СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ, КОНСЕРВИРОВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ ПАНТОВОГО СЫРЬЯ
METHOD OF PROCESSING, PRESERVATION AND STORAGE OF VELVET ANTLERS RAW MATERIAL

Изобретение относится к технологии переработки, консервирования и хранения сырья животного происхождения, а именно пантов (неокостеневших рогов оленей). Способ включает наружную обработку свежесрезанных пантов обеззараживающим средством, приготовление из пантов гомогената, добавление и смешивание с пантогомогенатом сульфитных гипоксантов и антиоксидантов, применяемых в пищевой промышленности в концентрациях, допустимых для продуктов питания, и помещение полученной смеси в герметичную упаковку для хранения без доступа воздуха.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к пантовому оленеводству, и касается способов переработки, консервирования и хранения пантов (неокостеневших рогов оленей), ценного лекарственного сырья животного происхождения, используемого в фармацевтической промышленности, косметике и медицине.
Известно, что экстракты из пантов оказывают выраженное адаптогенное действие, положительно влияют на динамику обмена веществ, иммунную резистентность организма, обладают антивоспалительными эффектами, способствуют нормализации функций репродуктивной сферы, улучшают деятельность многих органов и систем. Биологическая ценность пантов обусловлена комплексом содержащихся в них белков и пептидов, нейтральных липидов, жирных кислот, стероидных соединений, нуклеиновых кислот, макро- и микроэлементов (Осинцев Н.С., Осинцев С.Н. Целебные силы пантов. - Калуга: «Манускрипт», 2004. - 156 с.; Володкина А.И. Способы консервирования и переработки продукции пантового оленеводства. Автореф. …к.с-х.н., Барнаул, 2009).
Консервирование материала пантов - один из наиболее важных производственных процессов их переработки, т.к. свежесрезанные панты могут храниться не более нескольких дней, после чего без консервации приходят в негодность (Луницын В.Г. Пантовое оленеводство России / РАСХН. Сиб. отд-е ВНИИПО - Барнаул, 2004, 582 с.). Целью консервирования пантового сырья является обеспечение максимальной сохранности биологически активных веществ в исходном, т.е. в нативном виде, так как наиболее высокая биологическая активность данных веществ имеет место в необработанных, «сырых», свежесрезанных пантах. Эффективность консервирования определяется длительностью хранения биологически активных веществ пантового сырья в нативном виде и удобством последующего использования консервированного материала для приготовления лечебно-профилактических препаратов.
Существующие в настоящее время способы переработки, консервирования и хранения пантового сырья основаны на термической обработке (нагревании), дегидратации, применении химических консервантов, криоконсервации (замораживании), обработке солями и высокоосмолярными смесями. Чаще всего применяется та или иная комбинация этих процессов, причем методы реализации данных процессов в разных способах консервации и хранения пантового сырья значительно варьируют. Все существующие способы пантового сырья решают задачу консервации путем подавления бактериальной контаминации пантового материала и предотвращения роста микроорганизмов, что предотвращает гнилостные процессы, вызванные бактериальным ферментативным гидролизом.
Так, наиболее широко распространены способы многократного погружения пантов в горячую или кипящую воду с их охлаждением и сушкой в перерывах между погружениями и дальнейшим окончательным досушиванием (см. например, Друри И.В., Митюшев П.В. "Оленеводство." Изд-во С/х литературы., М., 1963, с.165-169.; Луницын В.Г. Пантовое оленеводство России / РАСХН. Сиб. отд-е ВНИИПО - Барнаул, 2004, 582 с; Патенты РФ №2144765, №2185834, №2188028). Известны способы термообработки пантов горячим паром (авт. св. СССР N528915, кл. А01N 1/02, 1975), горячим воздухом (Патент РФ №2034553), полем СВЧ (Патент РФ №2167521). Такие термические воздействия ведут к «пастеризации» или стерилизации пантов, предотвращают их аутолиз и разложение.
Недостатком указанных способов является то, что в результате переработки, консервирования и хранения пантового сырья входящие в его состав биомолекулы утрачивают свою нативность. Это происходит по трем причинам: 1. Термообработка вызывает необратимую коагуляцию белков и пептидов, денатурацию нуклеиновых кислот, нарушение структуры и инактивацию гликопротеинов, протеогликанов, липидов, стеролов и других биологически активных молекул. 2. Сушка пантового сырья (воздушная, лиофильная/вакуумная, холодная, горячая, в стационарном или импульсном режиме и пр.), как и термообработка, вызывает его денатурацию, связанную с дегидратацией белков и др. молекул. 3. Присутствие в тканях пантов невосстановленного кислорода, а также присутствие кислорода воздуха при термообработке и/или сушке пантового сырья (особенно в измельченном виде) приводят к окислению биологически активного субстрата как при переработке и консервировании, так и при хранении консервированного продукта. Термические воздействия резко ускоряют окислительные процессы. Еще один недостаток указанных способов - это то, что вес получаемого продукта резко снижается - до половины от первоначального веса панта. Также, недостатком этих способов является неравномерность воздействия на пантовый материал, т.е. неспособность консервирующего воздействия равномерно проникать в продукт консервации; в результате качество части пантов утрачивается (оленеводы описывают явления «закисания», «развара», «пережога» пантов). Наконец, существенным недостатком названных способов является большая длительность процессов консервирования.
Также известны способы обработки пантов низкими температурами (Шелепов В.Г. Консервирование пантов. // Научн.-техн. бюлл. НИИСХ Крайнего Севера. - Новосибирск, 1987, вып.44, с.14-19.; Сущевский В.И. Экспериментально-клиническое обоснование применения водного экстракта пантов марала в практике восстановительной медицины: диссертация…кандидата медицинских наук: 14.00.51 - Москва, 2004. - 114 с.; авт. св. СССР №563146, 1977; Патент РФ № 2163438).
Замораживание пантового сырья, также как его обработка повышенной температурой и сушкой, вызывает утрату нативности биологически активного материала пантов. Это происходит за счет процессов так называемого «вымораживания», т.е. превращения связанной и несвязанной воды в тканях в микрокристаллы льда, повышения концентрации солей и органических молекул в области кристаллообразования и, в результате, усиленного оттока жидкости из ткани. Важнейшим недостатком криоконсервации, наряду с дегидратацией, является ее неспособность предотвращать идущие в ткани окислительные процессы.
Известны способы консервирования пантов с использованием водного солевого раствора (Луницын В.Г. Пантовое оленеводство России / РАСХН. Сиб. отд-е ВНИИПО - Барнаул, 2004, 582 с.). Недостатки способов, использующих такие гиперосмолярные воздействия, аналогичны тем, которые характерны для криоконсервации - это дегидратация и подверженность пероксидации белков, нуклеиновых кислот, липидов и других соединений в ткани пантов.
Известны способы консервирования пантового сырья, предложенные В.В.Рогожиным и соавторами. Эти способы обеспечивают увеличение сроков хранения свежесрезанных пантов с сохранением их биологической активности за счет применения химических органических соединений, таких как этилацетат, диэтиловый эфир, смесь этилового спирта с концентрированной уксусной кислотой, смесь «табакон» (патенты РФ №95121681/14(037339), №95121684/14(037337), №95121119/20(037300), №96104419/20(007282), №96109665/14(014126). Недостатки этих способов аналогичны предыдущим: используемые в этих способах органические соединения обладают выраженными антисепическими (консервирующими) свойствами, однако они оказывают прямое денатурирующее действие на биологические молекулы и не защищают их от пероксидации.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ переработки и консервирования пантов, предложенный С.Н.Тихоновым и К.Н.Шишляковым (патент РФ 2163438). В данном способе-прототипе свежесрезанные панты вместе с кожным покровом, как и в предлагаемом нами способе, подвергают измельчению. Однако в данном способе-прототипе консервирующими воздействиями являются замораживание и сушка пантов, не защищающие их от окисления и вызывающие денатурацию биомолекул.
Таким образом, существующие в настоящее время способы консервирования пантового сырья более или менее успешно тормозят развитие бактериальных гнилостных процессов, но нарушают нативность («свежесть») пантового сырья, за счет нарушения молекулярной структуры веществ, содержащихся в пантах, при их термической обработке, дегидратации или экстракции, и за счет окисления этих веществ под действием кислорода, содержащегося в тканях пантов и кислорода воздуха.
По нашим данным, окислительные процессы в пантах отчетливо регистрируются даже при использовании наиболее щадящего способа консервирования - путем замораживания пантов (Патент РФ 2111003). Мы оценивали уровни перекисного окисления липидов в образцах свежесрезанных пантов (контроль), пантов, консервированных замораживанием, и пантов, консервированных предлагаемым способом. Определение концентрации веществ, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой, отражающей выраженность липопероксидации, показало, что концентрации этих соединений в гомогенатах замороженных пантов через 1 и 6 мес хранения достоверно повышаются по сравнению с контролем соответственно на 16,2 и 23,3%, а в гомогенатах пантов, консервированных предлагаемым способом, повышаются недостоверно (соответственно на 1-1,2 и 1,9-3,5%).
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа переработки, консервирования и хранения пантового сырья, который не только обеспечивает отсутствие жизнедеятельности микроорганизмов, но вместе с тем надежно блокирует процессы окисления содержащихся в пантах веществ и не использует воздействий, активно нарушающих нативность биомолекул.
Указанная задача решается тем, что способ переработки, консервирования и хранения пантов путем их измельчения, перемешивания и помещения в тару без доступа воздуха для хранения включает дезинфекцию свежесрезанных пантов, приготовление из них гомогената с добавлением в гомогенат средств гипоксигенации и/или антиоксидантов и консервирующих соединений.
Другими словами, поверхность свежесрезанных пантов обеззараживается, затем панты измельчаются и гомогенизируются, в полученный гомогенат добавляются гипоксигенаторы и антиокислители, а также природные консерванты, и далее гомогенат с добавками (далее «пантогомогенат») хранится в свето- и воздухонепроницаемой герметичной упаковке.
Технический результат изобретения заключается в предотвращении потерь биологической активности пантового сырья при его консервировании и хранении, в получении такой его консервированной формы, из которой можно проводить более полную экстракцию, и в увеличении длительности хранения продукта. Кроме того, технический результат состоит в сокращении времени приготовления консервированного продукта, в получении его более компактной и удобной для хранения формы, в предотвращении размножения в нем аэробных микроорганизмов.
Технический результат изобретения достигается тем, что способ переработки включает дезинфекцию свежесрезанных пантов, приготовление из них гомогената с добавлением в гомогенат средств гипоксигенации и/или антиоксидантов.
В качестве средства обеззараживания наружной поверхности пантов могут применяться неокисляющие дезинфицирующие средства, например этиловый спирт, салициловая и борная кислоты, натрия тетраборат (примеры кислот и щелочей), карболовая кислота (пример фенолов), мирамистин (пример катионных мылов), декаметоксин, переработка пантов в гомогенат производится вместе с волосяным и кожным покровами. В качестве средства гипоксигенации могут использоваться сульфитные восстановители, разрешенные в пищевой промышленности в качестве добавок Е221 (сульфит натрия), Е222 (гидросульфит натрия) или Е223 (бисульфит натрия), которые смешивают с гомогенатом в концентрациях, разрешенных для пищевых продуктов. Наряду с удалением кислорода из смеси данные гипоксанты выполняют роль консервантов. Вместе с сульфитами применяются антиокислители сукцинат, цитрат и аскорбат натрия, и лимонная кислота (пищевые добавки Е364, Е331, Е301, Е330), которые добавляются в смесь в дозировках, допустимых в продуктах питания. Кроме антиоксидантного действия добавки Е364, Е331, Е301, Е330 обладают свойствами регуляторов кислотности, стабилизаторов и консервантов. Полученная смесь помещается в светогазонепроницаемую вакуумную упаковку или в светогазонепроницаемую тару, в которой смесь не контактирует с воздухом и которая герметично укупоривается.
Консервирование проводят со следующим характерным соотношением компонентов:
Таблица 1
Состав 1, содержащий средство гипоксигенации и антиоксидант (невысокое содержание ДМСО)
Бисульфит Na
0,2-2,0 г
Цитрат Na
1,0-20 г
Сукцинат Na
0,1-5,0 г
Аскорбат Na
0,1-5,0 г
Лимонная кислота
0,1-5,0 г
Диметилсульфоксид
5 мл
Вода
20-100 мл
Гомогенат пантов
1,0 кг
Состав 2, содержащий средство гипоксигенации и антиоксидант (без ДМСО)
Бисульфит Na
0,2-2,0 г
Цитрат Na
1,0-20 г
Сукцинат Na
0,1-5,0 г
Аскорбат Na
0,1-5,0 г
Лимонная кислота
0,1-5,0 г
Вода
20-100 мл
Гомогенат пантов
1,0 кг
Состав 3, содержащий средство гипоксигенации и антиоксидант (повышенное содержание ДМСО)
Бисульфит Na
0,2-2,0 г
Цитрат Na
1,0-20 г
Сукцинат Na
0,1-5,0 г
Аскорбат Na
0,1-5,0 г
Лимонная кислота
0,1-5,0 г
Диметилсульфоксид
50 мл
Вода
20-100 мл
Гомогенат пантов
1,0 кг
Состав 4, содержащий средство гипоксигенации
Бисульфит Na
0,2-2,0 г
Цитрат Na
1,0-20 г
Лимонная кислота
0,1-5,0 г
Бензоат Na
0,1-3,0 г
Сорбат К
0,1-3,0 г
Вода
20-100 мл
Гомогенат пантов
1,0 кг
Состав 5, содержащий антиоксидант
Сукцинат Na
0,1-5,0 г
Аскорбат Na
0,1-5,0 г
Бензоат Na
0,1-3,0 г
Сорбат К
0,1-3,0 г
Вода
20-100 мл
Гомогенат пантов
1,0 кг
Приведем примеры использования предлагаемого способа:
Пример 1 (Состав 1). 10 кг свежесрезанных пантов троекратно обрабатывается 70% этиловым спиртом. С помощью режущего инструмента, например дискового ножа, панты без удаления волосяного и кожного покровов разделяют на фрагменты, которые перерабатывают в гомогенат на промышленном измельчителе, например типа ИM-167L. Далее в гомогенат добавляют 200-300 мл раствора, содержащего 50 г цитрата натрия двузамещенного, 5 г сукцината натрия двузамещенного и 5 г аскорбата натрия на каждые 10 кг перерабатываемого пантового сырья. Гомогенат с добавками перемешивают, например с помощью миксера планетарного типа, в смесь добавляют 200-300 мл раствора, содержащего 10 г бисульфита натрия, 15 г лимонной кислоты и 50 мл диметилсульфоксида на каждые 10 кг пантового сырья, дополнительно перемешивают и фасуют в светогазонепроницаемую вакуумную упаковку.
Пример 2 (Состав 2). 10 кг свежесрезанных пантов обрабатывается дезинфицирующим средством Неотабс (неокисляющий дезинфектант класса полигуанидинов). С помощью режущего инструмента панты фрагментируют, перерабатывают в гомогенат на промышленном измельчителе и добавляют в гомогенат 200-300 мл раствора, содержащего 50 г цитрата натрия двузамещенного, 5 г сукцината натрия двузамещенного и 5 г аскорбата натрия на каждые 10 кг перерабатываемого пантового сырья. Гомогенат с добавками тщательно перемешивают, в смесь добавляют 200-300 мл раствора, содержащего 10 г бисульфита натрия, 15 г лимонной кислоты на каждые 10 кг пантового сырья, дополнительно перемешивают и фасуют в светогазонепроницаемую вакуумную упаковку.
Пример 3 (Состав 3). 10 кг свежесрезанных пантов троекратно обрабатывается 70% этиловым спиртом. С помощью режущего инструмента, например дискового ножа, панты без удаления волосяного и кожного покровов разделяют на фрагменты, которые перерабатывают в гомогенат на промышленном измельчителе, например типа ИМ-167L. Далее в гомогенат добавляют 200-300 мл раствора, содержащего 50 г цитрата натрия двузамещенного, 5 г сукцината натрия двузамещенного и 5 г аскорбата натрия на каждые 10 кг перерабатываемого пантового сырья. Гомогенат с добавками перемешивают, например с помощью миксера планетарного типа, в смесь добавляют 200-300 мл раствора, содержащего 10 г бисульфита натрия, 15 г лимонной кислоты и 500 мл диметилсульфоксида на каждые 10 кг пантового сырья, дополнительно перемешивают и фасуют в светогазонепроницаемую вакуумную упаковку.
Пример 4 (Состав 4). 10 кг свежесрезанных пантов троекратно обрабатывается 50% этиловым спиртом. Далее с помощью сабельного или гильотинного резака панты разделяют на фрагменты, которые перерабатывают в гомогенат на промышленном измельчителе, например типа ИM-167L. Затем в гомогенат добавляют 200-300 мл раствора, содержащего 60 г цитрата натрия двузамещенного, 20 г бензоата натрия и 20 г сорбата калия на каждые 10 кг перерабатываемого пантового сырья. Гомогенат с добавками перемешивают, например с помощью мультифункционального миксера, в смесь добавляют 200-300 мл раствора, содержащего 15 г бисульфита натрия и 25 г лимонной кислоты на каждые 10 кг пантового сырья, дополнительно перемешивают и фасуют в светогазонепроницаемую вакуумную упаковку.
Пример 5 (Состав 5). 10 кг свежесрезанных пантов обрабатывается дезинфицирующим средством Дезэфект (неокисляющий дезинфектант на основе четвертичных аммониевых соединений). Далее осуществляют механическую фрагментацию пантов режущим инструментом и производят гомогенат на промышленном измельчителе, например на мельнице ножевого или режущего типа. Затем в гомогенат добавляют 200-300 мл раствора, 5 г сукцината натрия двузамещенного и 50 г аскорбата натрия на каждые 10 кг перерабатываемого пантового сырья. Гомогенат с добавками перемешивают, например, используя миксер планетарного типа, в смесь добавляют 200-300 мл раствора, содержащего 30 г бензоата натрия и 30 г сорбата калия на каждые 10 кг пантового сырья, дополнительно перемешивают и фасуют в светогазонепроницаемую вакуумную упаковку.
Для оценки эффективности ингибирования окислительных процессов в приводимых составах заявитель определял концентрацию веществ, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой, отражающей выраженность липопероксидации. Во всех пяти образцах, выполненных в соответствии с описанными примерами, было определено, что за 1 и 6 мес хранения уровень этих веществ в пантогомогенате повышается недостоверно (на 1-3,5%), тогда как в контрольном образце, выполненном по (Патент РФ 2111003), он достоверно возрастает соответственно на 16,2 и 23,3%.
Более эффективное сохранение биологической активности пантового сырья при использовании предлагаемого способа демонстрируется в таблице 2, где представлены наши данные по адаптогенному действию водных экстрактов из пантов, консервированных по способу-прототипу, и по способу, предлагаемому в данном изобретении. Препараты пантов, консервированных двумя этими способами, хранились при комнатной температуре 1 год, в течение которого образцы препаратов через определенные промежутки времени забирались для тестирования. Показаны результаты теста принудительного плавания у трех групп мышей-самцов линии СВАLас в каждой группе весом 22-25 г с грузом, равным 10% от веса тела, находившихся на стандартной лабораторной диете со свободным доступом к питью и пище. Перед проведением теста в первой группе животные получали в течение 5 сут в качестве питья чистую водопроводную воду, во второй группе - водный экстракт из пантов и в третьей, четвертой, пятой и шестой - из пантогомогената. Пятидневная длительность питьевого курса была выбрана согласно схеме тестирования, применявшейся Александровым и Кудрявским (Александров В.В. и Кудрявский С.И. Лечебно-профилактическое использование продуктов пантового оленеводства. - Барнаул. Аз Бука, 2003. - 126 с.) [1]. В соответствии с двумя разными сроками хранения консервированных пантов и пантогомогената (1 и 6 мес) экспериментальные группы мышей, получавшие экстракты, подразделялись на 12 подгрупп по 10 животных в каждой. В контрольной группе 1 было 15 мышей. Экстракты готовили на водяной бане в течение 1 часа при температуре 96-98°С и периодическом помешивании из расчета 100 г консервированных пантов или пантогомогената/л воды и очищали фильтрованием. Для экстрагирования образцов использовали полупроницаемые матерчатые пакеты.
Таблица 2
Адаптогенное действие экстрактов из пантов, консервированных по способу-прототипу и по патентуемому способу (Составы 1-5), в тесте принудительного плавания у мышей
№ групп и подгрупп мышей
Жидкость в поилках
Время хранения консервированного пантового сырья (мес)
Длительность плавания (мин)
группа
подгруппа
1
1
Вода
-
37,9±1,6
2
2
Экстракт пантов по прототипу
1
65,6±1,1
3
6
52,0±2,6
3
4
Экстракт пантогомогената (состав 1)
1
84,3±2,1
5
6
81,7±1,5
4
6
Экстракт пантогомогената (состав 2)
1
80,8±3,4
7
6
79,0±1,7
5
8
Экстракт пантогомогената (состав 3)
1
83,5±1,9
9
6
79,9±1,8
6
10
Экстракт пантогомогената (состав 4)
1
80,4±2,1
11
6
78,2±2,0
7
12
Экстракт пантогомогената (состав 5)
1
75,8±1,4
13
6
71,5±1,0
ПРИМЕЧАНИЕ: различия между подгруппами 1 и 2-13 статистически значимы при р<0,001, между подгруппами 2 и 4-13 - при р<0,01, между подгруппами 2 и 3 - при р<0,05.
Из таблицы 2 видно, что заявленный способ сохраняет биологическую активность консервированного пантового сырья в течение длительного времени практически неизменной (различия между подгруппами 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13 недостоверны), тогда как при хранении консервированного пантового сырья по способу-прототипу (подгруппы 2 и 3) его биологическая активность снижается.
Промышленное применение. Предлагаемый способ переработки, консервирования и хранения пантов может с успехом использоваться, в том числе и в промышленном производстве.