СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЕСТЕСТВЕННОГО L-АМИНОКИСЛОТНО-ПЕПТИДНОГО БИОКОМПЛЕКСА
METHOD OF PRODUCING NATURAL L-AMINO ACID - PEPTIDE BIOCOMPLEX

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к биотехнологической промышленности, в частности к способам производства естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса, и может быть использовано при глубокой переработке нативного содержимого рубца травоядных животных с целью производства легкоусвояемого естественного L-аминокислотно-пептидного комплекса с высоким содержанием незаменимых аминокислот и также может быть использовано в различных отраслях: пищевой промышленности, биотехнологической, фармацевтической, косметической, микробиологической.
Уровень техники
6
Известен способ получения пищевых биологически активных добавок антиоксидантного действия из содержимого рубца травоядных животных, представляющих собой сбалансированный комплекс биофлавоноидов и витамина В, в котором на основе симбиоза и молекулярной целесообразности происходят сложные и разнообразные метаболические процессы с участием частиц растительного корма, микробиоты и организма животного-хозяина, при этом рубец представляет собой бродильную камеру - например у овец его объем составляет 4-10 л, причем в рубцовой жидкости обитает более 200 видов бактерий и простейших (инфузорий), проявляющих целллюлозолитическую, амилолитическую, пектинолитическую, лактогенную и лактолитическую, а также метаногенную активность. Сущность способа заключается в заготовке сырья, его экстракции, отстаивании, сублимационной сушке и фасовании (см. Ермолова Л.С. и др. «Содержимое рубца травоядных животных как перспективный источник пищевых биологически активных добавок антиоксидантного действия», Российская академия сельскохозяйственных наук. Сельскохозяйственная биотехнология. Серия биология животных. Научно-теоретический журнал, 2 март-апрель, 2008, М., с.20-24).
Недостатком данного способа является ограниченный комплекс получения биологически активных веществ из рубцового содержимого жвачных животных.
Известен способ получения комплекса липидов и комплекса аминокислот и пептидов из плаценты, заключающийся в том, что плаценту измельчают, экстрагируют хлороформ-этанольной смесью (2:1) при объемном соотношении к сырью 1:(10-18), фильтруют, к фильтрату добавляют 0,1-0,2 объема раствора хлорида натрия, отстаивают до расслоения, нижний хлороформный слой, содержащий липидный комплекс, вакуумируют, верхний водно-спиртовой слой, содержащий комплекс аминокислот и пептидов, вакуумируют и сушат (см. пат. RU №2066189, кл. А61К 35/50, опубл. 10.09.1996 г.).
Недостатком данного способа является сложность его производства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ производства биологически активной добавки, включающий заготовку сырья, его экстракцию, отстаивание, сублимационную сушку, фасование, при этом в качестве сырья используют сбор нативного содержимого рубца жвачных животных, а перед охлаждением проводят фильтрацию, причем экстрагирование проводят в течение 72 ч при температуре 38-42°С при соотношении сырье:вода = 2:1, при этом воду используют минеральную или родниковую, отстаивание проводят в течение 36 ч при температуре 10°С, охлаждение фильтрата проводят в течение 6 ч при температуре (-50°С), а сублимационную сушку проводят в течение 48 ч при температуре 38-40°С, причем высушивание в течение первых 5 ч проводят при температуре 10°С с последующим прибавлением каждый час по 5°С до достижения температуры 38-40°С (см. пат. RU №2270584, A23L 1/30, А23К 1/00, опубл. 27.02.2006 г.).
Недостатком данного способа является сложность производства, высокая стоимость.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа производства естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса, обладающего упрощением, удешевлением и сохранением естественного сбалансированного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса, исключая дорогостоящий химический гидролиз.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению, удешевлению и сохранению естественного сбалансированного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса, высокой эффективности и безопасности.
Технический результат достигается с помощью способа производства естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса, включающего заготовку сырья, в качестве которого используют сбор нативного содержимого рубца жвачных животных, его экстракцию, фильтрацию и охлаждение в течение 6 ч при температуре (-50°С), сублимационную сушку и фасование, при этом экстракцию проводят 2,0-3,0% водным раствором NaCl при объемном соотношении 1:1 сырье: экстрагент в течение 45-48 часов при температуре 18-20°С при постоянном перемешивании, а сублимационную сушку проводят в течение 20-24 часов при температуре 43-45°С.
У травоядных в процессе филогенеза сформировалась уникальная экологическая система - рубец, в котором в соответствии с общей динамикой биологических процессов происходят как катаболические, так и анаболические процессы, при этом оба процесса протекают одновременно в постоянном взаимодействии друг с другом. Рубец (преджелудок) травоядных животных представляет собой большую бродильную камеру, характерной особенностью которой является наличие богатой симбионтной микрофлоры, представленной более 100 видами бактерий и инфузорий, все симбионтные бактерии - анаэробы, бактерии и инфузории рубца осуществляют гидролиз белка съеденного растительного корма с помощью протеолитических ферментов до пептидов и аминокислот, в результате дезаминирования аминокислот под действием бактериальных дезаминаз образуется основной метаболит азотистого обмена в рубце травоядных - аммиак, который используется бактериями для синтеза микробиальных белков, таким образом, благодаря сопряженной эволюции травоядных животных, которые получили возможность широкого использования энзиматических систем микроорганизмов для одновременного расщепления белков растительных кормов в рубце и синтеза высокоценных микробиальных белков, например, в сутки у коровы может синтезироваться 500-1500 г, у овцы - 100-300 г биологически полноценного микробиального белка, причем микроорганизмы рубца способны синтезировать все заменимые и незаменимые L-аминокислоты, которые накапливаются в содержимом рубца. Выход L-аминокислотно-пептидного биокомплекса достаточно высок, состав его столь же разнообразен, по стоимости сырья и способу получения наиболее перспективен и экономически выгоден, экологическая безопасность и оптимальная метаболическая активность L-аминокислотно-пептидного биокомплекса обусловлена полным сбалансированным набором незаменимых аминокислот (см. Алиев А.А. // Обмен веществ у жвачных животных. М.: НИЦ «Инженер», 1997, - глава 4. с.54-87); Пилат Т.Л. // Биологически активные добавки к пище (теория, производство, применение) // Т.Л.Пилат, А.А.Иванов. - М.: Авваллон, 2002 - 710 с.).
Сущность способа производства естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса заключается в следующем. Производят заготовку сырья, в качестве которого используют сбор нативного содержимого рубца жвачных животных, обрабатывают и заполняют им емкостное оборудование, затем проводят его экстракцию, фильтрацию с помощью фильтрационных установок и охлаждение в течение 6 ч при температуре (-50°С), сублимационную сушку и фасование, при этом экстракцию проводят 2,0-3,0% водным раствором NaCl при объемном соотношении 1:1 сырье:экстрагент в течение 45-48 часов при температуре 18-20°С при постоянном перемешивании, за счет перемешивающего устройства, которым снабжено емкостное оборудование, а сублимационную сушку проводят в течение 20-24 часов при температуре 43-45°С. Полученный продукт зеленовато-бурого цвета представляет собой естественный L-аминокислотно-пептидный биокомплекс.
Осуществление изобретения
Примеры конкретного выполнения способа производства естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса.
Пример 1. Производят заготовку сырья, в качестве которого используют сбор нативного содержимого рубца жвачных животных, обрабатывают и заполняют им емкостное оборудование, затем проводят его экстракцию, фильтрацию с помощью фильтрационных установок и охлаждение в течение 6 ч при температуре (-50°С), сублимационную сушку и фасование, при этом экстракцию проводят 1,5% водным раствором NaCl при объемном соотношении 1:2 сырье:экстрагент в течение 40 часов при температуре 18-20°С при постоянном перемешивании, за счет перемешивающего устройства, которым снабжено емкостное оборудование, а сублимационную сушку проводят в течение 30 часов при температуре 40°С, так как используют много воды. Полученный продукт светло-зеленого цвета, выход - 5%, осадок собирают в емкости и далее используют в качестве органического удобрения или кормовой добавки.
Содержание свободных аминокислот в составе естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса составил: незаменимые кислоты - 23%, заменимые кислоты - 37%.
Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, но экстракцию проводят 2,0% водным раствором NaCl при объемном соотношении 1:0,8 сырье:экстрагент в течение 45 часов при температуре 18-20°С при постоянном перемешивании, за счет перемешивающего устройства, которым снабжено емкостное оборудование, а сублимационную сушку проводят в течение 20 часов при температуре 43°С. Полученный продукт зеленовато-бурого цвета, выход - 9,8%, осадок собирают в емкости и далее используют в качестве органических удобрений или кормовой добавки.
Содержание свободных аминокислот в составе естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса составил: незаменимые кислоты - 37,56%, заменимые кислоты - 60,98%.
Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, но экстракцию проводят 3,0% водным раствором NaCl при объемном соотношении 1:1 сырье:экстрагент в течение 48 часов при температуре 18-20°С при постоянном перемешивании, за счет перемешивающего устройства, которым снабжено емкостное оборудование, а сублимационную сушку проводят в течение 24 часов при температуре 45°С. Полученный продукт зеленовато-бурого цвета, выход - 10%, осадок собирают в емкости и далее используют в качестве органического удобрения или кормовой добавки.
Содержание свободных аминокислот в составе естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса составил: незаменимые кислоты - 38,12%, заменимые кислоты - 61,88%.
Пример 4. Проводят аналогично примеру 1, но экстракцию проводят 3,5% водным раствором NaCl при объемном соотношении 1:1 сырье:экстрагент в течение 48 часов при температуре 18-20°С при постоянном перемешивании, за счет перемешивающего устройства, которым снабжено емкостное оборудование, а сублимационную сушку проводят в течение 30 часов при температуре 45°С. Полученный продукт зеленовато-бурого цвета, выход - 10%, однако произошло удорожание биокомплекса за счет длительной сушки, а осадок собирают в емкости и далее используют в качестве органического удобрения или кормовой добавки.
Содержание свободных аминокислот в составе естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса составил: незаменимые кислоты - 38,12%, заменимые кислоты - 61,88%.
Таким образом, наиболее оптимальными являются примеры 2, 3.
Содержание свободных аминокислот в составе естественного L-аминокислотно-пептидного биокомплекса (в воздушно-сухом веществе) дан в таблице.
Таблица
Наименование аминокислот
Содержание, г/кг, %
1
2
Незаменимые аминокислоты:
треонин
5,00-5,16
валин
10,00-10,22
метионин
0,50-0,62
изолейцин
5,00-5,12
лейцин
7,00-7,81
фенилаланин
1,00-1,30
гистидин
3,10-3,31
лизин
4,00-4,02
Всего:
37,56-38,12%
Продолжение таблицы
1
2
Заменимые аминокислоты:
аспарагиновая кислота
11,00-11,16
серин
3,60-3,90
глутаминовая кислота
11,00-11,22
глицин
5,25-5,37
аланин
6,00-6,06
тирозин
1,00-1,05
аргинин
22,00-22,22
Всего:
60,98-61,88%
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- исключение выполнения дорогостоящего химического гидролиза растительных белков и тем самым обеспечение сохранности естественного соотношения L-аминокислотно-пептидного биокомплекса;
- максимальное упрощение и удешевление производства;
- высокая эффективность производства и безопасность;
- экологическая чистота биокомплекса;
- безотходность производства, так как осадок используют в качестве органического удобрения или кормовой добавки.