СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРИЛЬНОГО УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА ИЗ ПАНТОВ МАРАЛОВ И СЕВЕРНЫХ ОЛЕНЕЙ
METHOD FOR OBTAINING STERILE ULTRA-FINE POWDER FROM MARAL AND REINDEER PANTS

Изобретение относится к технологии переработки, консервирования и хранения сырья природного происхождения, в частности пантов маралов и пятнистых или северных олений, с получением биологически активного измельченного сухого материала, который может быть использован для получения препаратов в виде порошка и жидких экстрактов в качестве сырья для медицинской промышленности как иммуностимулирующее средство, в биотехнологии для получения стимуляторов роста микроорганизмов, в биохимической и косметологической промышленности в качестве исходного сырья для получения гормонов и биологически активных пептидов, в пищевой промышленности в качестве минеральной и витаминной добавки.
Панты во время срезки содержат около 70-80% воды. Их переработка и консервирование преследуют следующие цели: хранение в течение длительного времени; сохранение в них биологически активных веществ; создание условий для наиболее полного извлечения из пантов их действующих начал.
Известен способ сушки термолабильного материала, используемого в фармацевтической и пищевой промышленности, включающий измельчение этого материала, размещение его в камере, вакуумирование до давления 10-1 мбар и сушку материала до остаточной влажности не более 5 мас. % (патент ФРГ №2914181, МПК F26B 5/04, опубл. 1982 г.).
Однако при использовании данного способа для переработки и консервирования свежесрезанных пантов он имеет следующие недостатки.
Свежесрезанные панты имеют высокую влажность (содержание воды до 70-80%), вследствие чего при их помоле частицы продукта слипаются в крупные конгломераты и процесс сушки значительно удлиняется, а после сушки требуется дополнительный помол сухого материала.
Известен способ консервирования пантов, включающий термическую обработку пантов с последующим их охлаждением. Причем термическую обработку осуществляют в атмосфере пара при повышении температуры от +35 до 85°С в течение 1-1, 5 мин, а последующее охлаждение ведут при комнатной температуре (+15-20°С) в течение 2-3 минут. Термическую обработку и охлаждение проводят многократно (авторское свидетельство СССР N 528915, МПК6 A01N 1/02, опубл. 1976 г.).
Однако способ обеспечивает недостаточное сохранение биологически активных веществ, содержащихся в пантах при их консервации.
Известен способ консервирования пантов, включающий предварительную выдержку пантов при температуре (+4)-(-20)°С в течение 7-30 дней. Затем проводят их термообработку сухим жаром при температуре +70-72°С в течение 4 часов при атмосферном давлении. По истечении времени температуру в жаровой камере снижают до +40°С, панты перемещают в ветровую сушилку, где они сохнут в течение 24-72 часов. Чередование термической обработки с сушкой на ветру проводят 4-5 раз (авторское свидетельство №1106466, МПК6 A01N 1/02, опубл. 07.08.84 г.).
Однако процесс консервирования пантов имеет большую длительность (более 35 суток), при котором теряется часть термолабильных биологически активных веществ под действием высокой температуры.
Известен способ сушки пантов северного оленя воздухом, включающий первую стадию нагрева пантов до 35°С и выдерживания их при этой температуре 1 час, затем на второй стадии температуру нагрева пантов повышают до 70°С и вновь выдерживают в течение 1 часа, а на третьей стадии нагрева температуру снижают до 45°С и также выдерживают при этой температуре 1 час. После завершения периода нагрева пантов осуществляют их охлаждение воздухом до комнатной температуры в течение 6 часов. Цикл обработки многократно повторяют до получения пантов требуемой влажности. Процесс сушки длится 3-5 суток (авторское свидетельство СССР №1205860, МПК6 A01N 1/00, F26B 3/02, опубл. 23.01.86 г.).
Однако такой процесс консервирования пантов также имеет большую длительность (более 5 суток), при котором теряется часть термолабильных биологически активных веществ под действием высокой температуры.
Известен способа переработки пантов северного оленя, включающий проведение сушки пантов в три этапа, при этом на первом этапе панты нагревают до +68-70°С, сушат в течение 4 часов при температуре воздуха +70-72°С и проводят вентиляционную сушку в течение 48 часов, повторяя цикл от 1 до 3 раз. На втором этапе панты нагревают до +65°С, сушку горячим воздухом проводят при +65-68°С в течение 4 часов, вентиляционную сушку осуществляют в течение 48-72 часов. На третьем этапе проводят сушку на сквозняке в течение 4-10 дней в зависимости от размера пантов (патент РФ №2034553, МПК6 А61К 35/32, опубл. 10.05.95 г.).
Однако такой процесс консервирования пантов также имеет большую длительность (более 25 суток), при котором теряется часть термолабильных биологически активных веществ под действием высокой температуры.
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 (патент РФ №2054292, МПК6 А61К 35/32, опубл. 20.02.96 г.).
Однако такой способ переработки и консервирования пантов также 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.
Наиболее близким к зявляемому (прототипом) является способ переработки пантов маралов и северных оленей в ультрадисперсный порошок (патент RU 2291701, МПК А61К 35/32, A01N 1/02, публ.2007 г.), включающий срезку пантов, замораживание и дробление вместе с кожным покровом или с волосяным и кожным покровами до частиц размером не более 0,5 мм, сушку материала, после которого материал дополнительно измельчают до частиц размером 0,1-30,0 мкм в вихревой мельнице, причем сушку дробленого замороженного материала совмещают с дополнительным его измельчением в вихревой мельнице в потоке газовой среды влажностью не более 10 мас. % при автоматическом поддержании температуры газового потока вихревой мельницы не выше +50°С с получением готового ультрадисперсного порошка из пантов, а загрузку вихревой мельницы дробленым замороженным материалом осуществляют циклически с интервалом между циклами загрузки достаточным для выхода готового ультрадисперсного пантового порошка не менее 70 мас. %.
Данный способ очень продолжительный и не подходит для производственного цикла, так как время дробления и сушки материала составляет 5 часов. Кроме того перед дополнительным измельчением и сушкой замороженного дробленого пантового материала в вихревой мельнице, указанный материал предварительно смешивают с готовым ультрадисперсным пантовым порошком с содержанием последнего в смеси в количестве не менее 20 мас. %, имеющего остаточную влажность не более 10 мас. %, что затрудняет процесс отслеживания и учета готовой продукции. Возврат 20% готового пантового материала в технологический процесс и отсутствие натурального консерванта, препятствующего развитию плесени, окислению и потере биологически активных веществ, приводит к загрязнению готовой продукции и ее порче в процессе хранения. В результате срок хранения сильно снижается, материал прогоркает.
Использование в качестве газовой среды не подготовленный воздух, который с неясным составом может содержать в себе повышенную влажность, бактерии, споры плесени и отсутствие консерванта ведет к развитию микрофлоры в том числе патогенной, что не приемлемо для сырья используемого в медицинской и/или пищевой промышленности.
Техническим результатом заявляемого технического решения является улучшение качества продукта и увеличение сроков хранения с сохранением биологической активности конечного продукта.
2
2
Технический результат достигается тем, что в способе переработки пантов маралов и северных оленей в ультрадисперсный порошок включающем срезку пантов, замораживание и дробление вместе с кожным покровом или с волосяным и кожным покровами до частиц размером не более 0,5 мм, сушку материала с одновременным дополнительным его измельчением до частиц размером 0,1-30,0 мкм в вихревой мельнице, в потоке газовой среды влажностью не более 10 мас. % при автоматическом поддержании температуры газового потока не выше 50°С, в качестве газовой среды используют пищевую двухкомпонентную газовую смесь, состоящую из 30% углекислого газа CO и 70% азота N, а перед сушкой материала с одновременным дополнительным его измельчением в вихревой мельнице в него вносят наносеребро AgNP 1 мас. %, причем стерилизацию готового продукта проводят ионизирующим излучением.
Известно, что наносеребро обладает противомикробной активностью, а кроме того препятствует окислению белков, аминокислот и т.д., а так как пантовый материал - это белковый продукт, то процессы окисления неизбежно присутствуют. При этом внесение наносеребра в количестве менее 1% не оказывает существенного влияния на процессы окисления, а более 1% от общей массы неоправданно увеличивает его стоимость.
Поэтому внесение наносеребра в количестве 1% от общей массы позволяет остановить процессы окисления и развития микрофлоры, а кроме того наносеребро безопасно для организма человека как при внутреннем, так и при наружном применении.
2
2
2
2
В качестве газовой среды используют пищевой газ СО-30%+N-70%, который не влияет на качество помола пантового материала, но при этом препятствует окислению белков и не оставляет шансов для развития, обильно присутствующей в пантовом материале, нежелательной микрофлоры так как газовая смесь не содержит кислород в свободном виде. При этом известно, что углекислый газ СO -применяется в ситуациях, где важно остановить рост и развитие плесени и микрофлоры, а азот N не оказывает влияния на микрофлору, зато именно этот газ поддерживает баланс в газовой смеси, активно вытесняя кислород из камеры и препятствует, тем самым, окислению и порче белков.
Способ осуществляют следующим образом.
Панты маралов и/или северных оленей срезают стандартным способом, после чего их немедленно размещают в термостаты-контейнеры и замораживают в низкотемпературных холодильниках, или в среде жидкого азота. При необходимости (в зависимости от требований к конечному продукту) после кратковременного замораживания с кожи пантов снимают волосяной покров механическим путем и вновь укладывают в термостаты-контейнеры для полного замораживания материала. В таком виде панты хранят длительное время или направляют на переработку.
Перед сушкой замороженные панты вместе с кожным покровом или с волосяным и кожным покровами измельчают на стандартной костедробилке, вальцовочном оборудовании или с помощью криогенной шаровой мельницы конструкции НТК "Флинт" в среде жидкого азота до размера частиц не более 500 мкм.
Далее сушку дробленого и замороженного материала и одновременное его измельчение до ультрадисперсного состояния осуществляют в вихревой мельнице, разработанной фирмой "Вихревые технологии", г. Новосибирск (патент РФ N 2057588, МКИ В02С 19/06, опубл. 10.04.96 г.), которая представляет собой газодинамический измельчитель, использующий энергию сжатого газа для ускорения измельчаемых частиц продукта в вихревом потоке.
2
2
13
Процесс сушки и измельчения замороженного дробленого материала осуществляют следующим образом. Газовую среду, в качестве которой используют пищевую двухкомпонентную газовую смесь 30% углекислого газа CO и 70% азота N, сжимают до 3-6 атмосфер влажностью не более 10 мас. % и температурой не более 50°С, поступает в камеру вихревой мельницы. Туда же поступает дробленый замороженный материал, предварительно смешанный с 1% от общей массы наносеребром AgNP, что приводит к консервации белковых компонентов пантового материала и препятствует образованию крупных конгломератов, так как содержание влаги наносеребра составляет 1%. Время одновременной сушки и измельчения одной порции дробленого замороженного пантового материала составляет 60-80 минут в зависимости от состояния исходного материала: размера частиц и их влажности. Полученный ультрадисперсный порошок из пантов маралов и северных оленей выгружают из камеры полностью, т.к. ультрадисперсный материал имеет влагу 10%, а размер частиц составляет 0,1-30,0 мкм. Полученный ультрадисперсный порошок из пантов помещают в вакуумную полиэтиленовую упаковку, стерилизуют ионизирующим излучением, источником которого может быть, например, радиоизотопный элемент кобальт-60, с дозой поглощения для промышленной стерилизации от 10 до 50 кГр. Такая стерилизация исключает повторение инфицирования микроорганизмами, и полностью уничтожает любые микроорганизмы. Порошок из пантов имеет в своей структуре нерадиоактивный изотоп углерода С в количестве не менее 1,3 мас. % от содержания углерода в готовом продукте, поэтому после стерилизации его запаивают в светогазонепроницаемую фольгированную упаковку
При такой стерилизации легко контролируется доза излучения, которая может быть точно измерена и стерилизующий эффект получают без повышения температуры, что для сохранения органолептических свойств пантового материала особенно важно.
С целью оценки бактериологической загрязненности, проводили смывы готового продукта прототипа и продукта, полученного заявленным способом. Результаты проведенного исследования приведены в таблице ниже.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ пантов маралов и северных оленей в ультрадисперсный порошок позволяет увеличить срок его хранения до 3 лет с сохранением биологической активности конечного продукта при относительно низкой стоимости радиационной обработки.
Также использование 1% наносеребра AgNP, позволит улучшить качество полученного пантового материал, а кроме того позволит использовать его на предприятиях фармацевтической и пищевой промышленности, так как пантовый материал, полученный заявленным способом не несет бактериологической нагрузки.