Способ получения гидролизата из пантов
Владельцы патента RU 2728218:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий" (ФГБНУ ФАНЦА) (RU)
Изобретение относится к пищевой промышленности, косметической промышленности. Измельчают сырье до степени размола 100-120 мкм. Замачивают пантовую муку водой при соотношении сырье : вода 1:125-1:160 в течение 2-3 ч и постоянном перемешивании раствора. Осуществляют водную экстракцию сырья при воздействии ультразвуковых колебаний интенсивностью 13-15 Вт/см2, частотой 20-24 кГц в течение 1,5-2 ч при температуре 45-50°С. Изобретение обеспечивает извлечение биологически активных веществ на уровне 86-98% в пересчете на сухое вещество. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к переработке оленеводческой продукции и может быть использовано при производстве пищевых продуктов с выраженной биологической активностью, а также в косметической промышленности, медицине, в частности в бальнеологии.
Известен способ получения пантолизата, включающий кислотно-ферментативный гидролиз измельченных пантов в искусственном желудочном соке. Процесс ведут при температуре от 20 до 42°С. Однако использование кислоты обуславливает обязательное наличие операции нейтрализации с последующим удалением солей, а также необратимое разрушение белка, что в совокупности не позволяет использовать пантолизат в пищевой промышленности и медицине (см. патент 2112396, МКИ А23j 1/10, А23j 3/34, А61К 35/32).
Известен способ приготовления биологически активного препарата из пантов, который включает ферментативный гидролиз измельченных до 100 мкм пантов, при этом перед ферментацией пантовую муку замешивают в двойном объеме воды, а через 1,5-2 часа добавляют ферментативный комплекс суспензии поджелудочной железы, полученной путем измельчения на гомогенизаторе поджелудочных желез крупного рогатого скота, из расчета 10% к массе муки. Гидролиз проводят в течение 6 часов при 38-40°С, а экстракцию при соотношении панты:вода 1:5 в течение 6 часов и перед фильтрацией центрифугируют (см. патент 2268059, МПК А61К 35/32).
Недостатком способа является длительность процесса в течение 8 часов, при котором наблюдается рост микроорганизмов, что ухудшает качество готового продукта, а применение ферментного комплекса поджелудочной железы в способе получения гидролизатов из пантов приводит к удорожанию готового продукта.
Известен способ получения лечебной жидкости используемой в бальнеологии, а именно способ получения водных экстрактов из твердого сырья растительного и животного происхождения, в частности из пантов. Процесс получения лечебной жидкости осуществляют следующим образом: в емкость помещают порцию биологического сырья, например, замороженные панты, распиленные на кружочки (слайсы) толщиной 4-7 мм в количестве предписанном технологией приготовления экстракта при полном погружении сырья в воде подогретой до 55-65°С и процесс экстракции осуществляют под действием ультразвука при частоте 20-24 кГц интенсивностью излучения 10-12 Вт/см2 в течение 20-30 минут (Патент РФ №2560781, МПК А61Н 33/00, публ. 20.08.2015 Бюл. №23 - прототип).
Недостатком данного способа следует считать то, что при нарезке пантов слайсами толщиной 4-7 мм в процессе экстракции теряется значительная часть сухих веществ в связи с малым контактом внутреннего содержимого слайса с экстрагентом и невозможности протекания каветационных процессов (т.е. образования схлопывания парогазовых пузырьков в жидкой среде) внутри слайса. При исследовании отработанного сырья потеря сухих веществ составила 35-45% в зависимости от качества используемых пантов, при максимальном содержании сухих веществ в пантах на уровне 60-65%.
Задачей, на решение которой направлено изобретение является разработка способа получения гидролизатов из пантов обеспечивающего максимальный выход сухих веществ.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем. Анализ практики применения ультразвука при экстрагировании биологически активных веществ предполагает тщательный подбор технологических параметров процесса, в том числе состояние обрабатываемого сырья, в частности степень его измельчения, так как метод управляемого соединения воды с сырьем (гидротация) совмещает операции экстрагирования и диспергирования. Вода, подвергнутая каветации, становится мощным растворителем и способна активно соединяться с белком и другими высокомолекулярными компонентами сырья, поэтому недостаточное количество воды в процессе экстрагирования может значительно снижать результативность процесса. Доступность органического вещества при его «выносе» в раствор при экстрагировании в значительной степени зависит от предварительной подготовки сырья, для чего при разработке заявленного способа был задействован процесс предварительного замачивания сырья при степени его измельчения 100-120 мкм и выявлении оптимального количества воды на единицу сырья при соответствующих времени воздействия и параметрах ультразвуковых колебаний, обеспечивающих в совокупности максимальный выход сухих веществ.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе включающем измельчение сырья, водную экстракцию сырья проводимую под воздействием ультразвуковых колебаний частотой 20-24 кГц, согласно заявленному изобретению, измельчение сырья ведут до степени размола 100-120 мкм при последующем замачивании пантовой муки водой при соотношении сырье : вода 1:125-1:160 в течение 2-3 часов и постоянном перемешивании раствора, а экстрагирование сырья проводят под воздействием ультразвуковых колебаний интенсивностью 13-15 Вт/см2 в течение 1,5-2 часов при температуре 45-50°С.
В процессе предварительных опытов при разработке способа была апробирована интенсивность ультразвуковых колебаний в пределах от 10 до 15 Вт/см2 при частоте 20-24 кГц. В результате эксперимента при интенсивности колебаний от 10 до 12 Вт/см2 по сравнению с использованием интенсивности 13-15 Вт/см2 потеря сухих веществ была на уровне 8-12%. Размол сырья ниже 100 мкм (80-90 мкм) также снижал хотя и незначительно, выход, конечного продукта. Температура 45-50° является оптимальной, поскольку обеспечивает наиболее полное сохранение питательных и биологически активных веществ в гидролизатах, в частности аминокислот, витаминов, жирных кислот, факторов роста, гормонов и гормоноподобных веществ. Увеличение температуры выше 50°С ведет к потере значительной части незаменимых аминокислот и витаминов, и как следствие к снижению биологической ценности готового продукта.
В таблице 1 отражены результаты поиска оптимального сочетания технологических параметров процесса экстракции:время замачивания от 1 до 4 часов (по сравнению проведения процесса без замачивания размолотого сырья), время воздействия ультразвуковых колебаний от 0,5 до 2 часов при разведении сырье:вода в пределах: 1:6, 1:20, 1:50, 1:100, 1:125, 1:150, 1:160. Процесс экстрагирования проводился при частоте ультразвуковых колебаний 20-24 кГц при интенсивности 14 Вт/см2 и сырье размолотом до 110 мкм при температуре осуществления процесса 45°С.
Сравнительный выход экстрактивных веществ в (%) из пантов в зависимости от гидромодуля экстракции приведен в пересчете на абсолютно сухое вещество.
Как показали исследования на всем протяжении ультразвуковой экстракции количество массовой доли сухих веществ увеличивалось, по мере увеличения степени разведения, достигая максимальных значений при разведении 1:125, 1:150, 1:160.
Применение процесса замачивания благоприятно сказалось на процессе экстрагирования сухих веществ в гидролизат. Как видно из таблицы 1, замачивание пантов в течение 1 часа обеспечило увеличение экстрагируемых веществ в 1,4-2 раза по сравнению с экстракцией без замачивания. С увеличением времени замачивания показано повышение выхода сухих веществ, что наиболее ярко выражено при гидромодуле 1:125 - 1:160. Дальнейшее разведение (например 1:170) нецелесообразно в связи с тем, что потенциал содержания сухих веществ выбран уже на стадии разведения 1:160. Значительной разницы в количестве экстрагируемых веществ при замачивании в течение 3 и 4 часов не было выявлено, поэтому замачивание пантов в течение 4 часов экономически необоснованно. Исходя из анализа данных, на процесс экстракции существенное влияние оказывала длительность ультразвукового воздействия. Во всех проведенных опытах с увеличением времени воздействия ультразвуком повышался выход экстрагируемых веществ.
Таким образом оптимальным технологическим режимом проведения водной экстракции пантов проводимой под воздействием ультразвуковых колебаний частотой 20-24 кГц интенсивностью 13-15 Вт/см2 следует считать: измельчение сырья до степени размола 100-120 мкм при последующем замачивании пантовой муки водой при соотношении сырье : вода 1:125-1:160 в течение 2-3 часов при постоянном перемешивании раствора и времени воздействия ультразвуком 1,5-2 часа при температуре проведения процесса 45-50°С.
Пример. 100 грамм консервированных пантов измельчали на костедробилке, а затем на мельнице до частиц размером не менее 100 мкм. К 100 г пантовой муки добавляли 15 л дистиллированной воды (при соотношении 1:150), после чего в течение 2 часов настаивали при температуре 45°С при постоянном перемешивании. По истечении времени замачивания смесь экстрагировали на ультразвуковой установке при колебаниях с частотой 20 кГц интенсивности 15 Вт/см2 при температуре 45°С в течение 1,5 часа. По окончанию процесса гидролизат подвергали фильтрованию.
Полученный экстракт может быть использован в бальнеологии поскольку уровень содержания сухих веществ данного экстракта составляет 0,4% (по сравнению с 0,3% в пантокрине, который является фармакологическим препаратом). При необходимости увеличения содержания сухих веществ в гидролизатах можно проводить испарение влаги в вакуумной сушилке при температуре 45-50°С и давлении 0,9 атм до любой концентрации сухих веществ в растворе, а также высушить до состояния порошка с целью долговременного хранения или при необходимости использования безводного субстрата.
Использование заявленного способа позволяет обеспечить практически полное извлечение биологически активных веществ из пантов, а именно от 86 до 98% в пересчете на сухое вещество.
Способ получения гидролизата из пантов, включающий измельчение сырья, водную экстракцию сырья, проводимую под воздействием ультразвуковых колебаний частотой 20-24 кГц, отличающийся тем, что измельчение сырья ведут до степени размола 100-120 мкм при последующем замачивании пантовой муки водой при соотношении сырье : вода 1:125-1:160 в течение 2-3 ч и постоянном перемешивании раствора, а экстрагирование сырья проводят под воздействием ультразвуковых колебаний интенсивностью 13-15 Вт/см2 в течение 1,5-2 ч при температуре 45-50°С.
