Способ получения биологически активного продукта из пантов и крови оленя

Способ получения биологически активного продукта из пантов и крови оленя

Реферат

Изобретение относится к пищевой и медицинской промышленности и может быть использовано при получении биологически активного продукта пантового оленеводства из пантов с использованием крови.

Известен способ переработки пантов марала и пятнистого оленя, включающий срезку пантов, замораживание и хранение этого сырья в замороженном состоянии и его сушку в камере под вакуумом. Замораживание пантов производят в термостате в среде жидкого азота, а перед сушкой замороженные панты вместе с кожным покровом дробят до частиц размером не более 500 мкм, сушку в камере замороженного измельченного материала проводят под вакуумом в интервале давлений 0,1-10,0 мм рт.ст. при температуре от 60 до +30°С до остаточной влажности не более 5%, а после сушки материал дополнительно измельчают до частиц размером 0,1-30,0 мкм. Кроме этого, сушку в камере под вакуумом замороженного измельченного материала осуществляют при пульсирующем давлении с частой пульсации не менее 10 Гц и амплитудой колебания давления не менее 0,5 мл рт.ст., причем пульсацию давления создают путем дозированной импульсной подачи в камеру воздуха с остаточной влажностью не более 3% и частотой не менее 10 Гц.

Однако данный способ не решает проблему расширения сырьевой базы для производства биологически активных препаратов, в частности, при использовании крови маралов и северных оленей. Глубокое замораживание сопряжено с использованием дорогостоящих инертных препаратов (жидкий азот) и ухудшает биологически активные свойства продукта, а нагрев от -196°С до температуры ведения процесса сушки (-60°) требует дополнительных энергозатрат. Кроме этого, импульсная подача воздуха в сушильную камеру действует в основном на поверхностный слой продукта, не улучшая структурные характеристики материала, необходимые для эффективной сушки (см. патент RU 2163438, МКИ А 01 К 1/02, A 23 L 3/00).

Известен способ получения биологически активного продукта пантового оленеводства, включающий измельчение сырьевого компонента, сушку полученного фарша под вакуумом, совмещенную с измельчением (помолом) при температуре не выше 60°С при вакууме 10-60 мм рт.ст. В качестве сырьевого компонента используют панты, панты и/или кровь, кровь и/или органы пантовых оленей (см. патент РФ №2130777, МКИ А 61 К 35/32, А 61 М 1/00 - прототип).

Однако способ по прототипу ограничивает объем ввода крови в размолотые панты, так как жидкие дисперсионные системы при сушке данным способом требуют высоких энергозатрат в связи с длительностью процесса сушки. Измельчение пантов в объеме крови приводит к возникновению зон со сгустками фибрина с форменными элементами, которые при высыхании имеют более темный цвет, ухудшая товарный вид готового продукта. При использовании соотношения пантов и крови уже в пределах 1:2 процесс сушки удлиняется в 1,5 раза.

Необходима разработка способа, повышающего эффективность сушки путем улучшения физико-механических свойств высушиваемой смеси, способствующих интенсификации тепловлагообмена, сокращения времени сушки при высоких концентрациях крови в смеси.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения биологически активного продукта с использованием крови по прототипу, включающем измельчение пантов, сушку полученной смеси измельченного сырья с кровью под вакуумом с последующим помолом до порошкообразного состояния, согласно заявленному способу измельчение сырья проводят до частиц от 0,5 до 1 см³, затем смешивают с кровью и замораживают до -50°С, сушат при температуре от -50°С до +50°С под вакуумом в интервале давления от 0,3 до 2 мм рт.ст. Замораживание смеси и сушку осуществляют по действием механических колебаний с частотой вибрации не выше 60 Гц и амплитудой от 6 до 12 мм, а при подъеме температуры до 50°С досушивают перед помолом до остаточной влажности не более 4%, при которой продукт длительное время сохраняет свои свойства.

Сущность способа заключается в том, что размолотые панты в смеси с кровью являются дисперсной системой, где ею является водобелковый раствор, а дисперсной фазой - размолотые панты. Так, кровь содержит до 60% плазмы при 5,57 г/л белка и до 40% форменных элементов (эритроциты, лейкоциты). В общей сложности содержание воды в крови составляет свыше 80%, а в пантах до 65-70%. При размоле пантов до размера частиц 0,5-1 см³ смесь с кровью представляет собой коллоидно-капиллярно-пористую систему в которой, распространение тепла, а следовательно, интенсификация сушки, связана с переносом в них влаги.

Форма связи в данной системе влаги физико-химическая (обусловленная адсорбцией влаги в гидратных оболочках или осматическим удержанием в клетках) и физико-механическая обусловленная удержанием влаги в ячейках структуры (иммобилизационная влага) в макро- и микрокапиллярах, ее основная масса находится в свободном состоянии. Поэтому ввиду большого содержания влаги основное значение имеют влагообменные процессы. Влагообменные процессы ускоряются при воздействии на сырье пониженного давления: сокращается длительность и энергоемкость процесса.

Исследования, проведенные авторами в области воздействия механических колебаний на структурообразование смеси размолотых пантов, и крови в процессе замораживания показали высокую эффективность влагообменных процессов при сушке. То есть механические колебания способствовали лучшему структурообразованию, увеличению подвижности частиц относительно друг друга, уменьшению вязкости, следствием чего явился более интенсивный влаго- и теплообмен.

То есть вибрация поверхности теплообмена содействовала росту коэффициента теплоотдачи, в результате чего время, необходимое для замораживания, сократилось в 2,5 раза по сравнению с сублимационной сушкой без вибрации. Замороженный слой (по заявленному способу) был более пористым в связи, вероятно, с тем, что при кристаллизации влаги под воздействием вибрации происходили и процессы разрушения кристаллов. Тепловой пограничный слой был в пределах нескольких миллиметров по сравнению с 1,2 см (без вибрации). Так как близлежащий к теплообменной поверхности слой продукта хорошо перемешивался, приводя при заявленной интенсивности вибрации к выравниванию температуры, при этом тепловой пограничный слой сужался, интенсифицируя процесс теплообмена.

Измельчение пантов до частиц 0,5-1 см³ обеспечивало товарный (красновато-коричневый цвет) вид конечной продукции, так как кровь, проникая в пары, сохраняет красный цвет после сушки.

Заявленный способ, кроме прочего, решает проблему использования низкосортных ороговевших пантов. Так, при комбинированном способе консервирования пантов не редкие случаи выхода низкосортных обескровленных пантов в связи с тем, что при узких температурных пределах комбинированного способа консервирования трудно выдерживать требуемый режим, и панты обескровливаются, приобретая сероватый оттенок, и характеризуются низкой биологической активностью. Дробление до 0,5-1 см³ в связи с сохранением пористой структуры обеспечивает при смешивании с кровью пропитку пористой структуры кровью, обеспечивая товарный вид (красно-коричневый) и высокую биологическую активность конечного продукта. Поскольку длительность сушки в значительной мере влияет на качество конечного продукта, были проведены исследования по влиянию частоты и амплитуды вибрации на продолжительность сушки при соотношении в смеси панты: кровь 1:3 при вакууме 2 мм рт.ст. при заявленном диапазоне температур процесса.

Данные по исследованию продолжительности сушки (час) в зависимости от частоты и амплитуды вибрации теплообменной поверхности приведены в таблице 1.

Таблица 1
Амплитуда, мм	Частота вибрации, Гц
10-40 Гц	50 Гц	60 Гц	70 Гц
4	3,1-2,8	2,6	2,5	3,2
6	2,8-2,3	2,2	2,1	3,0
8	2,5-2,2	2,1	2,0	2,8
10	2,3-2,1	2,0	1,8	2,7
12	2,1-2,0	1,9	1,7	2,6

Как видно из таблицы 1, время сушки с ростом частоты вибрации от 10 до 60 Гц сокращалось незначительно. Однако при частоте вибрации 70 Гц наметился рост времени сушки, предположительно из-за уплотнения слоя. С ростом амплитуды время сушки также сокращалось.

Оптимальными параметрами частоты и амплитуды вибрации были выбраны от 10 до 60 Гц при амплитуде о 6 до 12 мм.

Исследования по эффективности процесса замораживания при воздействии механических колебаний с частотой 60 Гц и амплитудой от 6 до 12 мм по сравнению с замораживанием слоя без воздействия вибрации показали, что замерзший слой в первом случае имеет более рыхлую структуру, что в значительной мере влияло на длительность последующей сушки (сокращение длительности от 1,1 до 0,8 часа при соотношениях панты: кровь от 1:1 до 1:3 соответственно.

Температурные параметры проведения процесса от -50 до + 50°С взяты как наиболее щадящие, при которых не происходит снижение качества.

Пример. Способ осуществляется следующим образом.

Панты после срезки или окостеневшие панты подвергают измельчению на стандартной костедробилке или вальцовочной дробилке до размера частиц от 0,5 до 1 см³, смешивают с кровью в соотношении, например 1:2, взятой после срезки у маралов или с дефибринированной или стабилизированной кровью. Смесь помещают ровным слоем на пластинах (теплообменных поверхностях) сублимационной установки и подключают последние к вибратору, состоящему из универсального коллекторного двигателя с редуктором. двигатель подключается к сети переменного тока через стабилизатор, с помощью которого регулируется частота вибрации, измеряемая электрическим дистанционным тахометром типа ТЭ-45. Конечный вал редуктора является эксцентриком с регулируемым эксцентриситетом в 1, 2, 3, 4, 5 и 6 мм и позволяет получать размах синусоидальных возвратно-поступательных колебаний ползуна до 12 мм.

После размещения смеси на пластинах производят ее замораживание при одновременном воздействии на пластины механических колебаний частотой, например 60 Гц и амплитудой от 6 до 12 мм. По достижению температуры -50°С включают подачу вакуума, постепенно понижая давление от 0,3 до 2 мм рт.ст., т.е. начинают процесс сушки при одновременном нагреве смеси и продолжающемся воздействии на пластины механических колебаний с частотой 60 Гц и амплитудой от 6 до 12 мм. По достижению температуры +50°С проводят досушку продукта до остаточной влажности не более 4%, после чего продукт измельчают до 100 мкм. Вакуум создается пятиступенчатым эжекторным насосом.

Эффективность заявленного способа по сравнению со способом-прототипом при максимальных параметрах обоих способов и при соотношении панты: кровь 1:3 приведена в таблице 2.

Таблица 2
Соотношение	Заявленный способ	Способ по прототипу
смеси панты: кровь	Технологические параметры	Время сушки, час	Биологическая активность экстракта по стандарту ФС42-2323-85, %	Технологические параметры	Время сушки, час	Биологическая активность по стандарту ФС 42-2323-85, %
	Температура -50°С до +50°С			Температура 60°С
1:3	Вакуум от 0,3 до 2 мм рт.ст. Частота			Вакуум 60 мм рт.ст.
	вибрации 60 Гц, амплитуда 12 мм	2,5	30		7,5	25

Биологическая активность препарата определялась биологическим методом по его способности снижать кровяное давление у кроликов (ФС 42-2323-85 фармакопейная статья). Согласно фармстатье, биологическая активность стандарта должна быть не ниже 25% (снижение артериального давления). При этом в прототипе она была 100% (т.е. 25%), а в заявленном способе 120% (30%). Выявлено, что полученный продукт обладает биологической активностью, идентичной пантокрину по гипотензивному действию. Кроме этого, товарный вид продукта был значительно лучше. Сравнительное содержание аминокислот и витаминов в продуктах (экстрактах), полученных по заявленному способу и прототипу, приведены в таблице 3.

Таблица 3
Показатели	Продукт по заявленному способу	Продукт по прототипу	Снижение показателя, %
Аминокислоты, % триптофан	0,37	0,21	43,2
оксипролин	0,035	0,035	0
изолейцин	2,81	2,43	13,5
треонин	1,97	1,64	16,8
серин	0,80	0,68	15,0
глицин	0,92	0,76	17,4
аланин	1,09	1,0	8,3
валин	0,82	0,59	28,1
метионин	0,78	0,77	1,3
метионин+цистин	1,42	1,26	11,3
лейцин	5,14	4,86	5,5
глутамин	2,3	1,9	17,4
фенилаланин	0,61	0,52	14,8
лизин	3,1	2,7	12,9
арганин	1,13	1,01	10,7
витамины мг/кг
Е	6,3	5,4	14,3
B1	0,57	0,42	26,3
В2	1,91	1,64	14,1
В3	5,63	5,12	9,1
В5	46,5	42,8	8,0
В6	2,49	2,4	3,6
B12	31,2	28,5	8,7

Как видно из таблицы 3, экстракты из порошка, полученного по заявленному способу по содержанию аминокислот, превосходят по этому показателю биопродукт (экстракт) по прототипу в среднем на 14,4%, по содержанию витаминов - на 12,0%.

Таким образом, продукт из пантов и крови, полученный заявленным способом, обладает высокой биологической активностью и может быть использован для приготовления пантового отвара для ванн, влажного укутывания, микроклизм, компрессов, ингаляций по аналогии с использованием пантового порошка из пантов. Пантовой отвар готовился по ТУ 9198-001-10065443-96 на водяной бане в течение 60 минут с последующей фильтрацией через 2 слоя марли в соотношении 0,670 кг на 6 литров воды. Для приготовления ванны 6 литров отвара разводятся в 150-160 литрах воды, температурой 38-40°С, для общего укутывания - разведение 1:12,5, для микроклизм - без разведения.

Испытание вышеуказанных лечебных процедур на добровольцах показало повышение работоспособности, снижение утомляемости при спортивных нагрузках, хронической усталости, улучшение состояния при корешковом и рефлекторном синдроме остеохондроза позвоночника вне обострения, нейроциркуляторной дистонии по гипертоническому типу, хроническом простотите вне обострения.

Кроме этого, предварительные исследования возможности применения продукта по способу в нативном виде на спорстменах оказано эффект аналогичный лечебному.

Таким образом, использование заявленного способа получения биологического продукта обеспечивало качество целевого продукта, ускоренную сушку при высоком объеме ввода крови, сокращение энергозатрат на создание вакуума, товарный вид, возможность использования низкосортных пантов.

Способ приготовления биологически активного продукта из пантов и крови оленя, включающий измельчения пантов, сушку измельченного сырья под вакуумом с последующим помолом до порошкообразного состояния, отличающийся тем, что панты измельчают до частиц 0,5-1 см³, смешивают с кровью и замораживают до -50°С, сушат при температуре от -50 до +50°С в интервале давления от 0,3 до 2 мм рт.ст., причем замораживание и сушку осуществляют под действием механических колебаний частотой не выше 60 Гц и амплитудой от 6 до 12 мм, а при подъеме температуры до 50°С досушивают перед помолом до остаточной влажности не более 4%.