Способ получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей
Владельцы патента RU 2491943:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пантового оленеводства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИПО Россельхозакадемии) (RU)
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно способу получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей. Способ получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей, включающий размол сырья до состояния фарша и его сушку, при этом в качестве сырья используют половые органы самцов и хвосты, или матки с эмбрионами и околоплодной жидкостью и кровью, причем сушку фарша осуществляют инфракрасными лучами, а при достижении остаточной влажности от первоначальной влажности 30-40% производят доизмельчение слоя сырья с последующей сушкой, при определенных условиях. Вышеописанный способ позволяет получить стабильный к развитию микрофлоры продукт, с увеличенным сроком хранения до 2 лет без специальной тары. 4 табл., 2 пр.
Изобретение относится к переработке оленеводческой продукции, в частности к способу получения биологически активного продукта в виде порошка из хвостов, половых органов самцов, маток с эмбрионами и околоплодной жидкостью, крови посредством инфракрасной сушки, и может быть использовано при производстве биологически активных продуктов.
Известен способ получения биологически активного продукта из пантов и/или крови, и/или внутренних органов пантовых оленей, включающий измельчение сырого сырьевого компонента при температуре не выше 60°C и вакууме 10-60 мм рт.ст. (см. патент РФ №2130777, А61К 35/32). Однако данный способ характеризуется длительностью процесса сушки и малым сроком хранения готового продукта.
Известен способ получения активного продукта из побочного сырья пантовых оленей, включающий размол сырья до размера частиц 3-5 мм, вакуумную сушку фарша при температуре 45-50°C 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°C. При использовании околоплодной жидкости ее предварительно высушивают до влажности фарша, приготовленного из маток с эмбрионами (см. заявку на патент РФ №2011100388 (000519) от 11.01.2011) - прототип.
Однако в данном способе использованы два вида сушки, что повышает энергозатраты. Кроме этого способ при использовании СВЧ нагрева характеризуется высокой сложностью реализации, требующей генераторов высокой частоты, защитных экранов и т.д., высокой энергозатратностью нагрева и сложностью регулировки температурных режимов, что отражается на качестве продукта.
Следует отметить, что ограничением этого метода является относительно низкий (60%) КПД преобразования энергии электрического тока в энергию СВЧ поля. В этой связи целесообразно использовать СВЧ поля при низких влажностях (ниже 50%), при которых энергоемкость этого метода ниже, чем конвекционного.
Задачей, на решение которой направлено изобретение при разработке способа получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей, является улучшение технологичности, производительности и качестве продукта.
Сущность заявленного способа получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей заключается в том, что в способе используются инфракрасная сушка, которая, как технологический процесс, основана на том, что инфракрасное излучение определенной длины волны активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому удаление влаги может происходить при невысокой температуре и без наличия вакуума, что позволяет не только снизить энергозатраты и упростить процесс, но и полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, запах продукта при отработанных температурных и временных режимах воздействия инфракрасного излучения на побочное сырье пантовых оленей, характеризующееся, например, по сравнению с пантами более нежной, легко разрушаемой, уязвимой структурой тканей.
Инфракрасная сушка сырья как технологический процесс основана на том, что инфракрасное излучение определенной длины волны активно поглощается водой, содержащейся в сырье, но не поглощается тканью высушиваемого сырья, что дает практически полную сохранность витаминов, биологически активных веществ, естественный цвет и аромат подвергающегося сушке сырья. Сушка сырья по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья. По сравнению с традиционной сушкой, сырье, обработанное инфракрасным излучением, после восстановления обладает органолептическими показателями, максимально приближенными к свежей продукции. Кроме того, порошки, прошедшие инфракрасную сушку, обладают противовоспалительными, детоксирующими и антиоксидантными свойствами. Инфракрасная сушка дает продукцию, не содержащую консервантов и других посторонних веществ, это сырье не подвергается воздействию вредных электромагнитных полей и излучений. Прошедший хранение продукт не критичен к условиям хранения и стоек к развитию микрофлоры. До года порошки могут храниться без специальной тары, при этом потери витаминов составляют 5-15%.
Указанный технический результат достигается тем, что способ получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей включает размол хвостов и/или половых органов самцов, маток с эмбрионами и околоплодной жидкостью и/или крови до состояния фарша, сушку сырья инфракрасными лучами с плотностью теплового потока Е=4.5-8.5 кВт/м2 при температуре 45-50°C в слое массы толщиной 12-16 мм, при этом по достижению остаточной от первоначальной влажности продукта 30-40% производят размельчение слоя сырья, с последующей сушкой до требуемой влажности и размолом готового продукта до ультрадисперсного порошка. Размол сырья перед сушкой осуществляют до частиц 3-5 мм, а сушку проводят до 7-10% влажности.
В связи с тем, что определяющими параметрами процесса сушки, влияющими на качество конечного продукта, являются температурные и временные параметры, а также толщина слоя сырья, влияющая на длительность сушки и производительность в целом, для выявления оптимальных параметров процесса был проведен ряд опытов. Все сырье было разделено на две группы по структурным и влажностным показателям, а именно первая группа - половые органы самцов и хвосты, вторая - матки с эмбрионами и околоплодной жидкостью и кровь. Режимы тепловой обработки сырья определялись рядом требований, соблюдение которых обеспечивало высокую биологическую активность конечного продукта. С учетом этих требований было установлено, что оптимальным режимом ИК-обработки для данного вида сырья является сушка в диапазоне волн λ=2-10 мкм, что соответствует энергии кванта 0.62-0.12 с плотностью лучевого потока 4.5-8.5 кВт/м2. Сырье обеих групп было размолото до состояния фарша с размером частиц 3-5 мм и размещено на поддоне сушилки слоем 12 мм, сушку сырья осуществляли до влажности 7-10%.
Опыт 1. Определение оптимальной температуры инфракрасной сушки побочного сырья пантового оленеводства.
| Таблица 1 | ||||
| Определение оптимальной температуры сушки продукции пантового оленеводства | ||||
| Группа | Температура воздействия, °C | Масса сырья, г | Время сушки, мин | Биологическая активность, % ФС-42-0041-0860-01 |
| 1 | 30 | 500 | 375 | 14,84 |
| 40 | 500 | 320 | 15,3 | |
| 45 | 500 | 270 | 20,21 | |
| 50 | 500 | 240 | 19,7 | |
| 55 | 500 | 210 | 17,5 | |
| 60 | 500 | 180 | 15,9 | |
| 2 | 30 | 500 | 255 | 14,29 |
| 40 | 500 | 230 | 15,72 | |
| 45 | 500 | 215 | 19,87 | |
| 50 | 500 | 205 | 18,61 | |
| 55 | 500 | 200 | 15,4 | |
| 60 | 500 | 180 | 14,35 |
Как видно из опыта, оптимальной температурой воздействия ИК-излучения на побочное сырье пантовых оленей следует считать температуру 45-50°C, при которой биологическая активность сухого продукта находилась в пределах 18,61-20,21%.
С целью исключения возникновения гнилостных процессов в период сушки, что неизбежно при высокой длительности сушки, а также с целью повышения производительности процесса, зависящей как от скорости сушки, так и от толщины слоя обрабатываемого сырья, были проведены исследования по выявлению оптимальных параметров процесса при толщине слоя сырья 8, 10, 12, 14, 16 мм и времени сушки с использованием операции размельчения сырья в процессе сушки, при остаточной от первоначальной влажности продукта, %: 20, 30, 40, 50. Размельчение в процессе сушки позволяет разрушить верхний слой и разрыхлить сырье, предоставляя более высокую доступность воздействия инфракрасного излучения. Сушку осуществляли до влажности готового продукта 7-10%.
| Таблица 2 | ||||||
| Влияние размельчения сырья на время сушки | ||||||
| Группа | Толщина слоя сырья, мм | Время сушки | ||||
| Без размельчения | С размельчением при остаточной влажности сырья, % | |||||
| 50 | 40 | 30 | 20 | |||
| 1 | 8 | 245 | 230 | 175 | 165 | 160 |
| 10 | 260 | 245 | 195 | 190 | 185 | |
| 12 | 280 | 265 | 220 | 210 | 205 | |
| 14 | 300 | 285 | 245 | 230 | 225 | |
| 16 | 330 | 315 | 285 | 265 | 260 | |
| 2 | 8 | 190 | 160 | 125 | 100 | 95 |
| 10 | 205 | 175 | 145 | 115 | 110 | |
| 12 | 225 | 200 | 165 | 145 | 140 | |
| 14 | 230 | 215 | 180 | 160 | 155 | |
| 16 | 250 | 230 | 215 | 175 | 170 |
Как видно из таблицы 2, осуществление процесса размельчения сырья в процессе сушки существенно отражается на ее длительности. Несмотря на то что согласно теории инфракрасной сушки, по которой глубина проникновения инфракрасных лучей для пищевых продуктов находится в пределах 6-12 мм, использование процесса размельчения в процессе сушки позволяет сушить слои толщиной до 16 мм. Согласно данному опыту оптимальной остаточной влажностью для сырья обеих групп, при котором производилось размельчение слоя, следует считать 30-40%, оптимальным слоем 12-16 мм, при которых время сушки (по сравнению с сушкой без размельчения) сокращается в среднем для сырья 1 группы (в зависимости от остаточной влажности при оптимальных параметрах) от 65 до 70 мин, для 2 группы - от 75 до 80 мин, при повышении производительности в виду увеличения толщины слоя и сокращения времени сушки.
Антибактериальное (обезвреживающее) действие инфракрасного излучения представлено в таблице 3.
| Таблица 3 | ||
| Бактериальная обсемененность готовых продуктов | ||
| Вид бактерий | Обсемененность | |
| Группа 1 | Группа 2 | |
| В. subtilis | He обнаружен | Не обнаружен |
| Е. coil | 1·101 | 1·101 |
| Proteus | 1·101 | 1·101 |
| S. saprophyticus | 1·101 | 1·101 |
| Achromobacter | He обнаружен | Не обнаружен |
| Aeromonas | He обнаружен | Не обнаружен |
При разработке способа были проведены исследования по выявлению биохимических показателей в биосубстанциях (порошках), приготовленных из побочного сырья пантового оленеводства. Определение аминокислотного состава опытных образцов проводили с использованием аминокислотного анализатора «Hitachi L-8800», общие аминокислоты - «Hitachi L835», жирнокислотный состав и липиды - методом газожидкостной хромотографии, влаги, жира, золы, белка - по общепринятым методикам. Результаты исследований отражены в таблице 4.
| Таблица 4 | ||
| Биохимический состав субстанций из продукции пантового оленеводства | ||
| Показатели | Группа 1 | Группа 2 |
| М.д. золы, % | 3,48+0,6 | 10,65±0,3 |
| М.д. влаги, % | 9,87+0,1 | 9,5+0,7 |
| М.д. белка, % | 96,9±0,3 | 85,0±8,2 |
| Сумма аминокислот, % | 76,93±0,9 | 56,7±1,3 |
| заменимые | 54,02±0,7 | 34,2±0,4 |
| незаменимые | 22,91+1,5 | 21,48±0,1 |
| Соотношение: | 0,43±0,5 | 0,63±0,25 |
| Сумма жирных кислот, % | 96,7±1,5 | 95,4±0,5 |
| ненасыщенные | 40,7±1,0 | 43,8±2,1 |
| насыщенные | 56,0±4,2 | 52,6+3,5 |
| Соотношение: | 0,73±0,24 | 0,83±0,6 |
Исследование биохимических данных образцов группы 1 и 2 при воздействии инфракрасного излучения выявило оптимальное соотношение биохимических показателей по основным группам веществ (аминокислоты, жиры, витамины).
Пример 1. В поддон, предназначенный для сушки в инфракрасной сушилке, помещали фарш из половых органов самцов и хвостов слоем 14 мм и сушили при температуре 50°C инфракрасными лучами с плотностью теплового потока Е=4.5-8.5 кВт/м2. При достижении остаточной влажности (от первоначальной) 30% производили доизмельчение слоя сырья, придавая ему рыхлую структуру, и производили досушку субстанций. Остаточную влажность определяли прибором цифровой термометр-влагомер AR827. При достижении 10% влажности сушку прекращали, а готовый продукт размалывали до ультрадисперсного порошка. Длительность сушки составила 3 часа 40 мин.
Пример 2. В поддон инфракрасной сушилки помещали фарш из маток с эмбрионами и околоплодной жидкостью и кровью слоем 12 мм и сушили при температуре 45°C и тех же характеристиках инфракрасного излучения, что и в первом примере. При достижении остаточной влажности 40% слой сырья размельчали до рыхлой структуры и сушили до 8% влажности с последующим размолом готового продукта до ультрадисперсного порошка. Длительность сушки составила 2 часа 45 мин (см. таблицу 2).
Таким образом, использование заявленного способа позволяет улучшить технологичность способа, упростить процесс, сократить энергозатратность при более высокой производительности и качестве готового продукта.
Способ получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей, характеризующийся размолом сырья до состояния фарша с размером частиц 3-5 мм и его сушкой, при этом в качестве сырья используют половые органы самцов и хвосты или матки с эмбрионами и околоплодной жидкостью и кровью, причем сушку фарша осуществляют инфракрасными лучами с плотностью теплового потока Е=4,5-8,5 кВт/м2 при температуре 45-50°C в слое массы толщиной 12-16 мм, а при достижении остаточной влажности от первоначальной влажности 30-40% производят доизмельчение слоя сырья с последующей сушкой до влажности 7-10% и размолом готового продукта до ультрадисперсного порошка.
