Способ получения биологически активной добавки (варианты)

Способ получения биологически активной добавки (варианты)

Реферат

Изобретение относится к технологии переработки сырья природного происхождения, в частности пантов марала, кабарги, изюбра, пятнистого, красного и северного оленя с целью получения биологически активной добавки из пантов, которая может быть использована в пищевой, медицинской, химико-фармацевтической, ликероводочной и биотехнологической промышленности.

Известны способы получения биологически активной добавки из пантов, в основе которых лежит или измельчение сырья до порошкообразного состояния, или экстрагирование, или измельчение с последующим экстрагирование. При этом широко известно применение получаемого продукта - биологически активной добавки (БАД) в перечисленных выше областях, как в виде экстракта, так и в виде порошка.

Известен способ получения биологически активного вещества, в котором пантовый продукт измельчают до порошкообразного состояния с размером частиц около 0,1 мм и затем проводят экстракцию биологически активных веществ различными экстрагентами (водой, спиртом и т.п.) с последующим удалением растворителя. Возможен вариант использования продукта в жидком виде (Патент на изобретение РФ N2019179, МПК А61К 35/32; Патент на изобретение РФ N2045269, МПК А61К 35/32; Авторское свидетельство СССР N1814900, МПК А61К 35/32; Патент на изобретение РФ N2054292, МПК А61К 35/32).

Однако исследования показывают, что в отходах (жмыхе) после экстракции остается значительное количество полезных веществ (аминокислот, белков, макро- и микроэлементов).

Известен способ приготовления раствора из пантов, заключающийся в измельчении пантов и последующем их погружении в воду, выдерживании их в горячей воде при температуре 96-98°С в течение заданного времени, остужении и фильтрации полученного экстракта (Патент на изобретение РФ №2111003, МПК А61К 35/32).

Недостатком данного способа является высокая температура экстракции, в результате чего происходит сваривание тканей - денатурация и коагуляция белков. Другим недостатком такого способа является существенные потери пантового продукта в процессе переработки.

Известен также способ получения экстракта из пантов, включающий измельчение свежесрезанных или свежемороженых пантов с меховым чехлом до кусочков 0,5-1 см, экстракцию 50%-ным этиловым спиртом при температуре 82-85°С и рН 3,5 в течение 4-6 ч, охлаждение, инкубацию на холоде при - 10°С, отделение осадка (Заявка на изобретение РФ №95112060, МПК №А61К 35/32).

Основным недостатком способа экстракции также является высокая температура процесса, приводящая к свариванию - денатурации и коагуляции белков, что снижает биологическую активность получаемого продукта. Другим недостатком является использование для экстракции пантов с меховым чехлом, что предопределяет возможность сохранения остатков мехового чехла в конечном продукте.

Наиболее близким к заявляемому способу по первому варианту является способ получения биологически активных веществ и пищевая добавка, включающий очистку пантов от кожного покрова, их измельчение и последующую экстракцию, отличающийся тем, что экстракцию проводят сахароподобным сиропом, преимущественно цветочным медом, при температуре "водяной бани". Полученный экстракт подвергают разделению на твердую и жидкую фазы центрифугированием. Измельчение пантов проводят путем гомогенизации. Гомогенизацию осуществляют в растворе экстракта, настойки или сока лекарственных растений, при их массовом соотношении к пантам не более 1:0,3. Для экстракции используют сырые или замороженные панты (Патент РФ №2177700, МПК №А61К 35/32).

Основным недостатком указанного способа является высокая температура экстракции, приводящая к денатурации и коагуляции белков пантового продукта и, как следствие, к снижению биологической активности готового продукта.

Известен целый ряд изобретений, направленных на получение биологическом активной добавки в виде порошка, в технологии приготовления которого отсутствует процесс экстрагирования.

Например, известен способ получения пантовой муки и фармацевтической композиции на ее основе, включающий механическое удаление шерстяного покрова с пантов марала, изюбра или пятнистого оленя, дробление материала до размера частиц 5-10 мм и его сушку воздушным потоком с температурой не более 70°С, повторное измельчение материала до среднего размера частиц 100 мкм и повторную его сушку воздушным потоком при той же температуре (Патент на изобретение РФ N2070048, А61К 35/32). Фармацевтическая композиция содержит смесь пантовой муки, сахарной пудры и ванилина.

Однако в технологии получения пантовой муки используется высокотемпературная сушка, которая приводит к денатурации и коагуляции белков пантового продукта и соответственно снижает его биологическую активность.

Наиболее близким к заявляемому способу по второму варианту является способ получения ультрадисперсного порошка из пантов, включающий механическое удаление шерстяного покрова с пантов, дробление материала сначала до размера частиц 5-10 мм, затем измельчение до размера частиц 0,1 мм. Измельченный материал высушивают воздушным потоком с температурой не более 70°С. В полученный продукт вводят ферромагнитный порошок с размером частиц 1,0-50,0 мкм в соотношении от 1:1 до 2:1. Продукт подвергают дополнительному измельчению в вихревой мельнице в присутствии указанного ферромагнитного порошка до получения ультрадисперсного материала из пантов с размером частиц 0,1-30,0 мкм и влажностью не более 2 мас.%. Ферромагнитный порошок удаляют из смеси воздействием на нее постоянным магнитным полем (Патент на изобретение РФ №2146525, А61К 35/32, A23J 1/10).

Одним из недостатков известного способа является также высокая температура сушки, приводящая к денатурации и коагуляции белков пантового продукта. Другой недостаток связан с введением ферромагнитного порошка, который в процессе переработки пантов может взаимодействовать с исходным сырьем на молекулярном и атомарном уровне, образуя соединения, не устраняемые из смеси воздействием на нее постоянным магнитным полем.

Задачей изобретения является повышение биологической активности получаемых заявляемым способом пантовых препаратов за счет исключения влияния высоких температур в технологическом процессе и повышение процента выхода готового продукта за счет уменьшения потерь сырья при сохранении чистоты исходного продукта.

Техническим результатом является получение биологически активной добавки высокого качества, в том числе за счет исключения влияния высоких температур.

В одном из вариантов получения биологически активной добавки поставленная задача решается тем, что в способе получения БАД из пантов, включающем разделение на доли очищенных от шерстяного покрова пантов, дезинфекцию, с последующим экстрагированием, разделение экстракта и пантовых долей, согласно изобретению экстрагирование ведут в воду или водно-спиртовые растворы ультразвуковым методом в режиме кавитации при соотношении пантов к воде или раствору 1:1-10 в течение времени, необходимого для получения требуемой концентрации экстракта, при температуре, не превышающей 40°С.

Кроме того в данном способе доли пантов могут быть сформированы путем их рассечения в поперечном направлении с крупностью 2-5 см, после разделения экстракта и пантовых долей последние высушивают при температуре, не превышающей 40°С, и измельчают путем снятия поперечных тонкодисперсных слоев фрезой, имеющей периодически расположенные режущие кромки на рабочей поверхности, при этом периодичность расположения режущих кромок и скорость движения фрезы выбирают из условия обеспечения заданной дисперсности и температуры в процессе измельчения не более 40°С.

В другом варианте получения биологически активной добавки поставленная задача решается тем, что в способе получения БАД из пантов, включающем измельчение очищенных от шерстяного покрова пантов, их дезинфекцию, согласно изобретению измельчение осуществляют снятием поперечных тонкодисперсных слоев фрезой, имеющей периодически расположенные режущие кромки на рабочей поверхности, при этом периодичность расположения режущих кромок и скорость движения фрезы выбирают из условия обеспечения заданной дисперсности и температуры в процессе измельчения не более 40°С.

Кроме того, во втором варианте реализации способа после измельчения пантов может быть осуществлено их экстрагирование в воду или водно-спиртовые растворы по технологии, указанной в первом варианте, а именно: ультразвуковым методом в режиме кавитации при соотношении пантов к воде или раствору 1:1-10, в течение времени, необходимого для получения нужной концентрации экстракта, при температуре, не превышающей 40°С.

После экстрагирования отделяют жидкую фазу, а оставшуюся часть высушивают при температуре, не превышающей 40°С.

В обоих вариантах осуществления способа в процессе экстрагирования может осуществляться спектральный контроль концентрации экстракта, экстрагирование может проводиться в замкнутом ультразвуковом реакторе при давлении 2-3 атм. Кроме того, сушка может быть осуществлена вакуумным или вакуумно-плазменным методом, а измельченные панты разделены по фракциям ультразвуковым методом. Кроме того, измельченные панты могут быть подвергнуты дополнительному измельчению до порошка микронных или субмикронных фракций с помощью микромельницы. Фрезу в процессе измельчения охлаждают, скорость движения режущих кромок фрезы выбирают не более 1000 кромок/с.

Т.о., в первом варианте способа, основанном на измельчении и экстрагировании пантов, данные операции осуществляют по оригинальной технологии и с использованием подобранных режимов, при которых сохраняется высокая биологическая активность исходного сырья. При реализации способа по второму варианту получают в качестве готового продукта пантовый порошок. Т.о. независимый пункт по второму варианту основан на измельчении пантов в порошок, который в последующем также может быть подвергнут операции экстрагирования.

Способы заключаются в следующем.

По первому варианту способа сначала осуществляют механическую очистку пантов от шерстяного покрова с последующей дезинфекционной обработкой, например кварцеванием или кратковременным ошпариванием. Затем панты разрезают в поперечном направлении на крупные доли размером 2-5 см. Следующей операцией является ультразвуковая экстракция в воду, водные или водно-спиртовые растворы в режиме кавитации при соотношении пантов к воде или раствору 1:1-10. При соотношении 1:1 жидкость полностью покрывает пантовые доли, что необходимо для успешной ультразвуковой экстракции. Экспериментально показано, что максимальное количество экстрагированного вещества составляет не более 10% от массы пантов. Соотношение больше чем 1:10 является технологически и экономически нецелесообразным, т.к. меньшую концентрацию можно достичь посредством разбавления. В этом случае увеличение объема жидкости больше чем 1:10 не приводит к дальнейшему повышению эффективности экстрагирования. Экстрагирование ведут в течение времени, которое определяется экспериментально в зависимости от требуемой концентрации получаемого экстракта. Эксперимент показывает, что время экстракции варьируется от нескольких минут до 1-2 часов. В процессе экстрагирования осуществляют спектральный контроль концентрации, а также контроль температуры экстракта. Для ускорения процесса экстрагирования, а также обеспечения дополнительной степени чистоты экстрагирование проводят в замкнутом объеме при повышенном давлении (2-3 атм). Причем экстракт с помощью специального насоса циркулирует между реактором и наполнительным резервуаром для готового экстракта. После экстрагирования экстракт и пантовые доли разделяют. Экстракт разливают в герметичные емкости. Пантовые доли подвергают вакуумной или вакуумно-плазменной сушке при температуре, не превышающей 40°С. Выбор температуры обусловлен сохранением биологической активности белковых соединений. После сушки проводят измельчение пантовых долей снятием при этой же температуре тонкодисперсных рассыпающихся слоев, например фрезой, имеющей режущие кромки, расположенные с периодом, не превышающим 10-кратного максимального размера зерен пантового порошка. Скорость движения фрезы не должна превышать 1000 режущих кромок в секунду. Это было подтверждено экспериментально.

Полученный пантовый порошок разделяют по размерным фракциям, например путем ультразвуковой обработки. Полученные фракции расфасовывают в вакуумные упаковки или другую тару. Экстракт и порошки используют в качестве БАД. БАД на основе экстракта могут быть приготовлены, например, в виде сиропов, мармелада, мягких желатиновых капсул, а на основе порошка - капсул, таблеток, свечей и др.

По второму варианту после очистки от шерстяного покрова и дезинфекции панты измельчают снятием при температуре, не превышающей 40°С, тонкодисперсных рассыпающихся слоев с использованием фрезы. В качестве готового продукта можно использовать полученный после измельчения порошок либо подвергнуть его дальнейшей обработке в соответствии с п.4-12 формулы изобретения, которые раскрыты выше при описании первого варианта реализации способа.

Ниже приведены варианты исполнения фрезы, с помощью которой был получен тонкодисперсный порошок из пантов.

Пример 1. Цилиндрическая фреза имеет одну режущую кромку, расположенную на одной из поверхностей (плоской или цилиндрической). В этом случае максимальная угловая скорость вращения фрезы равна 1000 об/с.

Пример 2. Цилиндрическая фреза имеет 100 режущих кромок, расположенных на плоской или цилиндрической рабочей поверхности. Максимальная угловая скорость вращения фрезы будет равна 10 об/с.

Пример 3. Плоская фреза, совершающая возвратно-поступательные движения, имеет режущие кромки, расположенные на плоской рабочей поверхности с периодом 1 мм. В этом случае максимальная линейная скорость движения фрезы будет равна 1 м/с.

Кроме того, для обеспечения необходимого температурного режима фреза может иметь дополнительное устройство охлаждения.

Заявляемый способ обеспечивает улучшение качества БАД за счет повышения биологической активности вследствие не превышения температуры обработки выше 40°. Возможность проведения процесса при такой температуре достигается за счет выбранного процесса измельчения, при котором не происходит значительного нагревания пантов.

1. Способ получения БАД из пантов, включающий разделение на доли очищенных от шерстяного покрова пантов, дезинфекцию с последующим экстрагированием, разделение экстракта и пантовых долей, отличающийся тем, что экстрагирование ведут в воду или водно-спиртовые растворы ультразвуковым методом в режиме кавитации при соотношении пантов к воде или раствору 1:1-10 в течение времени, необходимого для получения требуемой концентрации экстракта, при температуре, не превышающей 40°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что доли формируют рассечением пантов в поперечном направлении с крупностью 2-5 см, после разделения экстракта и пантовых долей последние высушивают при температуре, не превышающей 40°С, и измельчают путем снятия поперечных тонкодисперсных слоев фрезой, имеющей периодически расположенные режущие кромки на рабочей поверхности, при этом периодичность расположения режущих кромок и скорость движения фрезы выбирают из условия обеспечения заданной дисперсности и температуры в процессе измельчения не более 40°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе экстрагирования осуществляют спектральный контроль концентрации экстракта.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстрагирование ведут в замкнутом ультразвуковом реакторе при давлении 2-3 атм.

5. Способ по 2, отличающийся тем, что сушку осуществляют вакуумным или вакуумно-плазменным методом.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что измельченные панты разделяют по фракциям ультразвуковым методом.

7. Способ по п.2, отличающийся тем, что измельченные панты дополнительно измельчают до порошка микронных или субмикронных фракций с помощью микромельницы.

8. Способ по п.2, отличающийся тем, что фрезу в процессе измельчения охлаждают.

9. Способ по п.2, отличающийся тем, что скорость движения режущих кромок фрезы выбирают не более 1000 кромок/с.

10. Способ получения БАД из пантов, включающий измельчение очищенных от шерстяного покрова пантов, дезинфекцию, отличающийся тем, что измельчение осуществляют снятием поперечных тонкодисперсных слоев фрезой, имеющей периодически расположенные режущие кромки на рабочей поверхности, при этом периодичность расположения режущих кромок и скорость движения фрезы выбирают из условия обеспечения заданной дисперсности и температуры в процессе измельчения не более 40°С.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что после измельчения проводят экстрагирование в воду или водно-спиртовые растворы ультразвуковым методом в режиме кавитации при соотношении пантов к воде или раствору 1:1-10, экстрагирование ведут в течение времени, необходимого для получения нужной концентрации экстракта, при температуре, не превышающей 40°С.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что измельченные панты разделяют по фракциям ультразвуковым методом.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что измельченные панты дополнительно измельчают до порошка микронных или субмикронных фракций с помощью микромельницы.

14. Способ по п.10, отличающийся тем, что фрезу в процессе измельчения охлаждают.

15. Способ по п.10, отличающийся тем, что скорость движения режущих кромок фрезы выбирают не более 1000 кромок/с.

16. Способ по 11, отличающийся тем, что после экстрагирования отделяют жидкую фазу, а оставшуюся часть высушивают при температуре, не превышающей 40°С.

17. Способ по п.11, отличающийся тем, что в процессе экстрагирования осуществляют спектральный контроль концентрации экстракта.

18. Способ по п.11, отличающийся тем, что экстрагирование ведут в замкнутом ультразвуковом реакторе при давлении 2-3 атм.

19. Способ по п.16, отличающийся тем, что сушку осуществляют вакуумным или вакуумно-плазменным методом.