Способ получения биологически активной добавки к пище из натурального сырья

 

Изобретение относится к пищевой, косметической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для получения биологически активной добавки (БАД) из натурального сырья, в частности растительного сырья и сырья животного происхождения, которая содержит витамины, микроэлементы, растительные волокна и другие биологически активные вещества (БАВ). Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: подготовленное растительное и животное сырье предварительно измельчают до частиц размером 10-35 мм, после чего сырье сушат при давлении 0,01-0,033 кг/см² и температуре 10-150^oС до влажности не более 20%. Полученную массу затем охлаждают хладагентом до достижения температуры по всей массе от -20 до -180^oС и измельчают до размера частиц 1-1000 мкм. Полученную массу выдерживают в среде инертного газа при его давлении 50-90 кг/см² и/или температуре 2-120^oС. Готовый продукт упаковывают, а в случае перевода его в дозированную форму таблетируют. Предлагаемый способ позволяет получать БАД к пище из натурального сырья в широком его диапазоне. В качестве растительного сырья используют овощное, и/или ягодное, и/или фруктовое, и/или бахчевое, и/или зерновые, и/или их зародыши, и/или водоросли, и/или растительное лекарственное сырье, и/или скорлупу орехов, и/или грибы. В качестве сырья животного происхождения используют скорлупу яиц, в частности куриных, и/или рептилий, и/или раковин моллюсков, и/или кожу животных, в частности свиную кожу. Изобретение также позволяет расширить арсенал способов производства БАД из натурального сырья и более полно сохранить биологически активные вещества в готовом продукте. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Предлагаемый способ относится к пищевой, косметической и фармакологической промышленности и может быть использован для получения биологически активной добавки (БАД) из натурального сырья, в частности растительного сырья и сырья животного происхождения, которые содержат витамины, микроэлементы, растительные волокна и другие биологически активные вещества (БАВ).

Известны различные способы получения БАД, в частности из растительного сырья. Однако одни способы не позволяют получать добавки, в достаточной степени сохраняющие БАВ, содержащиеся в исходном сырье, в частности использование различных излучений приводит к разрушению БАВ, содержащихся в исходном сырье и, как следствие, к снижению их содержания в получаемых БАД (1).

Наряду с этим часть известных способов является достаточно трудо- и энергоемкими.

Известный способ предусматривает сушку предварительно подготовленного сырья до влажности не более 13% и последующее его измельчение в три этапа: на первом этапе корень женьшеня измельчают до размера частиц 3,0-10,0 мм, на втором этапе полученную массу охлаждают жидким азотом до достижения температуры во всей массе от - 170 до - 180^oС, после чего ее измельчают до размера частиц 25-200 мкм, на третьем этапе полученную на втором этапе массу охлаждают жидким азотом до достижения температуры по всей массе от -190 до -193^oС и измельчают до размера частиц 0,6-25,0 мкм, после чего готовую добавку упаковывают (2).

Данный способ позволяет получать пищевую добавку корня женьшеня, имеющую высокую дисперсность и однородность.

Недостатком известного технического решения является то, что сырье измельчают в несколько этапов, а также измельчение массы на последнем этапе осуществляют от температуры от -190 до -193^oС, что приводит к снижению содержания биологически активных веществ в получаемой добавке по сравнению с содержанием их в исходном сырье. Кроме того, использование в качестве сырья лекарственных трав приводит к ограничению ее применения.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является способ получения пищевой добавки из растительного сырья, который авторами выбран в качестве прототипа.

Известный способ осуществляют следующим образом: подготовленное растительное сырье: овощное, и/или ягодное, и/или плодовое, и/или бахчевое предварительно измельчают до частиц размером 10-35 мм, после чего его сушат при давлении 0,01-0,5 кг/см² и температуре 20-80^oС до влажности не более 10%. Полученную массу затем охлаждают хладагентом до достижения температуры во всей массе от -80 до -165^oС и измельчают до размера частиц 50-600 мкм, после чего продукт упаковывают, причем перед упаковкой массу можно таблетировать (3).

Данный способ позволяет получать БАД только из овощного, и/или фруктового, и/или ягодного, и/или бахчевого сырья в виде порошка, который способен длительное время находиться в порошкообразном состоянии, максимально сохранять биологически активные и питательные вещества, содержащиеся в исходном сырье, и при этом имеет высокую активную поверхность.

Однако данный способ позволяет получать БАД из ограниченного ассортимента имеющегося натурального сырья, осуществлять сушку только при пониженном давлении и не обеспечивает необходимой микробной чистоты получаемой БАД, которая требуется для использования получаемой БАД в пищевой, парфюмерной и фармацевтической промышленности.

Технической задачей предлагаемого способа является расширение базы используемого натурального сырья, как растительного, так и животного происхождения, расширение диапазона используемых для сушки сырья температуры и давления, что позволит осуществлять сушку с использованием ИК-излучения при нормальном давлении, обеспечении высокой микробиологической чистоты получаемого продукта, а также расширение арсенала способов производства БАД из натурального сырья.

Поставленная задача решается способом получения биологически активной добавки к пище из натурального сырья, включающий предварительное измельчение подготовленного сырья, его сушку, охлаждение высушенной массы хладагентом, в частности жидким азотом, измельчение охлажденной массы и упаковку готового продукта, согласно изобретению в качестве натурального сырья наряду с таким растительным сырьем, как овощное, и/или ягодное, и/или фруктовое, и/или бахчевое, используют и/или зерновые, и/или их зародыши, и/или водоросли, и/или растительное лекарственное сырье, и/или скорлупу орехов, и/или грибы, а также сырье животного происхождения: скорлупу яиц, в частности куриных, и/или рептилий, и/или раковин моллюсков, и/или кожу животных, в частности свиную кожу, а сушку осуществляют при давлении 0,01-1,033 кг/см² и температуре 10-150^oС, а после измельчения охлажденного сырья осуществляют его стерилизацию путем выдерживания сырья в среде инертного газа, в частности углекислого, при давлении 50-90 кг/см² и/или температуре 2-120^oС.

Предпочтительно, что полученную высушенную массу охлаждают перед измельчением до температуры -20÷-180^oС.

Предпочтительно, что измельчение охлажденного сырья осуществляют до размеров частиц 1-1000 мкм.

Предпочтительно, что перед упаковкой массу таблетируют.

Отличительными признаками является, что в качестве натурального сырья наряду с таким растительным сырьем, как овощное, и/или ягодное, и/или фруктовое, и/или бахчевое используют и/или зерновые, и/или их зародыши, и/или водоросли, и/или растительное лекарственное сырье, и/или скорлупу орехов, и/или грибы, а также сырье животного происхождения: скорлупу яиц, в частности куриных, и/или рептилий, и/или раковин моллюсков, и/или кожу животных, в частности свиную кожу, а сушку осуществляют при давлении 0,01-1,033 кг/см² и температуре 10-150^oС, а после измельчения охлажденного сырья осуществляют его стерилизацию путем выдерживания сырья в среде инертного газа, в частности углекислого, при давлении 50-90 кг/см² и/или температуре 2-120^oС.

Использование в предлагаемом способе широкого спектра натурального сырья как растительного, так и животного происхождения, содержащего жизненно важные БАВ, использование при сушке сырья широкого диапазона давлений (0,01-1,033 кг/см² и температур 10-150^oС) и осуществление стерилизации мелкоизмельченного сырья в среде инертного газа при повышенных давлении и температуре (50-90 кг/см², 2-120^oС соответственно) позволяет получать широкий спектр БАД из натурального сырья, сохраняющих до 80% БАВ, содержащихся в исходном сырье, находящихся в мелкодисперсном состоянии, имеющих высокую биодоступность, большую активную поверхность, а также высокую степень микробиологической чистоты.

Осуществление стадии сушки сырья как при пониженном, так и при нормальном давлении в интервале температур 10-150^oС позволяет расширить область давлений и температур, а значит и арсенал используемого оборудования для сушки сырья, при этом высушенное сырье имеет хорошее качество.

Использование высоких температур ≈150^oС при сушке сырья обусловлено сырьевой базой, так например, куриную скорлупу необходимо сушить при высокой температуре, чтобы исключить присутствие в ней патогенной флоры, в частности бактерий SALMONELLA, при этом содержание микроэлемента Са в ней не изменяется.

Осуществление сушки сырья при температуре ниже 10^oС и давлении менее 0,01 кг/см² не эффективно (не технологично), так как стадия сушки требует продолжительного времени, а осуществление сушки при температуре выше 150^oС и давлении 1,033 кг/см² не приводит к дальнейшему повышению качества сырья, увеличивая при этом и энергетические затраты.

Выдерживание после измельчения сырья для его стерилизации в среде инертного газа при давлении 50-90 кг/см² и температуре 2-120^oС приводит к уничтожению микробиологической флоры, находящейся на поверхности измельченного сырья, и позволяет достичь высокой степени чистоты получаемого продукта.

Осуществление стерилизации при давлении инертного газа менее 50 кг/см² и температуре менее 2^oС не позволяет достичь высокой степени микробиологической чистоты продукта, и осуществление стерилизации при давлении инертного газа более 90 кг/см² и температуре более 120^oС уже не приводит к увеличению степени чистоты продукта, но приводит к уменьшению содержания БАВ в продукте.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Подготовленное растительное сырье: овощное, и/или ягодное, и/или фруктовое, и/или бахчевое, и/или зерновые, и/или их зародыши, и/или водоросли, и/или растительное лекарственное сырье, и/или скорлупу орехов, и/или грибы, а также сырье животного происхождения: скорлупу яиц, в частности куриных, и/или рептилий, и/или раковин моллюсков, и/или кожу животных, в частности свиную кожу, предварительно измельчают до частиц размером 10-35 мм, после чего его сушат при давлении 0,01-1,033 кг/см² и температуре 10-150^oС до влажности не более 20%. Полученную массу затем охлаждают хладагентом до достижения температуры во всей массе от -20 до - 180^oС и измельчают до размера частиц 1-1000 мкм, после чего полученную массу выдерживают в среде инертного газа при его давлении 50-90 кг/см² и/или температуре 2-120^oС, в течение от 1-6 ч, после чего продукт упаковывают, а в случае перевода его в дозированную форму таблетируют.

Примеры конкретного использования предлагаемого способа.

Пример 1. Способ получения биологически активной добавки к пище из моркови.

Предварительно подготовленную морковь измельчают до частиц размером 30-35 мм, после чего ее сушат при давлении 1,033 кг/см² и температуре 40^oС до влажности не более 3%, затем высушенную массу охлаждают жидким азотом до температуры -80^oС по всей массе и измельчают ее до размера частиц не более 200 мкм, измельченную массу выдерживают в среде СO₂ - углекислого газа при давлении 70 кг/см² и температуре 60^oС, в течение 3 ч с последующей упаковкой.

Результаты исследования полученной добавки на биохимические показатели и микробиологическую чистоту приведены в таблице 1,2.

Пример 2. Способ получения биологически активной добавки к пище из черноплодной рябины.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,5 кг/см², температуре 10^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -100^oС до размера частиц не более 70 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ углекислого газа при его давлении 90 кг/см² и температуре 40^oС в течение 2,5 ч.

Пример 3. Способ получения биологически активной добавки к пище из петрушки.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,8 кг/см², температуре 80^oС в течение 6 ч, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -100^oС, до размера частиц не более 300 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ углекислого газа при его давлении 90 кг/см² и температуре 80^oС в течение 6 ч.

Пример 4. Способ получения биологически активной добавки к пище из яблока.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,2 кг/см², температуре 25^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -80^oС до размера частиц не более 70 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СO₂ углекислого газа при его давлении 60 кг/см² и температуре 50^oС в течение 1 ч.

Пример 5. Способ получения биологически активной добавки к пище из тыквы.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,01 кг/см², температуре 20^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -30^oС до размера частиц не более 400 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СO₂ углекислого газа при его давлении 90 кг/см² и температуре 20^oС в течение 2 ч.

Пример 6. Способ получения биологически активной добавки к пище из зерна-овса.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,01 кг/см², температуре 80^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -50^oС до размера частиц не более 50 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ газа при его давлении 60 кг/см² и температуре 30^oС в течение 4 ч.

Пример 7. Способ получения биологически активной добавки к пище из проростков пшеницы.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,01 кг/см², температуре 80^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -50^oС до размера частиц не более 500 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ газа при его давлении 60 кг/см² и температуре 30^oС в течение 30 мин.

Пример 8. Способ получения биологически активной добавки к пище из ламинарии.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 1,033 кг/см², температуре 70^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -20^oС до размера частиц не более 150 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ углекислого газа при его давлении 50 кг/см² и температуре 20^oС в течение 1 ч.

Пример 9. Способ получения биологически активной добавки к пище из листьев черной смородины.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,03 кг/см², температуре 40^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -30^oС до размера частиц не более 100 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ газа при его давлении 90 кг/см² и температуре 45^oС в течение 2 ч.

Пример 10. Способ получения биологически активной добавки к пище из белых грибов.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,01 кг/см², температуре 50^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -20^oС до размера частиц не более 50 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ газа при его давлении 90 кг/см² и температуре 80^oС в течение 4 ч.

Пример 11. Способ получения биологически активной добавки к пище из скорлупы грецкого ореха.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,5 кг/см², температуре 100^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -150^oС до размера частиц не более 600 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ углекислого газа при его давлении 50 кг/см² и температуре 20^oС в течение 2 ч.

Пример 12. Способ получения биологически активной добавки к пище из скорлупы куриных яиц.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,3 кг/см², температуре 150^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -40^oС до размера частиц не более 80 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ углекислого газа при его давлении 50 кг/см² и температуре 2^oС в течение 1 ч.

Пример 13. Способ получения биологически активной добавки к пище из панциря краба.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 0,2 кг/см², температуре 140^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -50^oС до размера частиц не более 350 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ углекислого газа при его давлении 65 кг/см² и температуре 50^oС в течение 2,5 ч.

Пример 14. Способ получения биологически активной добавки к пище из кожи свиньи.

Способ осуществляют, как в примере 1, только сырье сушат при давлении 1,0 кг/см², температуре 30^oС, измельчение осуществляют в среде жидкого азота при температуре -80^oС до размера частиц не более 1000 мкм, измельченное сырье выдерживают в среде СО₂ углекислого газа при его давлении 90 кг/см² и температуре 120^oС в течение 6 ч.

Как видно из полученных результатов, предлагаемый способ позволяет получать БАД к пище из натурального сырья в широком его диапазоне, включая растительное сырье и сырье животного происхождения, при этом получаемые добавки сохраняют до 80%, а в некоторых случаях и до 100%, БАВ, содержащиеся в исходном сырье, его органолептические свойства имеют большую активную поверхность и, как следствие, высокую биодоступность и высокую степень микробиологической чистоты. Поэтому БАД к пище, полученные по предлагаемому способу, могут успешно применяться для получения детского и диетического питания, в частности в таблетированной форме, а также для обогащения БАВ различных продуктов питания, таких как молочных, мясных, зерновых; для получения напитков, нектаров, использоваться как субстрат для получения экстрактов, а также в парфюмерной и фармакологической промышленности.

Кроме того, предлагаемый способ расширяет арсенал способов получения БАД к пище из натурального сырья.

Источники информации 1. Заявка ФРГ 3738992 от 28.04.88 г.

2. Патент РФ 2063151, опубл. бюл. 19, 1996, з 94042258/13 от 01.12.94 г. "Способ получения пищевой добавки из корня женьшеня".

3. Прототип РФ 2110194, опубл. бюл. 13, 1998, з 97108428/13 от 03.06.97 г. "Способ получения пищевой добавки из растительного сырья".

Формула изобретения

1. Способ получения биологически активной добавки к пище из натурального сырья, включающий предварительное измельчение подготовленного сырья, его сушку, охлаждение высушенной массы хладагентом, в частности жидким азотом, измельчение охлажденной массы и упаковку готового продукта, отличающийся тем, что в качестве натурального сырья наряду с таким растительным сырьем, как овощное, и/или ягодное, и/или фруктовое, и/или бахчевое используют и/или зерновые, и/или их зародыши, и/или водоросли, и/или растительное лекарственное сырье, и/или скорлупу орехов, и/или грибы, а также сырье животного происхождения: скорлупу яиц, в частности куриных, и/или рептилий, и/или раковин моллюсков, и/или кожу животных, в частности свиную кожу, а сушку осуществляют при давлении 0,01 - 1,033 кг/см² и температуре 10 - 150^oС, а после измельчения охлажденного сырья осуществляют его стерилизацию путем выдерживания сырья в среде инертного газа, в частности углекислого, при давлении 50 - 90 кг/см² и/или температуре 2 - 120^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученную высушенную массу охлаждают перед измельчением до температуры -20 - -180^oС.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измельчение охлажденного сырья осуществляют до размеров частиц 1 - 1000 мкм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед упаковкой массу таблетируют.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2