Производство инсулина-сырца

Инсулином называется гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, выделяющей его в кровь. Это гормональный препарат. Благодаря действию инсулина организм использует поступающие с пищей углеводы (сахар). Прекращение выделения инсулина в кровь является результатом заболевания поджелудочной железы, при этом углеводы организмам не могут быть использованы и выделяются с мочой.
Инсулин-сырец — это полуфабрикат, из которого получают раствор чистого инсулина, применяемого для инъекции.
Производство инсулина-сырца состоит из следующих основных операций: экстракция сырья и фильтрация экстракта, освобождение экстракта от балластных белков, отгонка спирта из экстракта и отделение жира, высаливание инсулина, обработка высоленного инсулина.
Инсулин извлекают из поджелудочной железы всех видов скота. После извлечения железы ее необходимо немедленно заморозить, чтобы прекратить действие трипсина (второй фермент, содержащийся в железе), который в извлеченной железе начинает разрушать инсулин. Выход инсулина зависит от своевременного замораживания железы. Неправильно хранившиеся или оттаявшие железы не пригодны для производства инсулина. Наибольшее количество инсулина содержат железы молодняка.
Подготовленную поджелудочную железу взвешивают, разрубают на куски и измельчают на волчке (диаметр отверстий решетки 2—3 мм), не допуская оттаивания. Чтобы содержащийся в железе трипсин не разрушал инсулин, измельченную железу помещают в подкисленный спирт. После загрузки сырья в спирт экстрактор закрывают и включают мешалку. Экстракция продолжается 3 ч, после чего спиртовой экстракт отделяют от осадка на отстойной центрифуге или фильтруют через бязевые или холщевые мешки.
Отфильтрованный экстракт собирают в эмалированную чашу. Осадок сырья (после отделения экстракта) вновь помещают в экстрактор, куда предварительно наливают 60°-ный этиловый спирт, подкисленный серной кислотой из расчета 0,2 л кислоты на 100 кг спирта. Для второй экстракции берут 1 кг спирта на 1 кг желез. Инсулин лучше всего растворяется в 60°-ном спирте. При первой экстракции берут 96°-ный спирт, потому, что в поджелудочной железе содержится такое количество воды, которое понижает крепость спирта до 60°.
При второй экстракции мешалка работает 1 ч, после чего экстракт так же, как в первый раз, отделяют от осадка, а осадок тщательно отпрессовывают на гидравлическом или ручном прессе.
Все порции экстракта собирают вместе в чугунной эмалированной чаше. Экстракт освобождают от белков нейтрализацией, добавляя 20%-ный раствор едкого натра при постоянном помешивании до pH 6,6—6,8. Прозрачный экстракт при нейтрализации мутнеет вследствие выпадения осадка белков, нерастворимых при данной реакции среды. От выпавшего осадка экстракт освобождают отстаиванием в течение 30 мин или центрифугированием на суперцентрифуге, или фильтрованием через мешки или на нутч-фильтре.
При удалении осадка белков экстракт подкисляют химически чистой серной кислотой до pH 3,5. Освобождать экстракт от балластных белков надо осторожно, но не дольше 1 ч, так как промедление и добавление лишнего количества щелочи может разрушить инсулин.
Отгонку спирта и отделение жира от экстракта производят в чугунном эмалированном вакуум-выпарном аппарате, где экстракт упаривают при вакууме и температуре не выше 45° С до 1/10—1/12 первоначального объема. Отгонку спирта желательно производить при температуре 25° С. Конец упаривания экстракта определяют по отсутствию в нем запаха спирта, объему. Длительное выпаривание и высокая температура разрушает инсулин, поэтому процесс этот нужно производить как можно быстрее (не дольше 9—12 ч для одной загрузки).
По окончании выпаривания нагревание вакуум-аппарата прекращают, экстракт сливают в эмалированный бачок или стеклянные баллоны и отстаивают при охлаждении 8—10 ч. После отстаивания на поверхность экстракта всплывает слой жира, от которого экстракт отделяют при помощи сифона.
Высаливание инсулина из экстракта заключается в том, что после установлений требуемой реакции (pH в пределах 2,5—2,7) экстракт сливают в эмалированную чашу, куда прибавляют при постоянном перемешивании химически чистый сернокислый аммоний (из расчета 450 г на 1 кг экстракта). После растворения соли на поверхности экстракта образуется твердая или рыхлая корочка, называемая «высол», содержащая инсулин, которую снимают в стеклянную или эмалированную посуду через 12—15 ч после отстаивания экстракта при комнатной температуре.
Экстракт фильтруют через бумажный фильтр, а осадок с фильтра присоединяют к высолу. Высол инсулина направляют на доработку, а маточник (оставшаяся жидкость) — на регенерацию сернокислого аммония.
Обработка высола заключается в том, что его прежде всего растворяют в стеклянной или эмалированной посуде в 60°-ном этиловом спирте, подкисленном химически чистой соляной кислотой из расчета 5 мл 18%-рой кислоты на 1 л спирта. Конец растворения высола определяют по прозрачности раствора. Спиртовой раствор инсулина фильтруют через бумажный фильтр или центрифугируют на стаканчиковой центрифуге. Осадок промывают в большом количестве такого же подкисленного спирта и полученный раствор снова центрифугируют или фильтруют, после чего присоединяют прозрачную жидкость к основному раствору. Прозрачный раствор инсулина приливают тонкой струей к десятикратному объему 96°-ного этилового спирта-ректификата при постоянном перемешивании. После этого к раствору прибавляют 5 н. раствор едкого натра до pH 5,0—5,5.
После прибавления едкого натра раствор перемешивают и оставляют в течение суток при комнатной температуре до полного отстаивания осадка инсулина-сырца. По окончании осаждения инсулина маточник, находящийся над осадком, сливают сифоном, а осадок осторожно переносят на бумажный фильтр, уложенный в бюхнеровскую воронку, где его 2 раза промывают свежими порциями 96°-ного спирта до получения полностью бесцветного спирта, а затем 4—5 раз промывают (помешивая шпателем) освобожденным от влаги серным эфиром.
Серный эфир освобождают от влаги прокаленным хлористым кальцием (или сернокислым натрием), который добавляют, до 40%. Высушенный эфир отфильтровывают через бумажный фильтр и хранят в склянке с притертой пробкой.
Промытый эфиром инсулин-сырец рассыпают на пергаментной бумаге, чтобы улетучился эфир. Для длительного хранения порошок досушивают в эксикаторе над прокаленным хлористым; кальцием до содержания влаги не более 5%. Пробу полученного инсулина-сырца направляют в лабораторию на исследование. Инсулин-сырец сохраняют в герметически закупоренной стеклянной банке в защищенном от света месте.
Из 1 т поджелудочной железы можно получить 1 кг инсулина-сырца стандартной активности. Жмых поджелудочной железы можно использовать при изготовлении мягчителя кож. Из полученного жира можно еще дополнительно извлечь инсулин. Маточник, полученный после высаливания, используют для регенерации сернокислого аммония. Спирт и эфир перегоняют и снова Используют в производстве. Из спиртового маточника после осаждения инсулина вырабатывают препарат ангиотрифин.