyrosine à un pH supérieur, c'est-à-dire de préférence entre environ 5,5 et environ 6,5, la perte de tyrosine dans l'humine est minime. Lorsque la tyrosine est cristallisée à un pH inférieur à environ 5,5, la cristallisation de la tyrosine est incomplète et réduit la récupération de tyrosine Lorsque l'humine est séparée à un pH plus voisin du point isoélectrique de la tyrosine,des quantités importantes de tyrosine se précipitent et sont perdue s dans le gâteau d'humine On a trouvé que des récupérations de tyrosine peuvent être fortement améliorées en séparant la tyrosine et l'humine à des pH différents, comme décrit ci-avant.
Dans une réalisation préférée suivant la présente invention, un hydrolysat de gluten de céréale, produit par hydrolyse acide de gluten, est mélangé avec une quantité suffisante d'hydroxyde de métal alcalin, par exemple de l'hydroxyde de sodium, pour régler le pH à une valeur comprise entre environ 0,5 et environ 4,0. le mélange réglé est chauffé jusqu'à une température comprise entre environ 40 C et environ 100 C, et l'humine est récupérée du mélange chauffé par tout moyen convenable, tel que par filtration.
De l'hydroxyde de métal alcalin, tel que de l'hydroxyde de sodium. est ajouté à la solution non concentrée résultante, en quantité suffisante pour réduire, de préférence, le pH à une valeur comprise entre environ 5,5 et environ 6,5, et la solution résultante est refroidie jusqu'à environ la température atmosphérique et est laissée au repos pendant au moins environ huit heures. Le mélange de tyrosine qui précipite est enlevé, par exemple, par filtration. Si on le désirede l'acide glutamique peut être récupéré, de toute manière connue, de l'hydrolysat, par exemple en réglant le pH de la solution, de laquelle la tyrosine a été enlevée, à environ 3,2 et en cristallisant l'acide glutamique à partir de cette solution.
Bien que, dans la mise en pratique de la présente invention, l'humine puisse être enlevée à tout pH quelconque compris entre environ 0,5 et environ 4,0, si on désire récupérer de l'acide glutamique de l'hydrolysat en plus de la tyrosine, l'humine n'e.st, de préférence, pas enlevée à un pH suffisamment voisin du point isoélectrique de l'acide glutamique (pH = 3,2) pour provoquer une cristallisation et une perte d'acide gluta-
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mique dans le gâteau d'humine. Cependantsi on ne désire pas récupérer de l'acide glutamique de l'hydrolysat, tout pH quelconque compris entre environ 095 et environ 4,0 peut être utilise.
Si on le désire, une petite quantité de produit aidant à la filtration, tannin ou acide tannique, peut être ajoutée à l'hydrolysat en vue de faciliter la séparation de l'humine d'avec l'hy- drolysato L'humine est séparée de l'hydrolysat à une température élevée en vue de minimiser une co-précipitation d'acides aminés quelconques avec l'humine Bien que toute température comprise entre environ 40 C et environ 100 C puisse être maintenue durant la séparation de l'humine, une température supérieure à environ 60 C e stde préférence,utilisée.
Le mélange contenant la tyrosine est admis à précipiter à partir de la solution non concentrée, Il de laquelle l'humine a été enlevée et qui a été ensuite neutralisée avec un alcali. Le mélange de tyrosine précipite au repos ou lors d'une agitation une température voisine de la température atmosphérique. On préfère laisser le mélange au repos, ou l'agiter pendant environ seize heures,, pour permettre qu'une précipitation maximum de tyrosine se produise. Le précipité est séparé de l'hydrolysat par tout procédé convenable , et est séché. La solution de laquelle la tyrosine a été séparée peut être concentrée.,et des quantités additionnelles de tyrosinecristallisées à partir de la solution.
De la tyrosine sensiblement pure peut être récupérée des mélanges contenant de la tyrosine, séparés suivant le présent procédé nou- veau:, par toute méthode convenablepar exemple, par la méthode décrite et revendiquée dans la demande de brevet U.S.A. n 267.000 déposée le 17 janvier 1952 qui suppose la dissolution de tyrosine,leucine et cystine à partir du mélange contenant de la tyrosine, avec de l'acide chlorhydrique aqueux à un pH compris entre environ 0,5 et environ 2,0 à une température élevée La solution chaude résultante est décolorée, et la matière solide est séparée, par exemple par filtration. Le filtrat est réglé jusquà un pH compris entre environ 2,0 et environ 3,5 et un mélange tyrosine=cystine se cristallise à partir de ce filtrat.
Une quantité suffisante d'ammoniaque aqueuse est ajoutée au mélange tyrosine-cystine pour produire un pH d'environ 10,8. La cystine se dissout, et la tyrosine solide est séparée de la solution par tout procédé convenable, tel que par filtration.
Dans une autre réalisation suivant la présente invention, la tyrosine est récupérés d'un gluten de céréale qui a été hydrolysé avec de l'acide sulfurique. Lorsque de l'acide sulfurique est utlisé comme acide hydrolysant,,on préfèreen vue de la récupération subséquente d'autres valeurs utiliser de l'hydroxyde d'ammonium plutôt que de l'hydroxyde de sodium pour les réglages de pH, bien que l'hydroxyde de sodium soit intéressant pour ce qui concerne la récupération de tyrosine. L'hy- drolysat est réglé à un pH compris entre environ 0,5 et environ 4,0 avec de l'hydroxyde d'ammonium, et est chauffé jusqu'à une température comprise entre environ 40 C et environ 100 C.
L'humine est séparée du mélange chaud par tout procédé convenable La solution résultante de laquelle l'humine a été séparée est réglée à un pH compris entre environ 5,5 et environ 6,5 avec de l'hydroxyde d'ammonium, et la solution réglée est refroidie jusqu'à une température voisine de la température atmosphérique, et agitée ou laissée au repos pendant environ 8 à environ 16 heures pour permettre au mélange contenant de la tyrosine de précipiter. Le mélange de tyrosine est séparé de la solution qui est alors concentrée,et de la tyrosine additionnelle est cristallisée,en laissant la solution refroidie concentrée au repos pendant environ 8 à environ 16 heures.
De l'acide glutamique peut être récupéré de la solution de laquelle le s mélanges de tyrosine ont été séparés, en réglant le pH à une valeur comprise entre environ 2,5 et environ 3,5, de préférence environ 3,2, et en permettant à l'acide glutamique de cristalliser à partir de la solution résultante Lorsque de l'acide glutamique doit être récupéré de la solution de laquelle la tyrosine a été séparée,par réglage à un pH d'environ 3,2, on préfère utiliser un pH
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compris entre environ 0,5 et environ 2,0 pour la séparation d'humine.
Le présent procédé est applicable à des hydrolysats, contenant de la tyrosine , de toute matière protéique,oû de l'humine insoluble est normalement formée. Les hydrolysats acide s préparés à partir de protéine s brutes, telles que gluten de froncent, gluten de blé, farine de graine de coton, farine de graine de lin, farine de soya, farine d'arachide, caséine, albumine, zéine, laine,soie, etc.,contiennent tous de la tyrosine et pro- duisent des quantités Importantes d'humine soluble, et le procédé amélioré de récupération de tyrosine en rendements plus élevés est le plus efficace- ment utilisé avec ces produits.
Is s exemples suivants sont donnés en vue de permettre une me il- leure compréhension de la mise en pratique de la présente invention, mais il doit être bien compris que ces exemples sont uniquement illustratifs et qu'ils ne limitent l'invention en aucune manière Exempta 1.
Environ 200 gr d'hydrolysat de gluten de blé, contenant envi- ron 56 gr d'équivalent de protéine et environ 1,78 gr de tyrosine, étaient préparés en soumettant à reflux environ 67 gr de gluten de blé à environ 105 C pendant environ 16 heures avec environ 133 gr d'acide chlorhydrique aqueux à 26% L'hydrolysat était neutralisé jusqu'à un pH d'environ 4 avec une solution d'hydroxyde de sodium aqueux à 50% environ, et l'humine était enlevée par filtration de la solution pendant que celle-ci était chaude (65 C). Le filtrat était réglé à un pH d'environ 6,0 avec une solution d'hydroxyde de sodium aqueux à 50% environ.
La solution réglée était agitée lentement pendant environ 16 heures à une température voisine de la température atmosphérique pour permettre une précipitation de tyrosine qui était alors filtrée hors de la solution. Le précipité était séché et pesait environ 4,6 gr, Le mélange séché contenait environ 29,4% de tyrosine.
La récupération était d'environ 68,7% basés sur le contenu original dans l'hydrolysat acide.
Lorsqu'un mélange contenant de la tyrosine est séparé d'environ 200 gr de gluten de blé hydrolysé par acide chlorhydrique de la manière habitue lle , à savoir par la filtration de l'humine hor s de l'hydro- lysat à un pH compris entre environ 5,5 et environ 6,6, par concentration de la solution résultate pour cristalliser le s sels inorganique s, et par précipitation, à partir de la solution résultante, d'un mélange contenant de la tyrosine, le mélange séparé ne contient généralement qu'environ 6% à environ 10% de tyrosine, et la récupération de tyrosine, du gluten de blé est d'environ 33% basés sur le contenu original dans l'hydrolysat acide Exemple 2.
Environ 300 gr d'hydrolysat de gluten de blé, contenant environ 73 gr d'équivalent de protéine et environ 3,8 gr de tyrosine, étaient préparés en soumettant a reflux environ 100 gr de gluten de blé à environ 105 C avec environ 200 gr d'acide chlorhydrique aqueux pendant environ 16 laeures, et étaient neutralisés à un pH d'environ 4 avec une solution d'hydroxyde de sodium aqueuse à 50% environ. L'humine était enlevée par filtration de la solution pendant que celle-ci était chaude (60 C). Le filtrat était réglé à un pH d'environ 6,0 avec une solution d'hydroxyde de sodium aqueuse à 50% environ.
La solution réglée sans concentration était agitée lentement pendant environ 16 heures à la température atmosphérique pour permettre une précipitation de tyrosine qui était ensuite filtrée de la liqueuro le précipité était séché et pesait environ 5,49 gr.
Le mélange séché contenait environ 43,5% de tyrosine, le restant étant surtout.de la leucine La récupération de tyrosine dans ce précipité était d'environ 61,7% basés sur le contenu original dans l'bydrolysat.
La liqueur de laquelle le précipité contenant la tyrosine avait été enlevé était concentrée, et de la tyrosine supplémentaire qui se précipitait
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était filtrée de la liqueur. Lorsque ce précipité était combiné aved le précipité précédent,contenant de la tyrosine,un total d'environ 74,le de la tyrosine initialement présente dans l'hydrolysat était récu- père,
REVENDICATIONS.
1. Un procédé de traitement d'bydrolysats de protéine, qui comprend l'hydrolyse de protéine avec un acide minéral, non oxydant sous les conditions prévalante s la séparation d'humine de l'hydrolysat à un pH compris entre environ 0,5 et environ 4,0 et à une température comprise entre environ 40 C et environ 100 C, le réglage du pH de l'hydrolysat libéré de l'humine. à une valeur comprise entre environ 5,5 et environ 10,0, et la précipitation de matière contenant de la tyrosine, à partir de la solution réglée.