Разработка рационального способа получения солей g-аминомасляной кислоты щелочных и щелочно-земельных металлов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СЛИВОЧНОГО СЫРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

СТАБИЛИЗАТОРА «ПЕКТИН»

Кабанова Т.В., Смоленцев С.Ю., Папуниди Э.К., Юсупова Г.Р.

Резюме

Установлено, что при использовании стабилизатора «Пектин» в технологии производства сливочного сыра можно получить больший выход готового продукта с наилучшими органолептическими и физико-химическими показателями и функциональными свойствами.

THE PRODUCTION TECHNOLOGY OF CREAM CHEESE WITH USE OF THE PECTIN

STABILIZER

Kabanova T.V., Smolentsev S.Yu., Papunidi E.K., Yusupova G.R

Summary

It is established that when using the Pectin stabilizer in the production technology of cream cheese it is possible to receive a bigger exit of a ready-made product with the best organoleptic and physical and chemical indicators and functional properties.

УДК 547.461.4

РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ у-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫХ

МЕТАЛЛОВ

*Кадырова Р.Г. - д.х.н., профессор; Кабиров Г.Ф. - д.в.н., профессор, зав. кафедрой; Муллахметов Р.Р. - к.в.н., доцент *Казанский государственный энергетический университет Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана

e-maik: [email protected]

Ключевые слова: у-аминомасляная кислота (ГАМК), соли лития, магния, кальция. Key words: y-aminobutyric acid (GABA), lithium, magnesium, calciumsalts.

у-Аминомасляная кислота (ГАМК,4-аминобутановая кислота) - заменимая аминокислота, находящаяся в основном в человеческом мозге и глазах. Она рассматривается, как ингибирующий нейромедиатор, регулирующий

деятельность мозга и нервных клеток, путем снижения числа сгорающих в мозге нейронов. ГАМК можно назвать «натуральным, успокаивающим мозг, агентом». Препятствуя перевозбуждению мозга, ГАМК способствует расслаблению и снижению нервного напряжения. В организме ГАМК образуется из глутаминовой кислоты в результате ее декарбоксилирования при помощи фермента глутаматдекарбоксилазы.

Глутамат и ГАМК - нейромедиаторы. ГАМК ингибирует, а глутамат активирует передачу нервных импульсов. При выбросе

ГАМК в синаптическую щель происходит активация ионных каналов ГАМКа и ГАМКс - рецепторов, приводящая к ингибированию нервного импульса. В клинике ГАМК используется для лечения различных расстройств психики и ЦНС, к которым относятся болезни Паркинсона и Альцгеймера.

На основе ГАМК создан ряд лекарственных препаратов: например, аммалон (аминалон), применяемый при нарушениях мозгового кровообращения после инсульта. ГАМК лежит в основе транквилизатора фенибута (гидрохлорида у-амино-Р-фенилмасляной кислоты) [1]; [ru. wikipedia. org > Гамма-аминомасляная кислота].

Пантогам - кальциевая соль D-(+)-а,у-диоксди-Р,Р - метилбутирилам-

иномасляная кислота, производное пантотеновой и у-аминомасляной кислот. Пантогам усиливает процессы торможения в ЦНС, уменьшает потребность организма в кислороде и энергетических субстратах, усиливает синтез нуклеиновых кислот и белка, повышает содержание в организме стероидов.

По анаболическому действию пантогам превосходит пантотеновую кислоту, обладая еще противосудорожным и гипотензивным свойствами [Ноотропные и нормотические препараты. Referat. ru > Медицина > 8716-2-nootrophyl-i...].

Разработаны ноотропные средства, представляющие собой (RS)-N-Пантоил-у-аминомасляную кислоту и ее соли (Na, K, Са. Mg, Zn). которые могут быть использованы в медицинской практике (неврологии и психиатрии).

Например, Са-соль получают по схеме: на этилат кальция действуют ГАМК, а затем на реакционную смесь - (RS)-пантолактоном при нагревании.

Mg-соль получают следующим образом: к ГАМК в метаноле прибавляют MgO при нагревании до кипения, а к фильтрату - (RS)- пантолактон также при нагревании [2].

Предложен способ получения кальциевой соли D-гомопантотеновой кислоты с целью приготовления лекарственных форм препарата, обладающих ноотропным действием и высокой эффективностью при лечении умственной отсталости у детей. Способ осуществляется путем обработки ГАМК соединениями кальция в растворителе с последующей конденсацией кальциевой соли ГАМК с D-(+)-пантолактоном при нагревании в среде растворителя. В качестве соединения кальция применяют изопропилат кальция, который получают взаимодействием изопропанола с металлическим кальцием. Изопропилат кальция и Са-соль ГАМК из реакционной смеси не выделяют [3].

Предложен способ повышения стрессустойчивости животных с

использованием литиевых солей ГАМК и оксиглицина. Данные препараты эффективно препятствуют

неблагоприятному воздействия стресса на организм животных, повышают

стрессустойчивость и адаптагенность.

Изучены их физико-химические свойства, острая и хроническая токсичность (4 класс токсичности) [4].

Парентеральное введение литиевой соли ГАМК в количестве от 15 до 30 мг/кг массы тела животного предотвращает развитие стрессовых реакций, смягчает и ликвидирует их последствия. Автор [4] использует следующую методику синтеза литиевой соли ГАМК: первоначально получают гидроксид лития действием на сульфат лития смесью гидроксидами натрия и калия. Затем к суспензии гидроксида лития прибавляют водный раствор ГАМК и при 45 °С упаривают 6,5 часов с помощью роторного испарителя под вакуумом. С последующей обработкой остатка этанолом получают целевой продукт (т.пл. 209 °С с разлож.) с высоким выходом. Литиевая соль ГАМК хорошо растворима в воде.

Из анализа литературных данных следует, что соли ГАМК (Са, Mg, Li) являются эффективными ноотропными средствами и используются в медицинской и ветеринарной практике. Однако способы их получения нетехнологичны. Соли ГАМК кальция и магния из реакционной смеси не выделены. Известно, что соли лития, магния, кальция а-аминокислот являются перспективными лекарственными

препаратами [5,6]. В связи с этим, нами проведены экспериментальные

исследования по разработке рационального способа получения данных солей ГАМК, по выделению их в индивидуальном виде.

Материалы и методы. Для синтеза солей у-аминомасляной кислоты были использованы следующие реактивы: у-аминомасляная кислота - SiGMA-ALDRiCh CheMiE GmbH USA, содержание основного вещества > 99 %; гидроксиды лития, магния, кальция марки «хч».

1. Синтез литиевой соли у-аминомасляной кислоты. К раствору 1 г (0,0097 моль) ГАМК в 10 мл воды (рН 6) прибавляют 0,4 г (0,0097 моль) LiOH • H2O, перемешивают до полного растворения (7 минут). Реакционная смесь имеет рН 8. Гомогенный раствор нагревают до 40-45 °С в течение 20 минут, выдерживают при комнатной температуре 1,5 часа, фильтруют от незначительного количества темно-бурой взвеси. Прозрачный раствор

упаривают из чашки Петри при комнатных условиях, остаток промывают этанолом и сушат. Получают 0,9 г (89,55 %) литиевой соли ГАМК, Содержание

азота (%): найдено - 12,71; вычислено -12,84.

Литиевая соль ГАМК - белые блестящие кристаллы, хорошо

растворяются в воде, не растворяются в спирте, ацетоне. При температуре 186 °С наблюдается начало разложения, при 210 °С - полностью обугливание.

2. Синтез магниевой соли у-аминомасляной кислоты. К раствору 1 г (0,0097 моль) ГАМК в 10 мл воды прибавляют 0,56 г (0,0097 моль) гидроксида магния при перемешивании. Реакционную смесь нагревают до 55-60 °С в течение 35 минут (рН = 9 10). Горячую суспензию фильтруют от невступившего в реакцию гидроксида магния. Гомогенный

прозрачный фильтрат упаривают при комнатной температуре, остаток промывают этанолом и сушат. Получают 0,9 г (70,5 %) дигидрата магниевой соли ГАМК, [C4H8O2N]2Mg • 2H2O. Содержание азота (%): найдено - 10,48; вычислено -10,60.

Дигидрат магниевой соли ГАМК белые блестящие кристаллы с бирюзовым оттенком, хорошо растворимы в воде (рН

Схема II

где Me = Mg2+ (2); Са2+ (3). При эквимольном соотношении субстрата и реагента (1 : 1) (схема I) и при добавлении гидроксида лития к водному (10 %-ному) раствору ГАМК при рН 8 реакция протекает в гомогенной фазе.. В

раствора 8), нерастворимы в спирте, ацетоне. Температура плавления дигидрата 85-86 °С.

3. Синтез кальциевой соли у-аминомасляной кислоты. К раствору 1 г (0,0097 моль) ГАМК в 10 мл воды прибавляют 0,7 г (0,0097 моль) гидроксида кальция при перемешивании. Реакционную смесь нагревают до 55-60 °С в течение 40 минут (рН 9-10). Горячую суспензию фильтруют от осадка гидроксида кальция. Гомогенный фильтрат упаривают при комнатной температуре, остаток промывают этанолом и сушат. Получают 0,85 г (71,43 %) кальциевой соли ГАМК, [C4H8O2N]2Са. Содержание азота (%): найдено - 10,88; вычислено - 11,06.

Кальциевая соль ГАМК - белые кристаллы. Продукт хорошо растворяется в воде (рН раствора 8), не растворяется в спирте, ацетоне. Температура плавления 9697 °С.

Результаты исследований. Способ получения солей ГАМК щелочных и щелочно-земельных металлов основан на классической реакции нейтрализации.

Действием на водный раствор ГАМК гидроксидами металлов получают соли: литиевую (схема I), магниевую и кальциевую (схема II).

Схема I.

мягких условиях, температура реакции 4045 °С, время 20 минут, литиевую соль ГАМК получают с выходом ~ 90 % в виде высокоплавких (т. нач.разл. 186 °С) блестящих белых кристаллов. Продукт хорошо растворяется в воде, не

ын2 - сн2 - сн2 - сн2 - СООН + ЫОИ, 61 8 >

Н 21)

КН2 - СН2 - СН2-СН2 СООЫ (1)

2МИ2 - СН2 - СН2 - СН2 - СООН + Ме(ОН)2, 61 9

(-21 21)

[МН2 - СН2 - СН2-СН2 СОО-]2Ме

(2,3)

растворяется в спирте. При необходимости его можно легко очистить от труднорастворимого гидроксида лития.

Для подтверждения структуры литиевой соли ГАМК проведены качественные реакции на аминогруппу. При действии на водный раствор литиевой соли ГАМК хлоридом железа (III) образуется хелат красного цвета, сульфатом меди (II) в слабокислой среде с добавлением ацетата натрия - хелат ярко синего цвета, раствором нингидрина - наблюдается окрашивание в желтый цвет, который быстро переходит в фиолетовый.

Магниевую и кальциевую соли ГАМК получают действием на водный раствор ГАМК гидроксидами

соответствующих металлов, взятых в двухкратном избытке. Реакция протекает в гетерогенной фазе. В оптимальных условиях, рН реакционной среды 9-10, температура 55-60 °С, время 35-40 минут, целевые продукты получают с выходами более 70 %. Невступившие в реакцию гидроксиды (магния и кальция) выделяют и используют в следующих опытах.

Соли ГАМК магния (т. пл. 85-86 °С) и кальция (т. пл. 96-97 °С) хорошо растворяются в воде (рН водных растворов 8).

Структура солей подтверждена качественными реакциями на NH2-группы, на ионы Mg2+ с гидроксидом натрия, на ионы кальция с оксалатом аммония, соответственно.

Заключение. Разработан

рациональный способ получения солей у-аминомасляной кислоты с гидроксидами лития, магния и кальция. Показано, что способ их синтеза основан на классической реакции нейтрализации. В результате экспериментальных исследований

выявлены факторы, влияющие на протекание реакции: технологические приемы смешивания субстрата и реагента, их соотношение, гомогенность

реакционной смеси, рН реакции, температурные режимы. В оптимальных условиях целевые продукты получают с хорошими выходами, что позволяет проводить дальнейшее исследование их биологической активности в медицинской и ветеринарной практике.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Комов В.П. Шведова В.Н. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004, с. 26-28, с. 385.

2. Пат. RU 2181717. 27.04.2002. Ноотропное средство и способ его получения. / Общество с ограниченной ответственностью. «Консорциум - ПИК».

3. Пат. RU 2242458 (13). 20.12.2004. Способ получения кальциевой соли D-гомопантотеновой кислоты. / Г.Ф. Жданов, Р.Р. Насыбуллин, И.Х. Исмагилов.

4. Остренко К.С. Влияние литиевых солей оксиглицина и у-аминомасляной кислоты на стрессустойчивость, неспецифическую резистентность и продуктивность лабораторных животных и откармлиевых бычков: Автореф...диссерт...канд. биолог. наук. -Боровск.: 2009.

5. Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Муллахметов Р.Р. Синтез солей лития а-аминокислот. // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. - Казань, 2013. - т. 215, с. 141-147.

6. Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Муллахметов Р.Р. Синтез магниевых и кальциевых солей а-аминокислот. // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. - Казань, 2013. - т. 216, с. 157-164.

РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ у-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНО -ЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Муллахметов Р.Р.

Резюме

Разработан рациональный способ получения солей у-аминомасляной кислоты с гидроксидами лития, магния и кальция.

В оптимальных условиях целевые продукты получают с хорошими выходами, что позволяет проводить дальнейшее исследование их биологической активности в медицинской и ветеринарной практике.

DEVELOPMENT OF EFFICIENT WAY OF ALKALI AND ALKALINE-EARTH METALS GAMMA-AMINOBUTYRIC ACID SALTS PRODUCTION

Kadyrova R.G., Kabirov G.F., Mullakhmetov R.R.

Summary

An efficient way of gamma-aminobutyric acid salts with lithium, magnesium and calcium hydroxide has been developed. Under optimal conditions the target products are obtained with good output that enables us to do further research of their biological activity in medical and veterinary practice.

УДК - 636.084.413 : 636.2(471.41)

ОПТИМИЗАЦИЯ КОРМЛЕНИЯ СТЕЛЬНЫХ СУХОСТОЙНЫХ И ДОЙНЫХ КОРОВ В ООО «ЯКТЫ ЮЛ» БАЛТАСИНСКОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

Кашаева А.Р. - к.б.н.; Рашитова Л.Ф. - студент Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана

тел.: (843) 273-97-65

Ключевые слова: корма, рацион, оптимизация, корова, лактация, молоко. Key words: stern, ration, optimization, cow, lactation, milk.

Одним из главных технологических процессов в животноводстве, от которого зависит, рентабельность отрасли в целом является кормление животных. Его продуктивность, здоровье, показатели воспроизводства, сохранение ценности, сроки эксплуатации во многом определяются сбалансированностью

рационов и качеством кормов [3]. Неполноценность кормления животных -едва ли не основной фактор, сдерживающий достижение высоких экономических показателей производства молока [1]. В связи с этим актуальной становится задача составления

оптимальных рационов кормления, сбалансированных по питательности.

Целью наших исследований являлось на основе зоотехнической оценки условий кормления стельных сухостойных и дойных коров в период раздоя лактации определить пути его совершенствования.

Материал и методика

исследований. Исследования проведены в ООО «Якты Юл» Балтасинского района РТ в период зимнего стойлового содержания 2012...2014 годов.

Объектом исследований являлись сухостойные и дойные коровы в период раздоя лактации татарстанского типа холмогорской породы. Материалом

исследований служили данные

зоотехнического, бухгалтерского и экономического учета, результаты биохимического анализа крови,

зоотехнический анализ кормов, данные карточек формы 2МОЛ, состав и питательность хозяйственных рационов для стельных сухостойных и дойных коров.

Рационы оценивали по содержанию энергии (ЭКЕ), сухого вещества (СВ), сырого протеина (СП), расщепляемого протеина (РП), нерасщепляемого протеина (НРП), переваримого протеина (ПП), сахара, крахмала, макро- и микроэлементов, витаминов. При анализе кормов и рационов использовали показатели: концентрацию энергии в СВ, затраты ЭКЕ и концентрированных кормов на 1 кг молока, соотношение сахара к ПП, РП к НРП, уровень кормления определяли по содержанию СВ на 100 кг живой массы [2]. Биометрическую обработку данных проводили с применением прикладных программ Microsoft EXCEL - 97.

Результаты исследований.

Среднегодовые удои в хозяйстве составили: по I лактации 4689 кг, по II - 5350, по III и выше лактациям 5810 кг, но при этом необходимо отметить высокие затраты кормов на 1 ц молока - 1,4 ц. к.ед., что повышает себестоимость единицы