A Hét 1986/2 (31. évfolyam, 27-52. szám)
1986-08-01 / 31. szám
TUDOMÁNY- TECHNIKA Az ötvenes évek derekán a Budapesti Műszaki Egyetemen a keményítő két alkotójának. az amilóznak és az amilopektinnek a szerkezetét vizsgálta Szejtli József. Az amilóz egyenes, az amilopektin ágas-bogas anyag. Szejtli vizsgálatai során bebizonyosodott, hogy az amilóz egyenes lánca voltaképpen spirál alakban föltekeredett részekből áll, s a szerteágazó amilopektin szintén tartalmaz ilyen föltekeredett részeket. Ez nagyon fontos felismerés volt. mert régebben úgy vélték, hogy a keményítő szerkezete csak akkor lesz spirális, ha jódot adnak hozzá. Ilyenkor a jód köré csavarodik a keményítő, s együttesük egy zárványvegyület. Ebben az időben a világon csak két kutatócsoport foglalkozott ilyen típusú zárványvegyületekkel: Cramerék Heidelbergben (NSZK) és Frenchék lowában (Egyesült Államok). Szejtlinek nagyon megtetszettek Cramer munkái. Ámde míg Cramer csak tudományos szempontból vizsgálta őket, Szejtli úgy gondolta, hogy azok az ipar számos területén fel is használhatók. De közben más feladatokat kapott, s e kutatást csaknem két évtizedre’ félre kellett tennie. Szerencséjére 1957-ben French arról számolt be, hogy a keményítőből készült kristályos anyagtól kísérleti patkányai elpusztultak, így az ügy másutt is háttérbe szorult. Magyar—japán verseny Szejtli azonban gyanakodott, hogy azok a patkányok valami egyéb műhiba miatt pusztultak el, hiszen keményítőt nap nap után fogyasztunk, mégis élünk. Gyanúja bebizonyosodott, amikor visszatérhetett a „csomagolómolekula" kutatásához. A kísérletek első lépéseként 1973-ban megismételték French vizsgálatait, s fény derült a hibára. A ciklodextrint triklóretilénben, egy mérgező anyagban oldották fel, hogy könnyebben kristályosodjon. Valószínűleg ez végzett a patkányokkal! Ezután kezdődött az a kutatás, amelynek során megkeresték a megfelelő enzimek készítésének módját, s kidolgozták a ciklodextrin gyártásának menetét. Jelenleg a ciklodextrin gyártásának lehetőségeit térképezik föl, és szabadalmak formájában biztosítják Magyarország elsőbbségét a világpiacon. Ugyanebben az időben Japánban is egyszerre harminc kutatóintézetben szintén nekiláttak, hogy kidolgozzák a ciklodextrin-gyártás technológiáját. Csakhogy Japánnak a keményítőt teljes egészében importálnia kell. A különféle gabonákból származó keményítők különböznek egymástól, közülük a kukoricáé bizonyult a legjobbnak, s ebből a magyar készítmény jóval olcsóbb, hét-nyolc dollár kilónként (a japán 16 dollár). Jelenleg is fej-fej mellett versenyez a japán és a magyar kutatás. Az egyes zárványkomplexek képzését leíró szabadalmakat néha csak egy-két hét eltéréssel jelentik be. Ilyenkor bizony a második a vesztes — néhány évi felesleges munkát tudhat magáénak. A gyűrűgyártás Itt az ideje, hogy szó essék róla, miképp készül a ciklodextrin. — Az apró fogásokat nem tekintve, roppant egyszerűen — mondja Szejtli József. — A keményítőt felfőzik, s a tejszerű folyadékhoz hozzáadják a megfelelő enzimet. A keletkező ciklodextrin kikristályosodik. Az már a gyártás titka, hogy mikor keletkezik alfa-, A „CSOMAGOLÓMOLEKULÁK" Budán, egy elhagyatottnak látszó kert mélyén van a Chinoin Gyógyszertár egyik kutatóhelye. Idestova tizenhárom éve, hogy Szejtli József került az ottani kutatócsoport élére. Ekkor kezdődött a gyár „ciklodextrinkorszaka". A ciklodextrinvegyület a kukorica keményítőjéből készíthető bizonyos „titkos” baktériumok közreműködésével. Az elmúlt tizenhárom év alatt pontosan hatvanhat ciklodextrin-szabadalmat jelentett be a Chinoin, s így Magyarország a ciklodextrin-kutatásnak egyik „nagyhatalma". béta-, illetőleg gamma-ciklodextrin. Ezeknek a gyürűátméröi eltérőek, s ezért különböző nagyságú molekulákat zárhatnak be. Mindennél jóval bonyolultabb az enzimet nagy mennyiségben termelő baktériumtörzsnek a kitenyésztése. Az a hat, a természetben is előforduló törzs, amely egyáltalán képes ilyen enzin létrehozására, csak igen kevés enzimet termel. A Chinoinban a természetes Bacillus macerans törzsből indultak ki. Ez felelős a krumpli rothadásakor keletkező ciklodextrinekért. Elkezdték mikrobiológiai és genetikai módszerekkel „macerálni", s így mintegy három év alatt eljutottak a megfelelő teljesítményű törzshöz. A baktériumsejtben keletkező enzim minden külső beavatkozás nélkül a sejteket körülvevő oldatba kerül. Ezt az oldatot — benne az enzimet — hozzáadják a felfözött kukoricakeményitőhöz. (A japánok egy talajból kitenyésztett baktériumtörzsből indultak •ki; ennek még a neve is titkos.) Ezt az enzimet ma már ipari méretekben gyártják a Chinoinban. A zárványkészítés elve nagyon egyszerű. Ha a ciklodextrin vizes oldatához hozzáadják a „becsomagolandó" molekulákat, azok a ciklodextringyürüben lévő vízmolekulákkal helyet cserélnek, s az így keletkező zárványvegyületek kikristályosodnak. Vagyis csak olyan molekulák „csomagolhatok Így be", amelyek erősebben kötődnek a ciklodextringyűrü belsejéhez, mint a vízmolekulák. A gyakorlatban, persze, a zárványvegyületek készítése ennél jóval bonyolultabb müve-A béta-ciklodextrin zárványvegyület Compudrug programmal készült modellje szemből let. S nem utolsósorban attól függ, hogy milyen molekulákat zárunk be. A zárványvegyületbe való zárás minden anyagra különkülön szabadalom. Mint mondottuk: eddig már hatvanhat ilyen magyar szabadalom van! Mire jó? Ez ideig a gyógyszer- és az élelmiszeriparban hódított a molekuláris „csomagolóanyag", de igazi jövőjét csak ezután térképezik fel. Nagy előnye, hogy a zárványvegyületek szilárd állapotukban nem bomlanak, de vízben oldva rövid idő alatt felszabadul belőlük a bezárt molekula. A „csomagolt" molekula kémiai ellenállása sokszorosa a „csupaszéinak: a zárványvegyület megvédi vendégét az oxidációtól, a fény vagy a hő keltette reakcióktól, bomlásoktól, a párolgástól és a szublimációtól. A „csupaszon" vízben roszszul oldódó molekula így vízben jól oldódik. A száraz zárványvegyület az anyagok kellemetlen szagát is „bezárja". Ez fölöttébb hasznos például a fokhagyma vagy a hagyma esetében, hiszen ezeknek többnyire csak az ízét kedvelik. Az így csomagolt fűszerek aromája vízben oldva azután hiánytalanul érvényesül. Ily módon számos molekula tartósítható, s tetszőleges időben és helyen használható fel. A gyártás kevés energiát és emberi munkát emészt föl, az eddigi eljárásoknál egyszerűbb és — olcsóbb. A „csomagolt" anyag pontosan adagolható, könnyen kezelhető por. Ugyanez oldalról, ahol jól látható a csomagolt molekula aktív „orrocskája" A Chinoin Gyógyszergyár nem véletlenül pénzelte a ciklodextrinnel foglalkozó laboratórium kutatásait. A jelenleg forgalomban levő gyógyszerek egyharmada csomagolható ciklodextrinbe, és jelentős részüket (a szájon át bevett gyógyszerek 5 százalékát) szükséges is lenne igy csomagolni, mert levegőn könnyen bomlanak, vízben rosszul oldódnak. De eddig mindössze két ciklodextrint tartalmazó, Japánban gyártott gyógyszer van forgalomban. Mindegyikük igen hatásos: csupaszon gyorsan bomló, úgy nem használható prosztaglandinokat foglal magában. A prosztaglandin—E2 béta-ciklodextrin zárványtabletta a szülést indítja meg. A prosztaglandin— E1 komplex pedig infúzióban igen hatásos értágító. Használatával érszűkület miatt végtagamputálásra váró betegek 50—60 százalékának sikerült elkerülniük a műtétet az NSZK-ban. Magyarországon már klinikákon tesztelnek egy olyan prosztaglandin-származékot, amely trombózis ellen igen hatásos, de mert szintén bomlékony, csakis ciklodextrinbe „csomagolva" használható. A ciklodextrin nemcsak a kész vegyületeket védi-csomagolja kiválóan, hanem a vízben rosszul oldódó szerek, például a prednisolon nevű szteroid hormon készítésében is hasznos. A szamárköhögés elleni oltóanyagot eddig csak laboratóriumi méretekben szaporíthatták, mert az öt termelő baktérium egyúttal egy olyan gátlószert is termel, amely leállítja saját szaporodását. Az új japán szabadalom szerint a folyékony táptalajba ciklodextrint tesznek, s ez a keletkező gátlóanyagot komplexbe zárja, így az már nem zavarja a sejt szaporodását. — Sajátos alkalmazás a gyógyító hintőpor is — mondja Szejtli József. — A ciklodextrinekből polimergyöngyöket — 90—300 mikron átmérőjű szabályos gömböcskéket — gyártanak. Ezek kiválóan duzzadnak. Nyitott fekélyre vagy égett sebfelületre szórva felszívják a nedvességet és a baktériumokat is, igy a nyitott sebfelületet állandóan szárazon tartják. Ennek következtében a baktériumok szaporodása csökken, a vérkeringés javul, s a seb gyorsabban gyógyul. Már Magyarországon is kaphatók olyan fűszeres sók, amelyeknek az aromaanyaga ciklodextrinbe van zárva. így vöröshagyma, kapor, kömény, tárkony és majoránna kerül forgalomba ciklodextrinkomplexben fűszeres sóként. Hasonló módon tartósíthatják a laboratórium szabadalmai révén a mentaolajat, a jázminolajat, a bergamottolajat is. Ha ezt a védett illő olajat a teához keverik, nincs szükség a légmentesen záró fémdobozokra. (Az új teakészítmény iránt máris érdeklődik egy francia cég.) Az élelmiszer-ízesítőkön kívül bizonyos élelmiszerek is tárolhatók így (például levesek), nem szólva a vitaminokról és a kozmetikumokról. A ciklodextrinbe „csomagolt" aromák és aromakeverékek egyszerűbbé teszik a fűszerezést. Vannak olyan fűszernövényrészek, amelyeket a diétára szorulók a rostanyagok miatt nehezen emészthetnek meg. A ciklodextrinbe zárt aromaanyagokat azonban ők is fogyaszthatják. Az pedig a tartósító- és a húsipar számára is fontos, hogy a ciklodextrines csomagolású por alakú levesekben és mártásokban nincsenek szennyező, káros, romlást okozó mikroorganizmusok. (Élet és tudomány) 16
