Способ получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства
Владельцы патента RU 2488401:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пантового оленеводства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИПО Россельхозакадемии) (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства. Способ получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства, включающий водную экстракцию измельченного сырья под действием ультразвуковых колебаний при соотношении сырье:вода для хвостов и/или половых органов самцов маралов 1:3, для маток с плодами и околоплодной жидкостью 1:1, с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой, при определенных условиях. Вышеописанный способ позволяет повысить выход готовой продукции и сохранить природные свойства сырья и высокую степень растворимости в водных растворах. 3 табл., 3 пр.
Изобретение относится к медицине и ветеринарии, а именно к технологии переработки продукции пантового оленеводства для получения биологически активного растворимого концентрата в виде порошка, используемого для производства ранозаживляющих и косметических средств.
Известен способ получения биологически активного концентрата из сырых пантов оленей, включающий измельчение (размороженных и высушенных при комнатной температуре) пантов до частиц размером 100 мкм, смешивание измельченных пантов с водой при соотношении 1:5, гомогенизацию смеси и экстракцию в течение 4 часов при температуре 90-93°С с последующим ферментативным гидролизом при температуре 38-40°С и рН 4,5 в присутствии папаина активностью 30 тыс БД из расчета 1-2% от веса пантов в течение 5 часов. После окончания гидролиза гидролизат центрифугируют, фильтруют и сушат при температуре 45-50°С и вакууме 0,9 атм (см. патент RU №2386444, МПК А61К 35/32).
Однако разработанный способ относится к переработке пантов, включающей высокотемпературную экстракцию в начале процесса, что может вызвать необратимую денатурацию белков и аминокислот.
Известен способ получения биологически активного концентрата из пантов оленей, включающий ферментативный гидролиз пантов со степенью размола не более 100 мкм в присутствии воды и гомогената поджелудочной железы животного из расчета 100 г железы на 1 кг пантовой муки с последующей водной экстракцией гидролизата (смеси жидкой фракции и железы) и его центрифугированием и фильтрацией. В качестве фермента берут поджелудочную железу пантовых оленей при разведении пантовая мука:вода 1:1,5 и времени ферментации 3-4 часа при температуре не более 50°С, а экстракцию гидролизата проводят при весовом соотношении гидролизат:вода 1:1,5 в течение 3 часов и после центрифугирования и фильтрации производят сушку при температуре не выше 50°С и давлении 0,9 атм (см. патент RU 2386443, МПК А61К 35/32).
Однако использование в качестве фермента поджелудочной железы пантовых оленей ограничено в связи с отсутствием в настоящее время промышленного выпуска данного ферментативного комплекса. Срок же хранения свежей поджелудочной железы достаточно ограничен.
Известен способ получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей, включающий размол сырья до размера частиц 3-5 мм, вакуумную сушку фарша при температуре 45-50°С и давлении 0,9 атм, при этом перед вакуумной сушкой фарш подвергают СВЧ нагреванию в течение 30 мин при мощности микроволн не выше 500 ватт и температуре не выше 55°С. При использовании в качестве околоплодной жидкости ее предварительно высушивают до влажности фарша, приготовленного из матки с эмбрионами (см. заявка на патент №2011100388(000519).
Однако данный способ обеспечивает получение ультрадисперсного порошка, не растворимого в воде и других буферных средах, а лишь восстанавливающегося при смешивании с водой до исходного (фарша) состояния. Поэтому применение его для ранозаживляющих и косметических целей требует дополнительной обработки.
Известен способ получения ранозаживляющего лекарственного средства для наружного применения, основанный на приготовлении концентрата из сырья пантовых оленей с добавлением формообразующего вещества и консерванта. В качестве сырья для приготовления концентрата используют матку стельной самки с зародышем в возрасте 2-3 месяца и околоплодной жидкостью. Концентрат при этом готовят путем водной экстракции измельченной до частиц размером 3-5 мм матки с зародышем в смеси с околоплодной жидкостью при весовом соотношении сырье: вода 1:1 и температуре 97-99°С в течение 4-5 часов с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой экстракта при температуре 55°С и давлении 0,9 атм (положительное решение от 29 сентября 2011 по заявке на патент №2010142130/15 (прототип).
Однако данный способ включает высокотемпературную экстракцию, которая может привести к коагуляции белков, что приводит к снижению растворимости концентрата, а это в свою очередь при изготовлении косметических средств снижает степень его воздействия.
Необходима разработка способа получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства, обеспечивающего высокую степень извлечения биологически активных веществ при комплексном использовании сырья: хвостов, половых органов самцов и маток с зародышами и околоплодной жидкости маралов при высоком выходе готового продукта с более высоким процентом растворимости в воде.
Сущность способа заключается в том, что найдены оптимальные технологические параметры приготовления концентратов из комплексного побочного сырья пантовых оленей, в частности из хвостов, половых органов самцов, матки с зародышем и околоплодной жидкости маралов с применением ультразвука и обеспечивающего максимально возможное извлечение биологически активных веществ, сохранение природных свойств сырья и высокую степень растворимости в водных растворах. Действие ультразвука сводится к озвучиванию экстрагируемой массы, в которой возникает явление кавитации, заключающееся в том, что в среде образуются пустоты (разрывы). В результате разрывов в толще жидкости образуется ряд мелких полостей - кавитационных пузырьков, заполненных мельчайшими капельками жидкости. В следующий полупериод, в момент сжатия, полости захлопываются. При быстром захлопывании пустот происходит концентрация кинетической энергии сталкивающихся масс жидкости в очень небольшом объеме, вследствие чего давление здесь может достигать значительных величин, доходящих до сотен и тысяч атмосфер. Огромные давления, развивающиеся в момент захлопывания пустот, приводят к механическому разрушению тел, находящихся вблизи места захлопывания, и интенсивному перемешиванию. Однако при большой частоте колебаний может происходить не только механическое разрушение твердых тел, но и разрушение структуры химических веществ. Все это необходимо учитывать при выборе режима озвучивания. Отмечено также, что процесс отстаивания после озвучивания значительно сокращается в связи с коагуляцией балластных веществ под действием ультразвука.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства, включающем водную экстракцию сырья измельченного до состояния фарша с размером частиц 3-5 мм с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой при температуре не выше 50°С и давлении 0,9 атм, экстракцию сырья проводят под действием ультразвуковых колебаний частотой 37 Гц в течение 2-3 часов при соотношении сырье:вода для маток с плодами и околоплодной жидкостью 1:1, для хвостов и половых органов самцов маралов 1:3, при температуре 45 - 50°С.
Для выявления оптимальных параметров технологического процесса получения биологически активного продукта был проведен ряд опытов.
Опыт 1. Выявление максимального выхода растворимого концентрата производили путем водной экстракции измельченных до частиц размером 3-5 мм хвостов, половых органов самцов, маток с зародышами и околоплодной жидкостью при соотношении сырье:вода 1:1; 1:3; 1:5 и длительности экстрагирования в течение 1, 2, 3 часов при частоте ультразвуковых колебаний 37 Гц и температуре 30, 45, 50, 55°С. Сушку экстракта производили при температуре 45°С и давлении 0,9 атм. Результаты исследования приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||||
| Выход концентрата, % | ||||||||||
| Вид сырья | Темпера-тура, (С | Выход готового концентрата при соотношении сырье:вода, время экстракции (час), температуре (°С), % | ||||||||
| 1:1 | 1:3 | 1:5 | ||||||||
| 1 ч | 2 ч | 3 ч | 1 ч | 2 ч | 3 ч | 1 ч | 2 ч | 3 ч | ||
| Хвосты | 30 | 14,5 | 15,5 | 16,5 | 19,8 | 20,1 | 20,7 | 17,5 | 18,6 | 19,1 |
| 45 | 16,1 | 17,8 | 17,6 | 20,8 | 24,6 | 23,9 | 17,9 | 19,4 | 19,1 | |
| 50 | 18,5 | 19,1 | 19,4 | 21,5 | 26,2 | 26,0 | 18,0 | 18,3 | 18,2 | |
| 55 | 19,6 | 21,1 | 20,9 | 20,8 | 21,7 | 21,5 | 17,2 | 17,9 | 17,0 | |
| Половые органы самцов | 30 | 3,0 | 3,5 | 3,4 | 3,2 | 3,8 | 3,7 | 3,1 | 3,3 | 3,3 |
| 45 | 3,2 | 3,9 | 3,8 | 3,8 | 4,0 | 4,0 | 3,2 | 3,5 | 3,6 | |
| 50 | 3,5 | 3,9 | 3,7 | 3,9 | 4,1 | 4,0 | 3,3 | 3,6 | 3,5 | |
| 55 | 3,3 | 3,5 | 3,1 | 3,5 | 3,7 | 3,7 | 3,1 | 3,4 | 3,3 | |
| Матки с зародышами и околоплодной жидкостью | 30 | 5,0 | 5,1 | 5,1 | 4,5 | 4,6 | 4,2 | 4,0 | 4,1 | 3,9 |
| 45 | 5,2 | 5,4 | 5,3 | 4,4 | 4,7 | 4,5 | 4,1 | 4,2 | 4,0 | |
| 50 | 5,3 | 5,5 | 5,4 | 4,3 | 4,5 | 4,3 | 4,1 | 4,3 | 4,1 | |
| 55 | 5,1 | 5,2 | 5,1 | 4,1 | 4,1 | 4,0 | 3,9 | 4,0 | 3,8 |
Как показали исследования, с увеличением степени разведения сырья процент выхода концентрата снижался, вероятно, из-за удлинения процесса сушки (в связи с увеличением количества влаги в экстракте) и как следствие появление нежелательных процессов. Оптимальными параметрами проведения процесса экстракции для хвостов являются: соотношение сырье:вода 1:3 при температуре 45-50°С в течение 2-3 часов, при которых выход готового продукта составил 23,9-26,2%. Для половых органов оптимальными являются те же параметры (при выходе концентрата 4,0-4,1%), что предопределяет возможность комплексного (совместного) использования при производстве концентрата хвостов и половых органов.
Оптимальными параметрами проведения процесса экстракции маток с околоплодной жидкостью являются: соотношение сырье:вода 1:1 при температуре 45-50°С в течение 2-3 часов.
Опыт 2. Определение растворимости готового продукта в дистиллированной воде. Концентраты, приготовленные при оптимальных параметрах процесса (согласно опыту 1), исследовали на предмет растворимости в дистиллированной воде в соответствие с методикой ГОСТа 2858 - 82. Результаты представлены в таблице 3.
| Таблица 2 | ||
| Растворимость концентрата, % | ||
| Концентрат | Растворимость концентрата по заявленному способу, % | Растворимость концентрата по прототипу, % |
| Хвосты и половые органы самцов маралов | 96,15-97,10 | - |
| Матки с зародышами и околоплодной жидкостью | 97,55 | 74,40 |
Во втором опыте установлено, что концентраты, полученные как по заявленному способу, так и по прототипу, относятся к «легко растворимым» и обладают высоким процентом растворимости 74,4-97,5%, но преимущественные значения установлены по растворимости концентрата, изготовленного по заявленному способу (96,15-97,55).
Исследование биохимического состава концентратов, полученных по заявленному способу и прототипу, приведено в таблице 3.
| Таблица 3 | |||
| Показатели | Концентраты | ||
| Хвосты маралов и половые органы самцов | Матки с плодами и околоплодной жидкостью | ||
| Заявленный способ | Заявленный способ | Прототип | |
| Протеин, % | 66,16-70,91 | 64,22 | 50,65 |
| Жир, % | 5,23-4,74 | 9,25 | 3,47 |
| Зола, % | 3,18-4,04 | 7,83 | 7,41 |
| Жирные кислоты, % | 71,66-69,62 | 92,14 | 65,27 |
| Аминокислоты: % | 26,18-29,88 | 24,54 | 18,64 |
| Незаменимые, % | 14,34-17,38 | 10,55 | 9,33 |
| Заменимые, % | 11,84-12,50 | 13,99 | 9,31 |
| Сумма (vit E, В 1, В2,В3,В5,В6) | 100,8-106,67 | 112,54 | 36,5 |
| Кальций, % | 1,6-0,90 | 5,90 | 2,96 |
| Фосфор, % | 0,66-0,96 | 1,03 | 0,20 |
Как видно из таблицы 3, биохимический состав концентратов, полученных по заявленному способу, имеет более высокие значения показателей по сравнению с прототипом, что свидетельствует о высокой степени извлечения биологически активных веществ.
Пример 1. Один килограмм хвостов и половых органов самцов маралов измельчали на куттере или мясорубке до частиц размером 3-5 мм. Далее к 1 кг хвостов и половых органов самцов маралов добавляли 3 л дистиллированной воды (соотношение 1:3). Ультразвуковую экстракцию с частотой колебаний 37 Гц для сырья из хвостов и половых органов самцов проводили в течение 3 часов, по окончании процесса гидролизат подвергали фильтрованию. Сушку полученного фильтрата проводили в вакуумной сушилке при температуре не выше 47-48°С и давлении 0,9 атм до влажности 4-5%. Концентрат упаковывали в герметичную вакуумную упаковку.
Пример 2. Два килограмма половых органов самцов (пенисы с семенниками) измельчали на куттере или мясорубке до частиц размером 3-5 мм. Далее к 2 кг половых органов самцов маралов добавляли 6 л дистиллированной воды (соотношение 1:3). Ультразвуковую экстракцию с частотой колебаний 37 Гц для сырья из половых органов самцов проводили в течение 2 часов, по окончании процесса гидролизат подвергали фильтрованию. Сушку полученного фильтрата проводили в вакуумной сушилке при температуре не выше 45-47°С и давлении 0,9 атм до влажности 4-5%. Концентрат упаковывали в герметичную вакуумную упаковку.
Пример 3. Два килограмма маток с зародышами и околоплодной жидкостью самок маралов измельчали на куттере или мясорубке до частиц размером 3-5 мм, добавляли дистиллированную воду в количестве 2 л (соотношение 1:1) и далее процесс проводили аналогично примеру 1.
Таким образом, использование заявленного способа получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства обеспечивает более высокие: степень извлечения биологически активных веществ, выход готового продукта и процент растворимости в воде при обеспечении комплексного использовании сырья.
Способ получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства, включающий водную экстракцию сырья, измельченного до состояния фарша, размером частиц 3-5 мм с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой при температуре не выше 50°С и давлении 0,9 атм, отличающийся тем, что экстракцию сырья проводят под действием ультразвуковых колебаний частотой 37 Гц в течение 2-3 ч при соотношении сырье: вода для хвостов и/или половых органов самцов маралов 1:3, для маток с плодами и околоплодной жидкостью 1:1 при температуре 45-50°С.
