Способ получения ренатурированных соков с биологически активными веществами в нативном виде

Способ получения ренатурированных соков с биологически активными веществами в нативном виде

Реферат

Существуют различные способы получения биологически активных веществ (в дальнейшем БАВ) из растений растительного сырья.

В промышленности используется метод получения водных экстрактов, концентрированных водных экстрактов и сухого остатка при температуре 60-100°С.

Но необратимая денатурация белка происходит при 42-45°С.

При этом связи между отдельными молекулами белка, между белком и остальными веществами (углеводами, минеральными веществами, витаминами и т.д.) разрываются.

Тепловая обработка моносахаридов разрушает их при температуре 65-68°С, разрывая их комплексную связь с минеральными веществами, витаминами и т.д.

Температура от 50°С и выше разрушает витамины и энзимы.

Термообработка разрывает химические связи между минеральными элементами, с одной стороны, и белками, углеводами, жирами, ферментами и т.д., с другой. В итоге такие разорванные минеральные вещества переводятся в трудноусваиваемую форму.

Биологическая активность белков обусловлена их строго упорядоченной пространственной структурой, позволяющей решать проблемы узнавания на уровне молекул, а также осуществлять тонкие регулирующие воздействия.

Узнавание - это комплементарность - взаимное соответствие двух макромолекул, обеспечивающие их спаривание, антигена с антителом и т.д. Комплементарные структуры подходят друг к другу как ключ к замку. Различают следующие уровни структурной организации белков: первичную, вторичную, третичную и четвертичную.

Термин «денатурация» применяется обычно к белкам, Денатурация - утрата природной, нативной конфигурации молекулами белков, нуклеиновых кислот и других биополимеров в результате нагревания, действия ионов тяжелых металлов, органических растворителей, кислот, щелочей, ультрафиолетовой радиации и т.п. - обусловлена разрывом нековалентных, «слабых» связей в молекулах биополимеров. Слабыми связями поддерживается пространственная структура биополимеров. Денатурация обычно сопровождается потерей биологической активности - ферментативной, гормональной, каталитической и др. Может быть полной или частичной, обратимой и необратимой. Денатурация не нарушает прочных ковалентных связей. Обратный процесс называется ренатурацией.

Вода, содержащаяся в растениях и организме, качественно отличается от обычной. Это структурированная вода. Она имеет такую же структуру, какую имеет вода в замерзшем состоянии. После растаивания структура сохраняется. Высокая температура и кипячение разрушают эту структуру. Эти «ледяные» структуры воды являются матрицей жизни. Живые молекулы в организме и растениях вложены в ледяную решетку как в идеально подходящий футляр.

Обыкновенная вода представляет хаотическое скопление молекул, поэтому такой футляр для биомолекул не подходит. При растворении в структурированной воде биомолекулы переходят в родственную для них среду и остаются в нативном виде.

Любая жидкость, поступающая в организм, структурируется. На это расходуется энергия. Поэтому нужно максимально увеличить поступление в организм структурированной воды. Высокая температура и кипячение разрушают структуру воды.

Получить структурированную воду можно растаивая снег, лед или при низкотемпературной вакуумной варке растительного сырья, растительных соков, например, на аппарате вакуумной варки EVA-0212, выпускаемом фирмой «ИРИДА», г.Ижевск. Данный аппарат обеспечивает предельный вакуум 10-20 мм ртутного столба. При таком вакууме вода кипит при 30°С.

Для получения структурированной воды берем свежее растительное сырье, измельчаем, на центрифуге или соковыжималке, получаем сок. Сок фильтруем.

Заливаем сок в аппарат вакуумной варки. Включаем вакуумный насос. При падении давления до минимального вода закипает при 30°С. Пар поступает в охладитель или конденсатор, где он превращается в жидкость и стекает в накопитель. То есть происходит процесс дистилляции при температуре 30°С. Из свежего растительного сока, в котором вода структурирована путем перегонки при низкой температуре, получаем дистиллят. При этом отсутствует деструктивный фактор - высокая температура. Структура воды при этом сохраняется.

Известен «Способ получения экстракта из растительного сырья». В качестве экстрагента используют структурированную воду. Патент 2232026. Недостатком данного способа является более длительное время, в течение которого идет весь технологический цикл, что позволяет в какой-то степени идти процессам окисления и аутоферментации.

Целью данного изобретение является получение ренатурированных соков с БАВ в нативном виде.

Поставленная цель достигается тем, что берется свежее растительное сырье, в котором БАВ находятся в нативном виде, измельчается и отделяется сок, например, на соковыжималке. Далее сок фильтруется. На аппарате вакуумной варки при температуре не выше 40°С получаем концентрированный сок. Для получения сухого остатка применяем, например, высушивание газом-теплоносителем.

Получаем сухой остаток сока, денатурация у которого заключается в дегидратации, т.е. будет обратимой. В таком состоянии сухой остаток сока определенное время хранится без потери своих качеств. Перед использованием сухой остаток растворяем структурированной водой.

В результате получаем ренатурированный сок с БАВ в нативном виде. Чтобы убедиться, что БАВ в ренатурированном соке находятся в нативном виде, проведем следующий эксперимент. Он описывается в «Практикуме по физиологии растений» под ред. Иванова, Москва, 2001 г.

В свежих растениях и растительных соках находятся ферменты: пероксидаза, полифенолоксидаза, каталаза и др.

Каталаза в клетках выполняет функцию обезвреживания очень активного и потому опасного для жизни клеток окислителя - перекиси водорода, катализируя реакцию 2H₂О₂+каталаза=2Н₂O+O₂.

Когда растения или соки подвергаются тепловой обработке, эти ферменты инактивируются и не определяются. Берем, например, растение алоэ. Измельчаем и на соковыжималке, получаем, например, 200 г сока. Делим на три порции. Одну порцию выливаем в колбочку с притертой пробкой и пропущенной через пробку трубочкой, опущенной другим концом в колбу с водой. Для определения фермента каталазы вливаем в колбочку со свежим соком 10 мл 5% раствора Н₂O₂ - перекиси водорода. Если фермент присутствует, будет выделение кислорода, который мы увидим как пузырьки, выходящие из трубки, опущенной в колбочку с водой. В данном случае наблюдается выделение кислорода. Значит, фермент присутствует. Вторую порцию сока нагреваем на спиртовке. Затем в эту колбочку наливаем перекись водорода. Закрываем пробкой с трубкой. Выделения пузырьков из трубки не наблюдается. Значит, при нагревании фермент каталаза инактивировался. Третью порцию концентрируем и подвергаем сушке при температуре до 40°С, как описывалось выше. Затем сухой остаток помещаем в колбочку и подливаем структурированную воду до первоначального объема сока. Туда же наливаем 10 мл перекиси водорода. Закрываем пробкой с трубочкой. Мы наблюдаем выделение пузырьков из трубки, опущенной в воду. Значит, фермент каталаза присутствует. Это позволяет сделать вывод, что при концентрации сока, сушке при температуре до 40°С и последующем растворении в структурированной воде БАВ не инактивируются, а значит, остаются в нативном виде.

Пример приготовления сухого остатка из растительных соков последующего получения ренатурированных соков и использования их в приготовлении защитно-профилактического крема «Анчар».

Крем защитно-профилактический «Анчар»

ТУ 9158-001-00000117-2002

Сертификат соответствия прилагается

Состав крема «Анчар»

Масляный экстракт ромашки

Масляный экстракт шиповника

Масляный экстракт календулы

Масляный экстракт зародышей пшеницы

Эвкалиптовое масло

Экстракт алоэ и т.д.

Крем «Анчар» обладает защитно-профилактическими свойствами от повреждающего воздействия физических, химических неблагоприятных факторов внешней среды, увлажняет, регенерирует и укрепляет кожу. Прекращает воспаление, обладает антисептическими, дезинфицирующими свойствами, облегчает и снимает проявление кожных заболеваний (хронических дерматозов).

Наносится 1-2 раза в день на проблемные участки кожи.

Берем свежее растительное сырье, растение алоэ и плоды шиповника, измельчаем и на соковыжималке получаем сок. Соки фильтуем. После фильтрации соки концентрируем. Например, до 1/5 литра первоначального объема на аппарате вакуумной варки при температуре до 40°C. Загустевшие соки помещаем в ванночки.

Ванночки помещаем в специальные трубы, через которые пропускаем подогретый воздух, получаемый на электровентиляторе с подогревом. Воздух подогреваем до 35°C. Продуваем подогретый воздух через трубы с ванночками до получения сухого остатка.

Сухой остаток заливаем структурированной водой и помешиваем до его полного растворения.

Ренатурированные соки используем при приготовлении крема "Анчар" вместо экстракта алоэ и экстракта шиповника.

Если положительное воздействие крема на кожу начинало проявляться после 5-7 дней применения, то в новом составе сроки начала проявления положительного воздействия на кожу сократились на 1-3 дня.

Прилагаем сводную таблицу результатов использования фитокрема "Анчар" с измененным улучшенным составом в Центре восстановительного лечения "Беловодье" в республике "Алтай".

В целях асептической обработки наиболее широко применяется метод пастеризации и стерилизации. Но высокие температуры денатурируют БАВ. Метод мембранной фильтрации осуществляется при обычной температуре (до 40°C). При этом отсутствуют денатурирующие инактивирующие факторы.

При необходимости асептику полученного продукта проводим методом мембранной фильтрации.

Способ получения ренатурированных соков с биологически активными веществами в нативном виде для использования в приготовлении косметического крема, включающий получение свежего растительного сока или смеси соков, фильтрацию, концентрирование при температуре до 40°С, сушку загустевших соков при температуре до 40°С и последующее растворение в структурированной воде, полученной из растений, растительного сырья, при таянии льда, снега или в структурированной воде, ионизированной, например, ионами меди, и, при необходимости, проведение асептики полученного продукта методом, не приводящим к денатурации, например, методом мембранной фильтрации.