Научно-исследовательская работа на тему: Получение биопрепаратов из крови крупного
| Вид материала | Научно-исследовательская работа |
- Научно-исследовательская работа на тему: Получение коагулянтов из производственных, 161.65kb.
- F научно-исследовательская работа, 5103.8kb.
- Научно-исследовательская работа преподавателей и студентов как условие эффективного, 91.08kb.
- «Средняя общеобразовательная школа №9» Научно исследовательская работа на тему, 365.76kb.
- Научно-исследовательская работа студентов и пути её совершенствования Оглавление: Введение, 219.43kb.
- Пояснительная записка Создание спецкурса «Проектная и научно-исследовательская деятельность, 44.12kb.
- Биопрепаратов, 616.39kb.
- Учебная научно-исследовательская работа по теме, 94.5kb.
- Учебно-исследовательская и научно-исследовательская работа как факторы развития познавательной, 84.74kb.
- Научно-исследовательская работа студентов Научно-исследовательская работа студентов, 20.56kb.
Министерство образования Республики Мордовия
МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным преподаванием
отдельных предметов №39»
Научно-исследовательская работа на тему:
Получение биопрепаратов
из крови крупного
рогатого скота
Выполнила:
Ученица 9 «А» класса
Паршина Елена
Руководитель
Учитель биологии
Юркина Людмила Ивановна
Научный руководитель:
доцент кафедры
МГУ им Н.П.Огарева,
к.б.н. Альба Н.В
Саранск-2010
Содержание с
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1 Аналитический обзор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 Кровь как внутренняя среда организма. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.1.1 Основные функции крови. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.1.2 Физико-химические свойства крови. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.1.3 Состав плазмы крови. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.1.4 Форменные элементы крови. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..6
1.2 Кровь – ценное сырье для производства биопрепаратов. . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.1 Консервация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.2 Выделение фибрина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.3 Получение светлого альбумина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.4 Производство черного альбумина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.5 Производство кровяной муки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.Материалы и методы исследования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
2.1.Материал исследования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2 Методы исследования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
2.2.1 Дефибринирование крови. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.2 Получение фибрина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.3 Получение плазмы из оксолатной крови. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.4 Получение светлого альбумина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.5 Получение черного альбумина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. Результаты и их обсуждение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Перечень использованного оборудования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Список использованной литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 19
Приложение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Введение
Независимо от объемов переработки скота актуальны вопросы сбора и использования его крови на пищевые цели. В соответствии с установленными нормативами при убое крупного рогатого скота и свиней предусмотрено получение, соответственно, 3,5 и 2,6% пищевой крови от выработанного мяса. Исходя из высокого содержания в ней полноценных белков и биологически активных веществ, кровь издавна называют “жидким мясом”, отмечая, тем самым, ее значимость как сырья для производства пищевой продукции. Наличие в крови убойных животных значительного количества железа предопределяет ее применение для выработки продуктов питания, способствующих профилактике и лечению железодефицитных анемических заболеваний, которым подвержена значительная часть населения, особенно дети и женщины.
Однако традиционные технологии ограничивают сферу ее применения в этой сфере лишь изготовлением отдельных видов колбасных изделий, некоторых видов продуктов медицинского назначения. Узкий диапазон традиционных решений по переработке и использованию крови и ее фракций приводит к тому, что значительная ее часть направляется на выработку преимущественно мясокостной муки. Нередки случаи, когда по указанной причине кровь на пищевые цели вообще не собирают, а сливают в производственные стоки, нанося значительный ущерб экологической обстановке.
Проведенные исследования позволили познакомиться с методами получения препаратов крови: черного и светлого альбумина, фибрина и гематогена, как основных и наиболее перспективных для использования биопрепаратов.
1 Аналитический обзор
1.1 Кровь как внутренняя среда организма
1.1.1 Основные функции крови
Кровь, циркулирующая в сосудах животных и человека, выполняет многочисленные функции:
Транспортная – перенос различных веществ: кислорода, углекислого газа, питательных веществ, гормонов, медиаторов, электролитов, ферментов и др.
Дыхательная (разновидность транспортной функции) – перенос кислорода от легких к тканям организма, углекислого газа – от клеток к легким.
Трофическая (разновидность транспортной функции) – перенос основных питательных веществ от органов пищеварения к тканям организма.
Экскреторная (разновидность транспортной функции) - транспорт конечных продуктов обмена веществ (мочевины, мочевой кислоты и др.), избытка воды, органических и минеральных веществ к органам их выделения (почки, потовые железы, легкие, кишечник).
Терморегуляторная – перенос тепла от более нагретых органов к менее нагретым.
Защитная – осуществление неспецифического и специфического иммунитета; свертывание крови предохраняет от кровопотери при травмах.
Регуляторная (гуморальная) – доставка гормонов, пептидов, ионов и других физиологически активных веществ от мест их синтеза к клеткам организма, что позволяет осуществлять регуляцию многих физиологических функций.
Гомеостатическая – поддержание постоянства внутренней среды организма (кислотно-основного равновесия, водно-электролитного баланса и др.).
1.1.2 Физико-химические свойства крови
Объем крови – общее количество крови в организме взрослого человека составляет в среднем 6 – 8% от массы тела.
Количество крови отличается у разных животных, разного пола, породы, хозяйственного назначения (см. Таблица 1). Чем интенсивнее обмен веществ в организме, чем больше потребность в кислороде, тем больше крови у животного.
Анализ приведенных данных показывает, что по плотности крови и содержанию гемоглобина наблюдаются видовые различия, что существенно для биотехнологии крови.
1.1.3 Состав плазмы крови.
В состав плазмы крови входят вода (90–92%) и сухой остаток (8–10%). Сухой остаток состоит из органических и неорганических веществ. К органическим веществам плазмы крови относятся белки, которые составляют 7–8%. Белки представлены альбуминами (4,5%), глобулинами (2–3,5%) и фибриногеном (0,2–0,4%).
Белки плазмы крови выполняют разнообразные функции: 1) коллоидно-осмотический и водный гомеостаз; 2) обеспечение агрегатного состояния крови; 3) кислотно-основной гомеостаз; 4) иммунный гомеостаз; 5) транспортная функция; б) питательная функция; 7) участие в свертывании крови.
Альбумины составляют около 60% всех белков плазмы. Альбумины осуществляют питательную функцию, являются резервом аминокислот для синтеза белков. Их транспортная функция заключается в переносе холестерина, жирных кислот, билирубина, солей желчных кислот, солей тяжелых металлов, лекарственных препаратов (антибиотиков, сульфаниламидов). Альбумины синтезируются в печени.
Глобулины подразделяются на несколько фракций: α-, β- и γ -глобулины.
α-глобулины включают гликопротеины, т.е. белки, простетической группой которых являются углеводы. Около 60% всей глюкозы плазмы циркулирует в составе гликопротеинов. Эта группа белков транспортирует гормоны, витамины, микроэлементы, липиды. К α-глобулинам относятся эритропоэтин, плазминоген, протромбин.
β-глобулины участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, катионов металлов. К этой фракции относится белок трансферрин, обеспечивающий транспорт железа, а также многие факторы свертывания крови.
γ -глобулины включают в себя различные антитела или иммуноглобулины 5 классов: Jg A, JgG, JgМ, JgD и JgЕ, защищающие организм от вирусов и бактерий. К γ -глобулинам относятся также a и β – агглютинины крови, определяющие ее групповую принадлежность.
Глобулины образуются в печени, костном мозге, селезенке, лимфатических узлах.
Соотношение альбуминов и глобулинов называют белковым коэффициентом (см. Таблица2). У свиней, овец, коз он больше 1, у лошадей и крупного рогатого скота меньше 1. Эти знания важны для практических рекомендаций к использованию той или иной крови в производстве биопрепаратов.
Фибриноген – первый фактор свертывания крови. Под воздействием тромбина переходит в нерастворимую форму – фибрин, обеспечивая образование сгустка крови. Фибриноген образуется в печени.
Белки и липопротеиды способны связывать поступающие в кровь лекарственные вещества. В связанном состоянии лекарства неактивны и образуют как бы депо. При уменьшении концентрации лекарственного препарата в сыворотке он отщепляется от белков и становится активным. Это надо иметь в виду, когда на фоне введения одних лекарственных веществ назначаются другие фармакологические средства. Введенные новые лекарственные вещества могут вытеснить из связанного состояния с белками ранее принятые лекарства, что приведет к повышению концентрации их активной формы.
К органическим веществам плазмы крови относятся также небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак). В плазме крови содержатся также безазотистые органические вещества: глюкоза, нейтральные жиры, липиды, ферменты, расщепляющие гликоген, жиры и белки, проферменты и ферменты, участвующие в процессах свертывания крови и фибринолиза. Неорганические вещества плазмы крови составляют 0,9–1%. К этим веществам относятся в основном катионы Nа+, Са2+, К+, Mg2+ и анионы Сl-, НРО42-, НСО3-. Ионы обеспечивают нормальную функцию всех клеток организма, в том числе клеток возбудимых тканей, обусловливают осмотическое давление, регулируют рН.
В плазме постоянно присутствуют все витамины, микроэлементы, промежуточные продукты метаболизма (молочная и пировиноградная кислоты).
1.1.4.Форменные элементы крови
К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты (см. Рисунок 1).
Эритроциты
Эритроциты млекопитающих лишены ядра и состоят из стромы, заполненной гемоглобином, и белково-липидной оболочки (Рисунок 2). Эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска диаметром 7,5 мкм, толщиной на периферии 2,5 мкм, в центре – 1,5 мкм. Эритроциты такой формы называются нормоцитами. Особая форма эритроцитов приводит к увеличению диффузионной поверхности, что способствует лучшему выполнению основной функции эритроцитов – дыхательной. Специфическая форма обеспечивает также прохождение эритроцитов через узкие капилляры. Лишение ядра не требует больших затрат кислорода на собственные нужды и позволяет более полноценно снабжать организм кислородом. Эритроциты выполняют в организме следующие функции: 1) основной функцией является дыхательная – перенос кислорода от альвеол легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким;
2) регуляция рН крови благодаря одной из мощнейших буферных систем крови – гемоглобиновой;
3) питательная – перенос на своей поверхности аминокислот от органов пищеварения к клеткам организма;
4) защитная – адсорбция на своей поверхности токсических веществ;
5) участие в процессе свертывания крови за счет содержания факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови;
6) эритроциты являются носителями разнообразных ферментов (холинэстераза, угольная ангидраза, фосфатаза) и витаминов (В1, В2, В6, аскорбиновая кислота);
7) эритроциты несут в себе групповые признаки крови.
Гемоглобин состоит из белка глобина и 4 молекул гема. Гем имеет в своем составе атом железа, способный присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа, к которому присоединяется кислород, не изменяется, т.е. железо остается двухвалентным. Гемоглобин, присоединивший к себе кислород, превращается в оксигемоглобин. Это соединение непрочное. В виде оксигемоглобина переносится большая часть кислорода. Гемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным, или дезоксигемоглобином. Гемоглобин, соединенный с углекислым газом, носит название карбгемоглобина. Это соединение также легко распадается. В виде карбгемоглобина переносится 20% углекислого газа.
В особых условиях гемоглобин может вступать в соединение и с другими газами. Соединение гемоглобина с угарным газом (СО) называется карбоксигемоглобином. Карбоксигемоглобин является прочным соединением. Гемоглобин блокирован в нем угарным газом и неспособен осуществлять перенос кислорода. Сродство гемоглобина к угарному газу выше его сродства к кислороду, поэтому даже небольшое количество угарного газа в воздухе является опасным для жизни.
При некоторых патологических состояниях, например, при отравлении сильными окислителями (бертолетовой солью, перманганатом калия и др.) образуется прочное соединение гемоглобина с кислородом – метгемоглобин, в котором происходит окисление железа, и оно становится трехвалентным. В результате этого гемоглобин теряет способность отдавать кислород тканям, что может привести к гибели.
В скелетных и сердечной мышцах находится мышечный гемоглобин, называемый миоглобином. Он играет важную роль в снабжении кислородом работающих мышц.
Лейкоциты
Лейкоциты, или белые кровяные тельца, представляют собой бесцветные клетки, содержащие ядро и протоплазму, размером от 8 до 20 мкм.
Лейкоциты в зависимости от того, однородна ли их протоплазма или содержит зернистость, делят на 2 группы: зернистые, или гранулоциты, и незернистые, или агранулоциты (см.Таблица 3).
Гранулоциты в зависимости от гистологических красок, какими они окрашиваются, бывают трех видов: базофилы (окрашиваются основными красками), эозинофилы (кислыми красками) и нейтрофилы (и основными, и кислыми красками). Нейтрофилы по степени зрелости делятся на метамиелоциты (юные), палочкоядерные и сегментоядерные. Агранулоциты бывают двух видов: лимфоциты и моноциты.
Все виды лейкоцитов выполняют в организме защитную функцию. Однако осуществление ее различными видами лейкоцитов происходит по-разному.
Нейтрофилы являются самой многочисленной группой. Основная их функция – фагоцитоз бактерий и продуктов распада тканей с последующим перевариванием их при помощи лизосомных ферментов (протеазы, пептидазы, оксидазы, дезоксирибонуклеазы). Нейтрофилы первыми приходят в очаг повреждения. Так как они являются сравнительно небольшими клетками, то их называют микрофагами. Нейтрофилы оказывают цитотоксическое действие, а также продуцируют интерферон, обладающий противовирусным действием.
Эозинофилы также обладают способностью к фагоцитозу, но это не имеет серьезного значения из-за их небольшого количества в крови. Основной функцией эозинофилов является обезвреживание и разрушение токсинов белкового происхождения, чужеродных белков, а также комплекса антиген-антитело. Эозинофилы продуцируют фермент гистаминазу, который разрушает гистамин, освобождающийся из поврежденных базофилов и тучных клеток при различных аллергических состояниях, глистных инвазиях, аутоиммунных заболеваниях. Эозинофилы осуществляют противоглистный иммунитет, оказывая на личинку цитотоксическое действие.
Базофилы продуцируют и содержат биологически активные вещества (гепарин, гистамин и др.), чем и обусловлена их функция в организме. Гепарин препятствует свертыванию крови в очаге воспаления. Гистамин расширяет капилляры, что способствует рассасыванию и заживлению. В базофилах содержатся также гиалуроновая кислота, влияющая на проницаемость сосудистой стенки; фактор активации тромбоцитов (ФАТ); тромбоксаны, способствующие агрегации тромбоцитов; лейкотриены и простагландины.
Моноциты обладают выраженной фагоцитарной функцией. Это самые крупные клетки периферической крови и их называют макрофагами. Моноциты находятся в крови 2-3 дня, затем они выходят в окружающие ткани, где, достигнув зрелости, превращаются в тканевые макрофаги (гистиоциты). Моноциты способны фагоцитировать микробы в кислой среде, когда нейтрофилы не активны. Фагоцитируя микробы, погибшие лейкоциты, поврежденные клетки тканей, моноциты очищают место воспаления и подготавливают его для регенерации.
Лимфоциты являются центральным звеном иммунной системы организма. Они осуществляют формирование специфического иммунитета, синтез защитных антител, лизис чужеродных клеток, реакцию отторжения трансплантата, обеспечивают иммунную память.
Кровяные пластинки (тромбоциты)
Тромбоциты, или кровяные пластинки – плоские клетки неправильной округлой формы (см. Рисунок 3).
Главной функцией тромбоцитов является участие в гемостазе. Тромбоциты способны прилипать к чужеродной поверхности (адгезия), а также склеиваться между собой (агрегация) под влиянием разнообразных причин. Тромбоциты продуцируют и выделяют ряд биологически активных веществ: серотонин, адреналин, норадреналин, а также вещества, получившие название пластинчатых факторов свертывания крови.
Тромбоциты образуются в красном костном мозге из гигантских клеток мегакариоцитов.
1.2 Кровь – ценное сырье для производства биопрепаратов
Исходя из высокого содержания в крови полноценных белков и биологически активных веществ, кровь издавна называют “жидким мясом”, отмечая, тем самым, ее значимость как сырья для производства пищевой продукции. Наличие в крови убойных животных значительного количества железа предопределяет ее применение для выработки продуктов питания, способствующих профилактике и лечению железодефицитных анемических заболеваний, которым подвержена значительная часть населения, особенно дети и женщины на стадии деторождения и лактации.
Однако традиционные технологии ограничивают сферу ее применения в этой сфере лишь изготовлением отдельных видов колбасных изделий, черного и светлого пищевого альбумина, некоторых видов продуктов медицинского назначения. Узкий диапазон традиционных решений по переработке и использованию крови и ее фракций приводит к тому, что значительная ее часть направляется на выработку преимущественно мясокостной муки. Нередки случаи, когда по указанной причине кровь на пищевые цели вообще не собирают, а сливают в производственные стоки, нанося значительный ущерб экологической обстановке.
Выполненные в последние годы исследования были направлены на разработку технологий, обеспечивающих условия более полного использования пищевой крови и ее фракций при производстве продуктов новых ассортиментных групп, а также имитирующих изделий.
1.2.1 Консервация
Если к отделенной крови немедленно прибавить химическое вещество, дающее с кальцием, содержащимся в крови, нерастворимое соединение, — свертывание не наступает (см. Таблица 4).
Задержать свертывание крови можно еще действием низких температур, например если отделенную кровь немедленно заморозить, то при оттаивании она будет иметь жидкую консистенцию и лишь затем свернется. Наоборот, высокие и повышенные температуры ускоряют процесс свертывания крови.
1.2.2 Выделение фибрина
Характер жидкости отделенная кровь сохраняет лишь в течение нескольких минут. Затем в ней появляются нити новообразовавшегося вещества — фибрина, которые, если оставить кровь стоять в покое, образуют в дальнейшем плотную сеть, охватывающую своими петлями всю массу жидкой крови и форменных элементов. Если же свежевыпущенную кровь немедленно начать энергично перемешивать, то нити образующегося фибрина будут наматываться в виде клубков, плавающих на поверхности оставшейся в жидком виде массы крови.
Процесс свертывания крови (см. Таблица 5) рассматривается еще и сейчас как ферментативный процесс и заключается в основном в том, что находящееся в кровяной плазме в растворенном виде белковое вещество – фибриноген переходит в нерастворимую форму, т. е. свертывается, образуя фибрин. Это происходит под влиянием фибрин-фермента, активируемого трамбокиназой, получающейся главным образом при распаде кровяных пластинок.
1.2.3 Получение светлого альбумина
Исходным сырьем для производства светлого альбумина является дефибринированная кровь крупного рогатого скота.
Освобожденная тем или иным способом (химически или механически) от фибрина кровь поступает из убойно-разделочного цеха в отделение светлого пищевого альбумина в сборные чаны. Эти чаны установлены на известной высоте от пола и одновременно служат напорными сосудами для подачи крови в сепаратор. В сепараторе происходит разделение дефибринированной крови на светлую и черную сыворотки, причем из светлой сыворотки производится светлый пищевой альбумин, а черная, состоящая в основном из красных кровяных телец, идет на выработку гемозы.
Затем светлая сыворотка пропускается через фильтр-пресс, который представляет собой обычный рамный фильтр-пресс, состоящий из чередующихся сплошных чугунных плит и рам, образующих полые камеры.
После чего поступает непосредственно в сушку. Число руководящих принципов и соответствующих им методов сушки альбумина очень велико. Современные главные методы следующие: 1) канальная сушка, 2) вакуум-сушка, 3) сушка распылением.
1.2.4 Производство черного альбумина
Черный альбумин вырабатывается из крови свиней, телят, овец, лошадей и той части крови крупного рогатого скота, которая не идет на выработку светлого пищевого альбумина.
Так как продукт – черный альбумин – имеет лишь техническое назначение, то нет надобности в индивидуальной сборке крови, и она из перерезанных шейных кровеносных сосудов вертикально подвешенного животного стекает в желоба, устроенные в полу под подвесными путями. Из убойно-разделочного цеха кровь поступает по специальному трубопроводу в отделение технического альбумина. Естественно, что за время передачи крови она успевает в той или иной степени свернуться, благодаря чему содержит сгустки фибрина, поэтому кровь и подвергается дефибринированию, т. е. отделению фибрина.
Дефибринирование производится либо дезинтегратором, либо кровяными мельницами типа колбасного волчка.
Перемолотая масса состоит, следовательно, из жидкой крови и измельченного фибрина. Фибрин удаляется из этой массы фильтрованием на фильтр-прессе, причем для получения более однородной массы она предварительно перемешивается в мешалках (обычного типа) и затем поступает на фильтр-пресс, причем подача крови осуществляется насосом при давлении в 3 атм. Употребляются те же фильтр-пресса, что и описанные при изложении производства светлого альбумина; работа на них также аналогична. По заполнении камер фильтр-пресса фибрином, что узнается по прекращению выделения фильтрата из кранов, подача крови прекращается, фильтр-пресс разбирается и скопившийся в камерах фибрин выгружается. Выгрузка производится непосредственно в тележки, на которых фибрин и транспортируется к месту его переработки. Профильтрованная кровь, так называемая черная сыворотка, подвергается сушке, причем в случае сушки на распылительных сушилках она не обрабатывается химически и поступает непосредственно в сушильную башню. Система распылителей и режим сушки в них черного альбумина тот же, что и описанный выше для светлого альбумина.
1.2.5 Производство кровяной муки
Сырьем для производства кровяной муки служит фибрин, получающийся как в отделении светлого альбумина при ручном дефибринировании, так и в результате очистки технической крови на фильтр-прессах. Процесс выработки кровяной муки заключается в высушивании сырого фибрина, что может осуществляться и производиться на различных комбинатах различными конструкциями сушильных аппаратов.
2.Материалы и методы исследования
2.1.Материал исследования
Материалом служила кровь крупного рогатого скота, отобранная при забое в частном хозяйстве. Для предотвращения свертывания крови добавляли лимоннокислый натр в количестве 3 г/л, размешивали и оставляли в холодильнике. Из крови получали следующие препараты: черный альбумин, светлый альбумин, фибрин, гематоген.
2.2 Методы исследования
2.2.1 Дефибринирование крови
Дефибринированную кровь (т.е. кровь свободную от фибрина) получали следующим образом: цельную кровь перемешивали стеклянной палочкой. Активное перемешивание крови приводит к тому, что нити фибрина наматываются на палочку.
2.2.2 Получение фибрина
Фибрин отделяли, промывали физиологическим раствором( 0,9 % раствор хлорида натрия (NaCl)), затем два раза спиртом и высушивали на воздухе. Через сутки он высыхал. Высушенный фибрин измельчали в ступке.
2.2.3 Получение плазмы из оксолатной крови
Плазма отделяется от форменных элементов центрифугированием в течении 20 минут при 2500-3000 об/мин. или при отстаивании в холодильнике. Плазма отсасывается пипеткой.
2.2.4 Получение светлого альбумина.
Исходным сырьем является плазма крови крупного рогатого скота.
Для получения биопрепарата мы добавляли сернокислый аммоний в соотношении 1:1. При этих условиях глобулины выпадают в осадок, а альбумины остаются в растворе. Альбумин можно осадить кристаллическим (NH4)2SO4 при полном насыщении раствора солью. Однако, очистить белок от соли довольно трудно. Мы осаждали альбумин из плазмы крови путем добавления 96º спирта в соотношении 1:2. Полученный осадок фильтровали, высушивали под вентилятором при 40ºc и растирали в ступке.
2.2.5 Получение черного альбумина
Для получения черного альбумина мы использовали дефибринированную кровь крупного рогатого скота. Дефибринированную кровь размешивали, получалась красная жидкость, так называемая черная сыворотка. К черной сыворотке добавляли спирт1:2. Полученный осадок отфильтровывали и сушили.
3. Результаты и их обсуждение.
Кровь животных является ценным сырьем для производства биопрепаратов как пищевого, так и хозяйственного назначения. Биотехнология обработки крови является достаточно разработанной. Она позволяет получить препараты белков крови: отдельно альбумины и глобулины из плазмы, и гемоглобин из эритроцитов. При наличии цеха переработки крови, на мясокомбинатах можно получить препараты медицинского назначения. Например, очищенный бычий сывороточный альбумин, производимый за границей, используется в медицинской практике и стоит достаточно дорого. Известны различные кормовые добавки, содержащие большое количество белка. А, в плазме бычьей крови 33 г/л альбуминов и 41 г/л глобулинов, что соответствует данным литературы.
Технология получения лечебных препаратов требует соблюдения всех правил отбора крови, ее транспортировки, хранения и переработки, техники безопасности и микробиологического контроля.
Если свежевзятую кровь оставить в стеклянной посуде при комнатной температуре (20ºс), то через некоторое время образуется кровяной сгусток (тромб), после формирования которого останется жидкость желтого цвета – сыворотка крови. Она отличается от плазмы крови тем, что в ней нет фибриногена и некоторых белков (факторов) системы свертывания крови. В основе свертывания крови лежит превращение фибриногена в фибрин. Нити фибрина получали путем энергичного перемешивания свежевзятой крови стеклянной палочкой. При этом нити фибрина наматывались на палочку. Так можно получить дефибринированную кровь. Фибрин промывают. Высушивают и растирают. Готовый фибрин согласно данной литературы может быть добавлен к пище сельскохозяйственных животных, в качестве ценного источника белка.
Нами проведено выделение фибрина из цельной крови крупного рогатого скота без добавления антикоагулянтов. Образец фибрина представлен на Фото1.
Нити фибрина получали путем энергичного перемешивания свежевзятой крови стеклянной палочкой. Гораздо труднее получить светлый альбумин. Плазма крови содержит кроме альбумина, глобулины, факторы свертывания крови, транспортные белки, ферменты. Очистка альбумина сложна. Технология очищения содержит около 14 операций (см. Рисунок 4). При обработке солями, спиртовыми растворами при разном значении pH мы получили осадок который содержит все белки плазмы. Для того, чтобы получить светлый альбумин необходимо этот препарат освободить от других белков. В производственных условиях в цехе переработки белков растворы альбумина распыляют при температуре 40ºС. Мы попытались создать такие условия. Взяли осадок альбумина 0,5г и сушили его под вентилятором при 40ºС. Мы получили кристаллы светлого альбумина (см. Фото 3).
В аптеках давно продается препарат гематоген. Он готовится из крови крупного рогатого скота с добавлением различных веществ, способных затвердевать при различных температурах.
Ученые из Воронежской государственной технологической академии нашли способ превращать кровь в печенье, йогурт и напитки. Ученые говорят, что их пища, произведенная на основе крови, на вкус ничем не хуже настоящей.
Мы нашли рецептуру для выработки гематогена. Для изготовления гематогена Пожарская Л.С. (2009 г.) предлагает следующий рецепт:
Сахарный песок – 12,5 г.;
Вода – 19,9 г.;
Сгущенное молоко – 19,9г.;
Патока – 2,5г.;
Пищевой альбумин – 2,5г.
Мы модернизировали рецептуру, упростив ее.
Состав смеси:
Вода – 30 мл.;
Эритроциты – 25 мл.;
Какао – 7,5 мл.;
Сахар – 15 мл.
Смесь при медленном перемешивании нагревали до температуры 90ºС. Затем смесь охлаждали до затвердения.
Так мы получили продукт по виду похожий на гематоген (см. Фото 4), органолептически он напоминает шоколад, однако, на вкус мы не могли его попробовать, так как кровь отбиралась без соблюдений правил отбора крови, ее транспортировки, хранения и переработки, техники безопасности и микробиологического контроля. Такую кровь можно использовать только для экспериментальных исследований.
К сожалению, все, что мы сделали, носит характер эксперимента. Все мясокомбинаты работают на привозном сырье. А, как бы было хорошо, если бы наши предприятия работали на собственном сырье, кровь можно было бы перерабатывать на полезные и нужные продукты. А, мы могли бы сказать: «Умри от зависти, Дракула! – мы научились делать из крови шоколад!».
Перечень использованного оборудования
- Лабораторная посуда: пипетки, стеклянные мерные цилиндры, центрифужные пробирки, колбы конические, ступа с пестиком, палочки стеклянные, воронка коническая.
- Оборудование холодильник, вытяжной шкаф, центрифуга 2500-3000 об./мин., плитка электрическая.
- Реактивы: Дистиллированная вода, лимоннокислый натрий, сернокислый аммоний, этиловый спирт, этиловый эфир.
Список использованной литературы
1.Файвишевский М.Л. Переработка крови убойных животных. – М.: Колос, 1993.-726 с.
2.Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике: Справочник.- М.: Медицина, 1987. – 368 с.
3.Залески Станислав, Терешкевич Ришад, Кумор Лешек. Способ получения продукта из крови животных. – Польский патент № 122519, Кл. А23J3/00, 1980.
Приложение.
Таблицы.
Таблица 1. Количество крови у животного.
| Показатели | Лошади | Крупный рогатый скот | Овцы | Свиньи |
| Объем крови, мл/кг | 85-100 | 65-82 | 70-90 | 65-80 |
| Плотность крови | 1,054 | 1,055 | 1,046 | 1,048 |
| Содержание гемоглобина, г/л | 80-140 | 90-120 | 70-110 | 90-110 |
Таблица2. Содержание белков в плазме крови животных.
| Виды животных | Альбумины | Глобулины | ||
| г% | г/л | г% | г/л | |
| Лошади | 2,7 | 27 | 4,6 | 46 |
| Крупный рогатый скот | 3,3 | 33 | 4,1 | 41 |
| Овцы | 3,1 | 31 | 2,3 | 23 |
| Свиньи | 4,4 | 44 | 3,9 | 39 |
Таблица 3. Лейкоцитарная формула животных.
| Лейкоциты | Лошади | Крупный рогатый скот | Овцы | Свиньи |
| Гранулоциты: | | |||
| 1. Базофилы | 0,5 | 1,0 | 0,5 | 0,5 |
| 2.Эозинофилы | 4,0 | 6,5 | 7,5 | 2,0 |
| 3.Нейтрофилы: | | |||
| палочкоядерные | 4,5 | 3,0 | 4,0 | 4,0 |
| сегментоядерные | 54 | 28 | 40 | 44 |
| Агранулоциты: | | |||
| 1.Лимфоциты | 34 | 57 | 45 | 45 |
| 2.Моноциты | 3,0 | 4,5 | 3,0 | 4,5 |
Таблица 4 . Основные антикоагулянты, употребляемые для предупреждения свертывания крови.
| Соли | Количество в г/л |
| Лимоннокислый натрий | 3 |
| Растворимые щавелевокислые соли | 1 |
| Фтористые соли (Na или NH4) | 1,5-3 |
| Фосфорнокислые соли | 1,5 |
| Сернокислая магнезия | 1 |
Таблица 5.Время свертывания крови убойных животных.
| Вид сырья | Скорость свертывания (в мин) |
| Лошадь | 11,5 |
| Крупный рогатый скот | 6,3 |
| Овца | 2,5 |
| Свинья | 3,5 |
Рисунки.
Рисунок 1. Форменные элементы крови человека в мазке.
1 – эритроцит, 2 – сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит,
3 – палочкоядерный нейтрофильный гранулоцит, 4 – юный нейтрофильный гранулоцит, 5 – эозинофильный гранулоцит, 6 – базофильный гранулоцит, 7 – большой лимфоцит, 8 – средний лимфоцит, 9 – малый лимфоцит, 10 – моноцит, 11 – тромбоциты (кровяные пластинки).
Рисунок 2. Эритроциты.
А. Нормальные эритроциты в форме двояковогнутого диска.
Б. Сморщенные эритроциты в гипертоническом солевом растворе
Рисунок 3. Тромбоциты, прилипшие к стенке аорты в зоне повреждения эндотелиального слоя.
Рисунок4. Диаграмма фракционирования
белков плазмы крови этиловым спиртом.
Фотографии.
Фото 1. Фибрин.
Фото 2.Черный альбумин.
Фото3.Светлый альбумин.
Фото 4. Гематоген.