Способ переработки сырья из марала
METHOD FOR PROCESSING RAW MATERIALS FROM MARAL

Изобретение относится к технологии переработки, консервирования и хранения сырья природного происхождения, в частности пантов маралов и пятнистых оленей, с получением биологически активного измельченного сухого материала, который может быть использован для изготовления препаратов в виде порошков и жидких экстрактов в медицинской промышленности для получения иммуностимулирующих средств, в биотехнологии - для получения стимуляторов роста микроорганизмов, в биохимической промышленности - в качестве исходного сырья для получения гормонов и биологически активных пептидов, в пищевой промышленности - в качестве вкусовых, минеральных и витаминных добавок.
Известно, что панты марала имеют разнообразный состав, это аминокислоты (общие и свободные), коллаген, витамины и макроэлементы и микроэлементы. Среди макроэлементов в состав пантов входят железо, кальций и магний, натрий, фосфор и калий. Микроэлементы в пантах - марганец, селен, кобальт, медь и цинк, а также йод (https://panti-marala.ru/).
Известен способ переработки и консервирования пантов для последующего выделения из него биологически активных веществ, включающий очистку сырых пантов от кожного покрова, замораживание очищенных пантов при температуре минус 3-10°С, измельчение пантов на куски размером 0,5-1 см и лиофильную сушку материала по стандартной методике. Лиофильно высушенные измельченные панты растирают до состояния порошка (RU 2054292, опубл. 20.02.96 г.).
Однако такой способ переработки и консервирования пантов имеет ряд недостатков. При очистке сырых пантов от кожного покрова теряется часть биологически активных веществ, содержащихся в коже. Недостаточная степень заморозки пантов приводит при их дроблении к слипанию частиц и образованию крупных конгломератов, что удлиняет процесс сушки материала. Стандартная методика лиофильной сушки имеет большие энергозатраты и недостаточную интенсивность удаления влаги, что увеличивает время сушки.
Известен также способ переработки и консервирования пантов, используемый в фармацевтической промышленности, который включает варку пантов в день срезки в воде при температуре 93-96°С путем их трехкратного погружения, остывание между погружениями и более длительном остывании после 3-го погружения, ветровую сушку и досушку в вакуумной сушилке при температуре +50°С до остаточной влажности 15%. Перед варкой комель панта затирают сухой глиной и варку осуществляют путем погружения в воду всего панта на 50-60 секунд с таким же временем остывания между погружениями и 10-минутным остыванием после 3-кратного погружения, с повтором аналогичной варки в этот же день и ветровой сушкой после второй варки, при этом на второй день панты помещают в вакуумную сушилку с давлением 0,1 атм, где каждые 5 из 30 часов вакуум повышают на 0,1 атм (RU 2420320, опубл. 10.06.2011 г.).
Известные методы переработки предусматривают неоднократную варку рогов марала с последующей сушкой и далее - измельчение до порошка или нарезание так называемых слайсов. Известные способы переработки исключают сохранение нативности живой клетки. Так как клетка марала не живет при температуре 90 градусов С и выше, при вакууме и при ультразвуковом облучении клетки марала испытывают энергетический стресс и соответственно в конечном продукте стресс будет присутствовать на волновом энергетическом уровне, снижая полезные свойства.
Наиболее близким к заявляемому является способ переработки и консервирования пантов маралов и пятнистых оленей, (RU 2163438, опубл. 27.02.2001 г.), который включает замораживание исходного материала, измельчение до фракции не более 500 мкм, сушку в камере под вакуумом при температуре от -60 до +30 градусов С до остаточной влажности не более 5 масс % и измельчение до порошкообразного состояния. Сушку замороженного материала осуществляют при формируемом пульсирующем давлении (10-50 Гц) с частотой пульсации не менее 1 Гц и амплитудой колебания давления не менее 0,5 мм рт.ст.
Прототип обладает низкой экономической эффективностью, т.к. перерабатываются только панты маралов, а кожа, хвосты марала, кости марала с надкостницей и остаточным жиром не используются, поэтому производство не является безотходным.
Кроме того, известно, что кости, кожа и остальные компоненты сырья маралов являются ценным материалом и являются источниками редких полезных аминокислот, микро и макроэлементы. Способ-прототип не предусматривает их переработку, поэтому в результате конечный продукт переработки содержит не более 6-ти макро и микроэлементов.
Техническая задача - создание безотходной технологии переработки сырья из марала с получением конечного продукта с высоким содержанием редких элементов.
Технический результат - высокая эффективность способа переработки за счет безотходного использования сырья без его сортировки с получением качественного высокоэффективного продукта за счет полной деструкции исходного сырья.
Технический результат достигается тем, при осуществлении способа переработки сырья из марала, включающего измельчение исходного сырья и сушку с получением порошка, согласно изобретению, в качестве компонентов исходного сырья используют панты марала с волосяным покровом, кожу марала, хвосты марала, кости марала с надкостницей и остаточным жиром, измельчение компонентов осуществляют до фракции 2-3 сантиметра, после добавляют воду, далее смесь исходного сырья и воды подвергают вибрационной обработке в инфразвуковом частотном диапазоне в течение 20-22 суток при чередовании режимов колебания тока «синусоида», который осуществляют при повторяющейся длине волны с частотой периодических колебаний в диапазоне 1-10 Гц в течение 9-11 минут, и «пила», который осуществляют с частотой периодических колебаний в диапазоне 1-5 Гц в течение 15-20 минут, при этом интервал между режимами составляет 10-45 мин, с получением водно-дисперсной эмульсии, которую высушивают при температуре 30-55°С в течение 2-3 - суток с получением порошка.
Для безотходной переработки исходного сырья с получением высокоэффективного продукта при осуществлении заявляемого способа создают условия, обеспечивающие высокую растворимость исходного сырья в водной среде.
Было обнаружено, что в процессе вибрационной обработки измельченного сырья в инфразвуковом частотном диапазоне в течение 20-22 суток с чередованием режимов колебания тока «синусоида» и «пила» с интервалом времени 10-45 минут между режимами происходит расщепление и деструкция исходного сырья с сохранением высокого содержания редких микроэлементов в конечном высушенном продукте.
Синусоидальные колебания тока позволяют «раскачать» мембрану клетки костной ткани, для чего формируют повторяющуюся длину волны с частотой периодических колебаний в диапазоне 1-10 Гц, а режим ограничен временем 9-11 минут. За этот период происходят процессы ферментации костной ткани и крови, начинается процесс разрыхления исходных компонентов. Следующую волну модулируют в форме «пилы», т е частота периодических колебаний становится меньше и составляет 1-5 Гц, а время увеличивается до 15-20 минут. Режим колебания тока «пила» завершает процесс деструкции с получением водно-дисперсной эмульсии.
Экспериментально было обнаружено, что наилучшие результаты были получены при условиях, когда режим колебания тока «синусоида» осуществляют при повторяющейся длине волны с частотой периодических колебаний в диапазоне 1-10 Гц в течение 9-11 минут, а режим колебания тока «пила» осуществляют с частотой периодических колебаний в диапазоне 1-5 Гц в течение 15-20 минут, при этом интервалы между режимами составляют 10-45 минут.
После деструкции исходного сырья проводят удаление влаги из эмульсии. Сушку осуществляют при температуре 30-55 градусов С в течение 2-3 суток с получением порошка.
Причем компоненты исходного сырья согласно п. 2 формулы содержатся в следующих соотношениях, мас.%:
Панты марала с кожей и волосяным покровом
5-7;
Кожа марала
20-22;
Хвосты марала
2-5;
Кости марала с надкостницей и остаточным жиром
19-20;
Вода
остальное
Такое соотношение продиктовано безотходностью производства и использованием всех без исключения компонентов с наибольшей пользой.
Конечный продукт представляет собой сыпучий порошок серого цвета с размером частиц 1-1,2,0 мкм с высоким содержанием редких микроэлементов, который впоследствии используют при изготовлении лекарственных препаратов и БАДов, обладающих выраженными свойствами природного регенератора тканей, в том числе и костной.
Причем нет необходимости в мелком дроблении исходного сырья с фракцией менее 2 см, т.к. размеры частиц не влияют на процесс деструкции.
Заявляемый способ не требует дорогостоящего оборудования (дробильное, емкости для варки пантов, морозильные камеры с жидким азотом, термостаты), использования высоких температур (от 60 и выше градусов С), а значит и повышенных энергетических и материальных затрат. Для обслуживания процесса требуется один оператор-лаборант.
На фиг. 1a схематично представлен график режима «синусоида», на фиг. 1б - график режима «пила».
На фиг. 2 показан химический состав конечного продукта, полученного заявляемым способом. Испытания были проведены лабораторией гидрохимического анализа геологического факультета Пермского государственного научно-исследовательского университета 24 12.2020 г.
Пример конкретного осуществления
Переработке подвергали компоненты в следующем количестве:
панты марала с кожей и волосяным покровом - 3 кг (6 мас.%),
кожа марала - 10,5 кг (21 мас.%),
кости марала с надкостницей и остаточным жиром - 10 кг (20 мас.%),
хвосты марала - 1,5 кг (3 мас.%).
Сырье использовали без срезки волосяного покрова и остатков жировой ткани, измельчали его в гильотине Hurahan HKN-MB до фракции 2-3 см в течение 4-х часов.
Размолотое сырье закладывали в баки из пищевого алюминия и заливали дистиллированной водой в количестве 50 литров (50 мас.%).
Для дальнейшей переработки использовали генератор низких частот типа ПНГ-1, который работал по ранее заданной программе, чередующей режим «синусоиды» и режим «пилы». При этом режим колебания тока «синусоида» осуществляли при повторяющейся длине волны с частотой периодических колебаний в диапазоне 4 Гц в течение 10 минут, 30 минут интервал, далее режим колебания тока «пила» осуществляли с частотой периодических колебаний в диапазоне 4 Гц в течение 18 минут и так далее.
3
3
3
3
3
3
Через 20 суток наблюдалась деструкция сырья, была получена гомогенная водно-дисперсная эмульсия с влажностью 60% и размером частиц 40-49 микрон. Лабораторные исследования показали широкий состав микроэлементов и аминокислот (см. фиг. 2). Например, содержание редкоземельного металла рубидия в эмульсии - 122,3 мг/дм; серебра - 1,0 мг/дм; калия - 566,2 мг/дм; селена - 10,8 мг/дм; кальция - 10 мг/дм; меди - 10,4 мг/дм.
В эмульсии были обнаружены аминокислоты, среди которых метионин, треонин костный морфогенетический протеин и др.
Сушку эмульсии проводили в сушилке-термостате DC47-00016A Samsung при температуре 55 градусов С. Сушка продолжалась 2,5 дня. Конечным продуктом был сыпучий порошок серого цвета с размером частиц 1-1,2 мкм.