Способ получения препарата, содержащего бета-глюканы

 

Изобретение относится к медицине, парфюмерной и пищевой промышленности, к производству лекарственных и биологически активных веществ. Проводят экстрагирование овса водой при воздействии ультразвуком с плотностью акустической энергии 0,03-0,6 Вт/см². Затем отделяют продукт. Изобретение позволяет необратимо извлекать бета-глюканы из сырья. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к медицине, а именно к производству получения лекарственных и биологически активных веществ, которые в дальнейшем могут быть использованы и в парфюмерной, и в пищевой промышленности.

Известны различные способы выделения полисахаридов вообще, и бета-глюканов в частности, из растительного сырья, например зерен овса, грибов, стенок пивных и пекарских дрожжей. Все методы выделения бета-глюканов связаны с кипячением, щелочной обработкой сырья или сочетают оба этих воздействия (WOOD, P., J.: Dye - polysaccharide interactions - recent research and applications. In: HELL, R.D., Munck, L. (eds.) New approaches to the research in cereal carbohydrates - Elsevier, Amsterdam (Progress in Biotechnology, vol. 1), 1985; LECLERCQ, C. , et al.: Barley and malt pentosans: structure and functionalities in the brewing industry. Proc. Eur. Brew. Conv. Congr. , Cannes 1999, s.429; Braaten J. Eur. J. Clin. Nutr., 1994; 48: 465-74).

Из патентных источников известен иммуностимулирующий препарат, представляющий собой полисахариды, основным компонентом фракции являются бета-глюканы (RU 2189825 от 27.09.2002).

Известен способ обработки материала из дрожжевых клеток (RU 2095408 от 10.11.97).

Недостатками известных способов получения фракций полисахаридов, содержащих бета-глюканы, является использование ферментов и, кроме того, известные способы не позволяют достаточно полно и без изменения свойств бета-глюкана, а также сопутствующих биологически активных соединений извлечь их в течение разумного (с технологических позиций) времени из целлюлозной матрицы исходного сырья, что обусловлено диффузионными ограничениями на границе твердых частиц сырья с раствором, а также воздействием щелочи и высоких температур. Обычные перемешивающие устройства, используемые для ускорения массообмена, не приводят к существенному повышению процесса экстракции, т.к. масштабы возникающих при этом течений в жидкости намного превышают характерную толщину пограничных диффузионных слоев.

Задачей настоящего изобретения является получение препаратов, включающих комплекс легкоусвояемых бета-глюканов, биологически активных веществ и микроцеллюлозных частиц.

Поставленная задача решается следующим образом.

Предложен способ получения препарата, содержащего бета-глюканы, заключающийся в том, что измельченные и лепесткованные зерна овса экстрагируют водой и одновременно осуществляют ультразвуковое воздействие с плотностью акустической энергии 0,03-0,6 Вт/см³, затем отделяют комплекс, содержащий легкоусвояемые бета-глюканы, биологически активные вещества и микроцеллюлозные частицы.

Экстракцию проводят при соотношении сырье - экстрагент 1:3-1:5, а ультразвуковое воздействие осуществляют в течение 3-10 мин, и при этом вязкость продукта, полученного предложенным способом, составляет 1,2 (120%), 1,65 (165%), 1,7 (170%).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Реализация заявляемого способа осуществляется при использовании экстракционной установки, включающей емкость экстрактора, генератора ультразвуковой частоты, разрешенной МЭК (Международная электротехническая комиссия), преобразователя и излучателя ультразвука.

Пример 1. В экстрактор с рабочим объемом 10 л загружают 10 л суспензии измельченных или лепесткованных зерен овса, с влажностью суховоздушного хранения и соотношением сухое вещество - экстрагент, равным 1:3. Возбуждают в среде ультразвуковые колебания, с плотностью акустической энергии в среде 0,03 Вт/см³, обеспечивающей ускорение процесса экстракции. Через 3 мин отключают источник ультразвука и сливают смесь. (В дальнейшем смесь либо разделяют для получения отдельных компонентов, либо используют в виде комплекса легкоусвояемого бета-глюкана, биологически активных веществ и микроцеллюлозных частиц, относящихся к балластным веществам, нормализующим пищеварение.) Вязкость полученного продукта составляет 1,2 (120%).

Пример 2. В экстрактор с рабочим объемом 10 л загружают 10 л суспензии измельченных или лепесткованных зерен овса. с влажностью суховоздушного хранения и соотношением сухое вещество - экстрагент, равным 1:3. Возбуждают в среде ультразвуковые колебания, с плотностью акустической энергии в среде 0,4 Вт/см³, обеспечивающей ускорение процесса экстракции. Через 5 мин отключают источник ультразвука и сливают смесь.

Вязкость полученного продукта составляет 1,65 (165%).

Пример 3. В экстрактор с рабочим объемом 10 л загружают 10 л суспензии измельченных или лепесткованных зерен овса, с влажностью суховоздушного хранения и соотношением сухое вещество - экстрагент, равным 1:5. Возбуждают в среде ультразвуковые колебания, с плотностью акустической энергии в среде 0,6 Вт/см³, обеспечивающей ускорение процесса экстракции. Через 10 мин отключают источник ультразвука и сливают смесь. (В дальнейшем смесь либо разделяют для получения отдельных компонентов, либо используют в виде комплекса легкоусвояемого бета-глюкана, биологически активных веществ и микроцеллюлозных частиц, относящихся к балластным веществам, нормализующим пищеварение.) Вязкость полученного продукта составляет 1,7 (170%).

В овсяных зернах до 50% крахмала, около 10-12% белковых веществ, 6% жира, эфирные масла, камедь, витамины B₁, B₂, В₆, РР, провитамин А, ферменты. Овес богат минеральными веществами, особенно фосфором, калием, магнием и железом. Много в нем таких важных для организма человека микроэлементов, как медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, никель, фтор, хром и йод.

В Японии экстракты, содержащие различные типы Beta glucan, использовались в течение последних 20-ти лет, чтобы успешно помочь пациентам в борьбе с раком. См. Aoki, Т. Глава 4, Lentinan. В: Агенты Модуляции и их Механизм. Ричард Л. Феничел (Редактор), Marcel Dekker, Inc, Нью-Йорк и Базель, рр. 63-77 (1984).

Воздействие ультразвуком производится в режиме, позволяющем генерировать разномасштабные акустические течения непосредственно в зоне массообменного процесса, в результате чего в экстракторе возникает развитая система потоков - от размеров, сравнимых с масштабами вмещающей емкости экстрактора, до масштабов гидродинамического пограничного слоя (1-10 мкм). Ультразвуковое воздействие при этом сопровождается кавитацией и, следовательно, возникновением множества локальных ударных волн с давлением до сотен и тысяч атм. Такое воздействие на твердую фазу приводит к снижению диффузионного сопротивления внутри твердой частицы, снимает диффузионное сопротивление на границе твердая фаза - жидкость и существенно повышает эффективность процесса экстракции.

При экстракции ультразвуком бета-глюкан извлекается из целлюлозной матрицы в комплексе с питательными веществами, витаминами, микроэлементами и другими биологически активными соединениями. Экстракт, содержащий бета-глюкан, образует гель, что препятствует обратной сорбции экстрагированных веществ. В результате образуется суспензия целлюлозных частиц с экстрагированными веществами.

В составе биологически активной добавки (условное название "Трапеза") частицы целлюлозы играют роль балластного вещества и энтеросорбента.

Биодоступность экстрагированных из целлюлозных матриц веществ повышается, а обсемененность продукта уменьшается за счет бактерицидного действия ультразвука. Сохранность биологически активных соединений в конечном продукте весьма велика, т.к. в процессе его получения не используются посторонние химические вещества и термообработка.

Неожиданным результатом изобретения является эффект необратимой экстракции бета-глюкана в ультразвуковом поле, что обусловлено формированием геля в водной среде, ограничивающего подвижность бета-глюкана и препятствующего его обратной диффузии.

Формула изобретения

1. Способ получения препарата, содержащего бета-глюканы, характеризующийся тем, что измельченные или лепесткованные зерна овса экстрагируют водой и одновременно оказывают ультразвуковое воздействие с плотностью акустической энергии в среде 0,03-0,6 Вт/см³, затем отделяют комплекс, включающий легкоусвояемые бета-глюканы, биологически активные вещества и микроцеллюлозные частицы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстракцию проводят при соотношении сырье: экстрагент 1:3-1:5.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ультразвуковое воздействие осуществляют 3-10 мин.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что вязкость продукта, полученного предложенным способом, составляет 1,2 (120%), 1,65 (165%) и 1,7 (170%).