Пищевая биологически активная добавка из цист рачка рода artemia

Пищевая биологически активная добавка из цист рачка рода artemia

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к биологически активным добавкам к пище и может быть использовано в пищевой промышленности и медицине.

Известна биологически активная добавка для медицинских и косметических препаратов, обладающая антипролиферативным действием и представляющая собой водный или спиртовый экстракт яиц (цист) ракообразных Artemia salina (Патент США №6342254, МПК А61K 35/78, 35/12, опубл. 29.01.2002 г.). Средство предлагается использовать в медицине и косметике для лечения и профилактики кожных заболеваний.

Известна биологически активная добавка на основе цист, или науплий, или взрослых особей рачка Artemia salina для наружного или внутреннего применения, характеризующаяся содержанием липидной и белково-аминокислотной фракций из экстракта измельченных цист, или науплий, или взрослых особей рачка Artemia salina в соотношении от 1000:1 до 1:1 (Патент РФ №2317714, МПК A23L 1/30, опубл. 27.02.2008 г.). Белково-аминокислотная фракция водно-спиртового экстракта цист рачка Artemia salina характеризуется достаточно высоким содержанием белков, незаменимых и заменимых аминокислот и других биологически активных соединений. Липидная фракция водно-спиртового экстракта цист рачка Artemia salina содержит полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, стероиды и гормоноподобные вещества, ростовые факторы и другие жирорастворимые биологически активные соединения. Дозированное введение в липидную фракцию белково-витаминной фракции (от 1000:1 до 1:1) в зависимости от назначения конечного продукта обеспечивает снижение аллергических реакций у потребителей данного продукта.

Недостатком вышеприведенных аналогов является то, что при получении водно-спиртового экстракта из взрослых особей или яиц (цист) ракообразных Artemia salina теряется значительная часть полезных веществ, например, витаминов, органических кислот, незаменимых аминокислот, что снижает биологические свойства конечного продукта, а удаленный шрот (жмых) после экстракции содержит в большом количестве такие вещества, как йод, астаксантин, нуклеиновые кислоты, который в дальнейшем не используются при производстве указанных БАДов.

Известно применение цельных яиц жаброногого рачка артемии (Artemia Salina (L)) в виде сухого порошка в качестве кормовой добавки для птиц, а также кормовая добавка, в качестве которой используют цельные яйца жаброногого рачка артемии (Artemia Salina (L)) в виде сухого порошка (до 10-15 мас. %) с добавлением зерна или другого корма (до 100 мас. %), используемая для кормления кур-несушек (Патент РФ №2158519, МПК А23K 1/16, 1/00; опубл. 10.11.2000 г.).

Однако цельные яйца артемии покрыты хитинсодержащей оболочкой (хорионом) и могут усваиваться только организмом птиц, которые перетирают данный продукт в соответствующем отделе пищевого тракта. Использовать цельные яйца артемии в качестве пищевой добавки в рационе питания человека или в качестве компонента лекарственного, косметического или бальнеотерапевтического препарата неэффективно в связи с плохой усвояемостью цельных цист артемии в данной форме.

Известна сухая форма биологически активной добавки к пище на основе цист рачка Artemia salina (Патент РФ №2316978, МПК A23L 1/30, опубл. 20.12.2008 г.), которая характеризуется содержанием цист рачка артемии в измельченном виде до размера частиц не более 20 мкм и содержанием влаги не более 5,0 мас. %. Сухая форма биологически активной добавки к пище на основе цист рачка Artemia salina представляет собой таблетку, выполненную в виде монолитного дискообразного твердого тела из порошка цист рачка артемии, или цилиндрическую пустотелую разъемную капсулу, заполненную порошком цист рачка артемии, или газонепроницаемый пакет, заполненный порошком цист рачка артемии под вакуумом. Таблетка дополнительно содержит крахмал не менее 10,0 мас. % или дополнительно содержит крахмал и лактозу в соотношении 2:1 в количестве не менее 15 мас. %. Разъемная пустотелая капсула выполнена из материала, плавящегося под действием температуры организма, например из желатина.

Однако часть полезных биологически активных веществ в БАДах, содержащих ультрадисперсный порошок цист рачка артемии, находится в связанном состоянии (в составе неактивных комплексов) и плохо усваивается организмом человека или животных.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является биологически активная добавка на основе цист рачка Artemia salina (патент РФ №2340215, МПК A61L 1/30, опубл. 10.12.2008 г.), характеризующаяся тем, что представляет собой липидно-витаминный комплекс, полученный докритической CO₂-экстракцией (жидким углекислотным экстрагентом) измельченных цист рачка Artemia salina, имеет кислотное число 69, йодное число 44,7, перекисное число менее 0,002%, отношение полиненасыщенных жирных кислот к незаменимым жирным кислотам 4:1 и включает следующий состав компонентов, мас. %:

Продукт для внутреннего применения включает биологически активную добавку в виде липидно-витаминного комплекса из экстракта измельченных цист рачка Artemia Salina по п. 1 при следующем содержании компонентов, мас. %:

липидно-витаминный комплекс из экстракта
измельченных цист рачка Artemia salina	0,01-30,0
наполнитель для наружного
или внутреннего применения	остальное до 100%

В качестве наполнителя для внутреннего применения он содержит сахар, или растительное масло, или соль. В качестве наполнителя для внутреннего применения он содержит мел и крахмал в соотношении 2:1.

Однако в описанной выше пищевой биологически активной добавке из цист рачка артемии содержание полезных веществ, извлеченных при докритической (жидкостной) углекислотной экстракции, является недостаточным, а удаленный шрот (жмых) после экстракции содержит в большом количестве такие вещества, как йод, астаксантин, нуклеиновые кислоты, МНЖК, ГГНЖК, которые в дальнейшем не используются при производстве БАДов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание более обогащенной полезными биологически активными веществами и более усвояемой (биодоступной) пищевой биологически активной добавки на основе смеси ультрадисперсного порошка из цист (яиц) или хорионов рачка рода Artemia и продуктов их СК CO₂-экстракции. Указанный технический результат достигается тем, что пищевая биологически активная добавка из цист рачка артемии характеризуется содержанием сверхкритического CO₂-экстракта измельченных цист или хорионов (скорлупы) цист рачка артемии и жмыха (шрота), оставшегося от сверхкритической CO₂-экстракции измельченных цист или хорионов (скорлупы) цист рачка артемии или ультрадисперсного порошка из измельченных цист или хорионов (скорлупы) цист рачка артемии, находящихся в соотношении от 1:4 до 4:1.

Сверхкритический CO₂-экстракт измельченных цист или хорионов цист рачка Артемии содержит астаксантин в количестве от 50,0 до 77 мг в 100 г продукта и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) омега 3 в количестве от 28,0 до 47,0 г в 100 г продукта.

Жмых (шрот), оставшийся от сверхкритической CO₂-экстракции измельченных цист или хорионов (скорлупы) цист рачка артемии, содержит йод в количестве от 3,3 до 4,4 мг в 100 г продукта.

Ультрадисперсный порошок из измельченных цист или хорионов (скорлупы) цист рачка артемии содержит йод в количестве от 4,1 до 4,5 мг в 100 г продукта.

Пищевая биологически активная добавка расфасована в желатиновые капсулы по 0,1 или 0,2 г.

Соотношение компонентов БАДа менее 1:4 является недостаточным для снабжения организма астаксантином и ПНЖК омега 3, а соотношение компонентов БАДа более 4:1 является недостаточным для снабжения организма йодом.

Широкий диапазон концентраций йода, астаксантина, ПНЖК и других биологически активных веществ обусловлен их разным количественным содержанием в сырье (целая циста рачка артемии, хорион цисты, шрот (жмых) после свехкритической CO₂-экстракции, ультрадисперсный порошок из цист рачка артемии и ультрадисперсный порошок из хориона указанных цист). Кроме того, сырье (цисты и хорионы цист) добывают в разных месторождениях и в разное время года.

Ниже приведены примеры 1-5 составов пищевой биологически-активной добавки.

Пример 1.

Сверхкритический CO₂-экстракт измельченных (до ультрадисперсного состояния с размером частиц менее 20 мкм) цист рачка артемии с содержанием астаксантина в количестве 77 мг в 100 г продукта и полиненасыщенных жирных кислот омега 3 в количестве 28,0 г в 100 г продукта и жмых, оставшийся от сверхкритической CO₂-экстракции измельченных хорионов цист рачка артемии с содержанием йода в количестве от 3,3 мг в 100 г продукта в соотношении от 1:4. Пищевая биологически активная добавка расфасована по 0,1 г в желатиновые капсулы.

Пример 2.

Сверхкритический CO₂-экстракт измельченных (до ультрадисперсного состояния с размером частиц менее 20 мкм) хорионов цист рачка артемии с содержанием астаксантина 50 мг в 100 г продукта и полиненасыщенные жирные кислоты омега 3 в количестве 39,0 г в 100 г продукта и жмых, оставшийся от сверхкритической CO₂-экстракции измельченных цист рачка артемии с содержанием йода 3,4 мг в 100 г продукта в соотношении 1:2. Пищевая биологически активная добавка расфасована по 0,2 г в желатиновые капсулы.

Пример 3.

Сверхкритический CO₂-экстракт измельченных цист рачка артемии с содержанием астаксантина в количестве 70 мг в 100 г продукта и полиненасыщенных жирных кислот омега 3 в количестве 31,5 г в 100 г продукта и жмых, оставшийся от сверхкритической CO₂-экстракции измельченных цист рачка артемии с содержанием йода в количестве 4,1 мг в 100 г продукта в соотношении от 1:1. Пищевая биологически активная добавка расфасована по 0,1 г в желатиновые капсулы.

Пример 4.

Сверхкритический CO₂-экстракт измельченных хорионов цист рачка артемии с содержанием астаксантина в количестве 60 мг в 100 г продукта и полиненасыщенных жирных кислот омега 3 в количестве 47,0 г в 100 г продукта и ультрадисперсный порошок из измельченных цист рачка артемии с содержанием йода 4,3 мг в 100 г продукта, находящихся в соотношении 2:1. Пищевая биологически активная добавка расфасована по 0,2 г в желатиновые капсулы.

Пример 5.

Сверхкритический CO₂-экстракт измельченных цист рачка артемии с содержанием астаксантина 68 мг в 100 г продукта и полиненасыщенных жирных кислот омега 3 в количестве 32 г на 100 г продукта и ультрадисперсный порошок из измельченных хорионов цист рачка артемии с содержанием йода 4,5 мг в 100 г продукта, находящихся в соотношении 4:1. Пищевая биологически активная добавка расфасована по 0,1 г в желатиновые капсулы.

Технология получения биологически активной добавки

Производство продукта состоит из следующих стадий:

1. Контроль сырья и материалов

- визуальный контроль сырья на посторонние включения;

- визуальный контроль пустых желатиновых капсул на целостность, отсутствие воздушных и механических включений.

2. Очистка, мойка, сушка сырья.

Сырье (цисты рачка артемии или хорионы указанных цист) очищается вручную от крупных посторонних включений, затем пропускается через магнитоуловитель и просеивается через сито. Далее сырье промывается проточной водой на специальных поддонах, загрязненная вода удаляется в канализацию, а промытое сырье перемещается на стадию сушки. Предварительная сушка сырья проводится поточным воздухом, подающимся на поддоны при помощи сушильной системы. Последующая стадия сушки сырья производится в сушильном шкафу.

3. Обеззараживание продукта производится на озонаторе.

4. Далее продукт (цисты артемии или их хорионы) помещается в шкаф сухожаровой для досушивания с целью соответствия количества влаги не более 3,0 мас. %. Контроль содержания влаги проводится с помощью влагомера.

5. Измельчение продукта. Сухие цисты артемии или их хорионы (оболочка) измельчают в механохимическом активаторе (мельнице), например, вибро-центробежной шаровой мельнице типа ВЦМ (http://www.ibeton.ru/a214.php), разработанной Институтом химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО АН РАН, при ускорении шаров 120 м/с² и времени пребывания измельчаемого продукта в зоне обработки 5 мин до размера частиц не более 20-30 мкм. Для этих целей могут быть использованы и другие механохимические активаторы-измельчители.

В результате измельчения сухих биологически активированных цист и хорионов рачка артемии в шаровой мельнице происходит дополнительная механохимическая активация продукта и изменяются его физико-химические свойства согласно основным положениям теории Болдырева-Павлюхина-Восселя (V.V. Boldyrev. Hydrothermal Reactions under Mechanochemical Action. Powder Technology, Vol. 11, p. 11, 2001; V.V. Boldyrev. Mechanochemistry of Solids: Past, Present, and Prospects. J. Mat. Synth. Proces. Vol. 87, No. 34, pp. 121-131, 2000). Согласно указанной теории кристаллические компоненты цист (углеводы, глюкозамин и хитин в кристаллических формах) обеспечивают более равномерное распределение разрушающего усилия («удара»), прикладываемого к разрушаемому животному материалу (цистам) в шаровой мельнице. Наличие в цистах природного хитина (около 3,0 масс. %), являющегося сухим источником молекул воды, позволяет одновременно обеспечить условия квазигидротермального мягкого режима помола, не допустить локальных перегревов и образования перекисных и радикальных продуктов в реакционной смеси. Кроме того, на частицы углеводного компонента и хитина происходит сорбция (сухая экстракция) биологически активных компонентов (иод, витамины, нуклеиновые кислоты) цист артемии с сохранением их полезных свойств. Полученный продукт лучше усваивается организмом.

Контроль размеров частиц проводится на микроскопе типа Xl1-3.

6. Дополнительное обеззараживание продукта проводится на озонаторе типа SUNON-DP200A P/N 2123HSL или другой марки, сертифицированной для данного вида работ.

7. Сверхкритическую CO₂-экстракцию части полученного ультрадисперсного порошка из цист и хорионов цист рачка артемии проводят с использованием, например, оборудования SFT-NPX-10. Эта система содержит 10-литровый экстракционный сосуд для сверхкритической CO₂-экстракции, рассчитанный на эксплуатацию до 680 атмосфер и 120°C. Система сверхкритической экстракции включает в себя один или два сепаратора, пневматический CO₂-насос со встроенной безводной системой предварительного охладителя для максимальной эффективности накачки, и все связанные клапаны и трубопроводы (http://www.extract.ru/index.php?id=105).

CO₂-экстракцию из ультрадисперсного порошка цист и хорионов рачка артемии проводят при температуре +45°C и давлении - 350 атмосфер.

8. Полученные компоненты БАДа (ультрадисперсные порошки цист и хорионов цист рачка артемии, СК CO₂-экстракты цист и хорионов цист рачка артемии, жмых (шрот), полученный после СК CO₂-экстракции цист и хорионов цист рачка артемии) смешивают в смесителе в соответствии с примерами 1-5.

9. Готовый продукт, полученный по пп. 1-8, фасуют в желатиновые капсулы по 0,1-0,2 г.

Обоснование достижения технического результата. Для этого в ультрадисперсных порошках цист и хорионов цист рачка артемии, СК CO₂-экстрактах цист и хорионов цист рачка артемии, жмыхе (шроте), полученном после СК CO₂-экстракции цист и хорионов цист рачка артемии, определяют хроматографическими и электрофоретическими методами содержание целевых биологически активных веществ (йод, астаксантин, лецитин, ПНЖК омега 3 и омега 6, МНЖК). В таблице приведены сравнительные данные содержания биологически активных веществ в заявляемой пищевой БАД, ближайших аналоге и прототипе.

Анализ таблицы показывает, что в предлагаемой заявке на изобретение по сравнению с известными аналогами и прототипом представлена пищевая биологически активная добавка, имеющая значительно большее количественное содержание более биодоступных биологически активных полезных веществ, полученных из цист (яиц) и хорионов цист рачка рода артемия, что подтверждает достижение заявляемого технического результата.

1. Пищевая биологически активная добавка из цист рачка рода Artemia, характеризующаяся содержанием сверхкритического CO₂-экстракта измельченных цист или хорионов цист рачка рода Artemia и жмыха, оставшегося от сверхкритической СО₂-экстракции измельченных цист или хорионов цист рачка артемии или ультрадисперсного порошка из измельченных цист или хорионов цист рачка артемии, находящихся в соотношении от 1:4 до 4:1.

2. Пищевая биологически активная добавка по п. 1, отличающаяся тем, что сверхкритический СО₂-экстракт измельченных цист или хорионов цист рачка рода Artemia содержит астаксантин в количестве от 50,0 до 77 мг в 100 г продукта и полиненасыщенные жирные кислоты омега 3 в количестве от 28,0 до 47,0 г в 100 г продукта.

3. Пищевая биологически активная добавка по п. 1, отличающаяся тем, что жмых, оставшийся от сверхкритической СО₂-экстракции измельченных цист или хорионов цист рачка артемии, содержит йод в количестве от 3,3 до 4,4 мг в 100 г продукта.

4. Пищевая биологически активная добавка по п. 1, отличающаяся тем, что ультрадисперсный порошок из измельченных цист или хорионов цист рачка артемии содержит йод в количестве от 4,1 до 4,5 мг в 100 г продукта.

5. Пищевая биологически активная добавка по п. 1, отличающаяся тем, что она расфасована в желатиновые капсулы по 0,1 или 0,2 г.