СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF BIOLOGICAL ACTIVE ADDITIVE PRODUCTION (VERSIONS)

Изобретение относится к технологии переработки сырья природного происхождения, в частности пчел, для получения биологически активной добавки (БАД) из тел пчел и может быть использовано в пищевой, химико-фармацевтической, медицинской, ликеро-водочной и биотехнологической промышленности для регуляции функций организма человека в физиологических границах.
Пчелы и продукты пчеловодства широко используются в народной и научной медицине. Экстракт тел пчел (подмор пчел) не является лекарственным препаратом, однако его эффективность несомненна. С технологической точки зрения подмор пчел - это природное сырье, имеющее в своем составе белок, хитин, меланины, воск, витамины и другие вещества. Под подмором пчел подразумевают как умирающих, так и мертвых пчел. Различают зимний подмор пчел, который образуется в результате зимовки, весенне-летний подмор пчел - это пчелы, выползающие из улья и погибающие рядом с ним. Выделяют подмор из пчел, отдавших яд при апитерапии, используют настойку мертвых пчел.
В хитине пчел содержится относительно много гепарина и гепариноидов - веществ, напоминающих по своим эффектам действие гепарина. Известно, что гепарин содержится в тучных клетках соединительной ткани и играет исключительно важную роль в поддержании равновесного состояния, свертывающей и противосвертывающей систем крови, состояния кровеносных сосудов, стабилизирующих гемодинамику и, следовательно, способствует подавлению воспалительных процессов.
Известен химический состав подмора пчел, приведенный в таблицах 1 и 2 (см. Немцев С.В., Зуева О.Ю., Хисматуллин Р.Г., Хисматуллин М.Р., Лариков В.В., Варламов В.П. Хитозан из подмора - новый продукт пчел) (Интернет-сайт, режим доступа: http://www.beekeeping.orc.ru/Arhiv/a2001/n501_50.htm).
Таблица 1Химический состав подмора пчел, %
Исходный сухой подмор пчел
Влага
Минеральные вещества
Хитин
Белок
Меланины
8-10
2-3
10-12
50-80
20-30
Таблица 2Химический состав подмора пчел, %
Подмор пчел после СО<sub>2</sub> экстракции
Влага
Минеральные вещества
Хитин
Белок
Меланины
8-10
2-3
20-22
45-50
20-22
Известно также, что биологически активные свойства препаратов из пчел и продуктов пчеловодства зависят от приемов их обработки.
Известно изготовление отвара подмора пчел и использование его в народной медицине для лечения аденомы предстательной железы: 10-15 г подмора разбавляют в 500 мл дистиллированной воды и кипятят в течение 30-60 мин. После остывания жидкость процеживают и добавляют мед. Отвар подмора применяют по 1 столовой ложке 1 раз в день натощак в течение 3-4 месяцев у больных с аденомой предстательной железы. Применение подмора пчел приводит к уменьшению размера предстательной железы, уменьшению сдавливания мочевого канала, урежению и восстановлению мочеиспускания. Эффективность лечения составляет 87,6% случаев (см. Первая Крымская информационно-аналитическая газета, №37, 6 августа/12 августа 2004 г.) (Интернет-сайт, режим доступа: http://lk.com.ua/37/details/12/7).
Известен также способ изготовления отвара из подмора пчел, который применяется при аденоме предстательной железы, заключающийся в следующем: берут 1 столовую ложку подмора пчел (т.е. умерших пчел, находящихся возле улья), заливают 0,5 л кипяченой воды, доводят до кипения и варят на слабом огне 2 ч. Затем оставляют для охлаждения при комнатной температуре на 1-2 ч. После чего процеживают и пьют отвар по 1 столовой ложке 1-2 раза в день в течение месяца, через 6 месяцев курс лечения может быть повторен (см. Интернет-сайт, режим доступа: http://www.imedik.info/a/adenoma/lechenie-adenomi-prostati-podmorom-pchel.html. Синяков А.Ф. Пчелиная аптека. - М.: Физкультура и спорт, 1995, с.297).
Недостатками известных способов изготовления отвара из подмора пчел является то, что подмор пчел кипятят в воде, а при кипячении большинство биологически активных веществ, содержащихся в подморе пчел, разрушаются от высокой температуры, т.е. происходит денатурация белков, что снижает биологическую активность используемой продукции.
Известно также, что процессы экстрагирования существенно ускоряются под действием ультразвука. Процесс экстракции идет не только значительно быстрее, но и при гораздо более низких температурах, что важно для веществ, разлагающихся или окисляющихся при высоких температурах. Физические основы этого ускорения заключаются в разрушении пограничного слоя, в результате чего ускоряется массообмен между поверхностью сырья и экстрагентом (см., например, Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1966. - т.5. - с.235-237).
Известен способ получения экстракта прополиса густого, включающий подготовку прополиса путем получения его в порошкообразном состоянии, приготовление смеси из прополиса и растворителя, экстракцию с последующим фильтрованием и концентрированием полученного экстракта прополиса. Перед экстракцией подготовленный прополис заливают растворителем и настаивают, при этом экстракцию ведут при температуре кипения растворителя, после экстракции фильтруют горячую смесь, полученный фильтрат охлаждают и снова фильтруют с выделением жидкого экстракта прополиса и воска прополисного с последующей отгонкой растворителя из жидкого экстракта (см. патент РФ на изобретение №2182485, МПК А61К 35/64, опубл. 20.05.2002 г.).
Недостатком известного способа получения экстракта прополиса густого является длительное настаивание прополиса, залитого растворителем. Кроме того, для сохранения биологической активности продукта необходимо постоянное встряхивание упаковки с продуктом.
Известен способ получения гидролизатов из продуктов пчелиного производства для культивирования спирохет, предусматривающий обработку белоксодержащего сырья ферментативным гидролизом нативной поджелудочной железой, измельчение, отделение от растворимых примесей, нейтрализацию до рН 7,0-7,2, автоклавирование при 120°С в течение 1 ч, при этом в качестве белоксодержащего сырья используют продукты пчелиного производства (обрезки, подмор, личинки трутней), при этом сырье измельчают на гомогенизаторе при 3 тыс. об/мин, затем его разводят мясопеченочным бульоном в соотношении 1:5, полученную суспензию обрабатывают ультразвуком мощностью 400 Вт, причем экспозиция ультразвукового облучения составляет 2-3 мин при токе 0,7 А и частоте 35 кГц, по окончании ультразвукового облучения, суспензию нейтрализуют раствором соляной кислоты или двууглекислым натрием с последующим гидролизом, центрифугирование при 3 тыс. оборотов в течение 5 мин (см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №2003134686, МПК С12N 1/00, опубл. 10.05.2005 г.).
Недостатком известного способа получения гидролизатов из продуктов пчелиного производства является то, что ультразвук применяется только для измельчения частиц вещества (его гомогенизации). При кипячении в автоклаве большинство биологически активных веществ в белоксодержащем сырье, т.е. в продуктах пчелиного производства (обрезках, подморе, личинках трутней), разрушаются от высокой температуры, т.е. происходит денатурация белков, что снижает биологическую активность используемой продукции.
Известен способ приготовления спиртового экстракта пчелиного подмора, заключающийся в том, что столовую ложку размельченного в порошок подмора заливают стаканом 40-градусной водки и настаивают 2 недели. Спиртовой экстракт применяется для стабилизации кровяного давления, при сердечно-сосудистых заболеваниях, заболеваниях почек, сосудов головного мозга, назначается по 15-20 капель после еды в течение 1-2 месяцев. Экстракт также назначается пожилым людям ежедневно в течение 6-12 месяцев в дозе, равной одной капле на год жизни (для 70-летнего человека необходима доза в 70 капель). Наблюдения показывают, что после курса лечения люди становились активнее, облегчались их привычные болезни. Экстракт также применяется для лечения аденомы предстательной железы и сексуальных нарушений - импотенции и фригидности (см. Интернет-сайт, режим доступа: http://www.beeland.ru/ beemedical/beemedical8_l.htm).
Недостатком известного способа приготовления спиртового экстракта пчелиного подмора является то, что в течение периода настаивания (пассивной экстракции) необходимо ежедневно по 10-15 мин встряхивать емкость с содержимым (т.е. спирт совместно с подмором) с целью лучшей экстракции. Это снижает биологическую активность используемой продукции пчеловодства и усложняет процесс ее приготовления.
Кроме водного экстракта из подмора пчел в народной медицине используют и спиртовой экстракт, который, как известно на основе проведенных исследований, участвует в регуляции обменных процессов организма человека, стимулирует и нормализует иммунные реакции, повышает устойчивость организма к неблагоприятным внешним условиям. Антиоксидантные свойства подмора позволяют применять его для нейтрализации токсичных перекисных соединений, предотвращения мутации на клеточном уровне, замедления процессов старения организма. Природные антикоагулянты крови (гепароиды содержатся в хитине пчел) способны подавлять воспалительные процессы, стабилизировать кровяное давление, оказывают целебное действие на кроветворную систему, состояние сосудов, в частности при варикозном расширении вен, тромбофлебитах. Хитозан - меланиновый комплекс пчелиного подмора способен связывать и выводить из организма избыточное количество жиров и холестерина. Это предотвращает атеросклероз, укрепляет стенки сосудов, снимает неприятные ощущения в области сердца. Все вышеперечисленные свойства спиртового экстракта подмора дают возможность рекомендовать его применение по следующим показаниям: астенические состояния, атеросклероз сосудов, облитерирующий эндартериит, нарушение микроциркуляции крови в органах тела человека.
Известно изготовление спиртового экстракта подмора пчел Э.А.Лудянским (1994 г.), который использовал 10-20%-ную спиртовую настойку пчел, полученную на 70%-ном этиловом спирте путем настаивания в течение 10-12 дней с ежедневным встряхиванием в течение 5-10 мин. Настойка имела желтый цвет. Перед употреблением ее процеживали через два слоя марли и употребляли по 1 капле 10%-ного раствора в день на 1 кг массы тела человека. Настойку применяли в течение всего года (см., например, Рачков А.К., Рачкова М.А. Апитерапия, - Рязань, Изд-во Рязанского государственного медицинского университета, 2003, С.164-165). Показаниями к применению настойки являются: астенические состояния, атеросклероз сосудов, облитерирующий эндартериит, период выздоровления после инфекционных заболеваний.
Недостатком известного способа изготовления спиртового экстракта подмора пчел является малая насыщенность экстракта биологически активными веществами.
Известна натуральная биологически активная кормовая добавка, содержащая следующие соотношения компонентов, мас.%: мед 1,5-2,0; прополис 2,0-2,5; перга 30,0-35,0; обножка 15,0-17,0; пчелиный яд 0,5-1,0; пчелиный расплод в разных стадиях развития 5,5-6,0; маточное молоко 3,5-4,0; восковая моль и их личинки 2,5-3,0; воск 5,0-7,0; пчелиный подмор 7,0-8,0; травяная мука - остальное (см. патент РФ на изобретение №2324361, МПК А23К 1/00, А23К 1/16, опубл. 20.05.2008 г.).
Недостатком известной биологически активной кормовой добавки на основе меда и продуктов пчеловодства является то, что при таком многокомпонентном наборе биологически активных веществ в одной кормовой добавке трудно определить, что является в предложенном составе необходимым ингредиентом, а что балластом. При нарушении пропорции соотношения ингредиентов в композиции снижается активность биологически активных веществ из тел пчел (подмора) и снижается эффективность их воздействия на живой организм. Кроме того, для получения этих продуктов требуется сложная технология, что приводит к увеличению стоимости продукции.
Известен способ получения препарата для повышения резистентности организма, включающий обработку перги, при этом промывают подмор пчел в 0,5%-ном растворе пищевой соды, затем трехкратно в кипяченой воде, высушивают и отдельно измельчают до пылеобразного состояния подмор пчел и пергу, смешивают их в равных объемах, обрабатывают ультразвуком при мощности 400 Вт, силе тока 0,7 А, частоте 35 кГц в течение 10-15 мин и к полученной смеси добавляют 40%-ный этиловый спирт из расчета 20 г смеси на 100 мл спирта, настаивают в темном месте в течение 14 дней, фильтруют, разбавляют дважды кипяченой водой до 20%-ного спирта и фасуют (см. патент РФ на изобретение №2280463, МПК А61К 35/64, опубл. 27.07.2006 г.).
Недостатком известного способа является пассивная экстракция смеси, в результате получается малый выход готового продукта с малой концентрацией биологически активных веществ.
Известна также лечебно-профилактическая пищевая добавка для лечения заболеваний различной этиологии на основе меда и продуктов пчеловодства, содержащая экстракт тел пчел (подмор) при следующем соотношении ингредиентов, в г на 100 г композиции:
экстракт тел пчел - 1,0-20,0
цветочная пыльца - 1,0-10,0
прополис - 1,0-2,0
маточное молочко - 0,5-1,0
цветочный мед - до 100 (см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №2000112177, МПК А61К 35/64, опубл. 10.05.2002 г.).
Недостатком известной пищевой добавки на основе меда и продуктов пчеловодства является то, что при таком многокомпонентном наборе биологически активных веществ в одной лечебно-профилактической пищевой добавке очень трудно определить, что является в предложенном составе необходимым ингредиентом, а что балластом. При нарушении пропорции соотношения ингредиентов в композиции снижается активность биологически активных веществ из тел пчел (подмора) и снижается эффективность их воздействия на живой организм. Кроме того, для получения предложенного комплекса ингредиентов требуется сложная технология, что приводит к увеличению стоимости пищевой добавки.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является известный способ получения водного экстракта прополиса, включающий его измельчение, замораживание, смешение подготовленного прополиса с водой и экстракцию, при этом прополис измельчают до порошкообразного состояния, смешивают с частью воды со стабилизатором, необходимой для экстракции, обрабатывают ультразвуком и настаивают, затем в обработанную смесь добавляют оставшуюся воду, при этом предварительно проводят ионизацию воды микро- и макроэлементами, например, путем пропускания ее через шунгит и электролизер, а в качестве стабилизатора берут ионы серебра, соотношение порошкообразного прополиса и воды составляет 1:0,5 и экстракцию ведут путем нагревания смеси до 80-90°С с последующим охлаждением и фильтрованием (см. патент РФ на изобретение №2185181, МПК А61К 35/64, опубл. 20.07.2002 г.).
Недостатком известного способа получения водного экстракта прополиса является то, что экстракция происходит путем нагревания, а ультразвук применяется только для уменьшения частиц экстрагируемого вещества (прополиса). В результате нагревания при таких температурах возможно плавление прополиса, что не повышает концентрацию прополиса в воде и снижает биологическую активность используемой продукции.
Задачей настоящего изобретения является максимальное сохранение биологической активности используемой продукции пчеловодства при снижении стоимости ее изготовления.
Техническим результатом, достигаемым при решении настоящей задачи, является сохранение свойств ингредиентов и повышение качества добавки за счет исключения высоких температур обработки ингредиентов биологически активной добавки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения биологически активной добавки согласно изобретению по первому варианту используют тела пчел, которые замораживают в температурном интервале от (-10°С) до (-18°С) в течение не более 3 ч, измельчают в однородную массу, высушивают в потоке проходящего воздуха при температуре не более 45°С до влажности не более 15%, затем измельчают в порошок с размером частиц не более 0,5 мм в течение не более 1 мин, полученное сырье заливают дистиллированной водой при следующем соотношении ингредиентов, в г на 100 г композиции:
тела пчел - 2,0-10,0
дистиллированная вода - остальное,
смесь настаивают в течение не более 24 ч при температуре не менее 20°С, затем экстрагируют с помощью ультразвука в режиме кавитации в течение не более 90 мин при температуре не более 45°С, при этом экстракцию повторяют не менее 3 раз, причем каждую последующую экстракцию производят после настаивания смеси, затем экстракт отделяют путем фильтрации, охлаждают, разливают в емкости с последующей фасовкой готового продукта.
Повторную экстракцию осуществляют с интервалом не более 24 ч. Охлаждение экстракта после фильтрации осуществляют до температуры не более 10°С.
Минимальная концентрация водного экстракта тел пчел составляет 2 г на массу дистиллированной воды до 100 г, так как при меньшей концентрации получается слишком малое количество биологически активных веществ. Максимальная концентрация водного экстракта тел пчел составляет 10 г на массу дистиллированной воды до 100 г, так как экстракт при более высокой концентрации отделяется с большим трудом.
Выбор температуры замораживания исходного сырья (тел пчел) в холодильной камере из интервала (-10°С) - (-18°С) в течение не более 3 ч позволяет лишить пчел подвижности и исключает кристаллизацию гемолимфы, которая возможна при температуре ниже -18°С в течение более 3 ч. Кроме того, продукт, в предложенном диапазоне температур, приобретает твердость, достаточную для его дальнейшего более качественного измельчения в однородную массу.
Высушивание измельченных в однородную массу тел пчел при температуре, не превышающей 45°С, в потоке проходящего теплого воздуха до влажности не более 15% позволяет получить сухую однородную массу, которую затем измельчают в порошок с размером частиц менее 0,5 мм для более качественной пропитки и растворения в дистиллированной воде. Температура не более 45°С выбрана для предотвращения денатурации аминокислот, чтобы сохранить биологические свойства продукта.
Предпочтительно настаивание смеси (порошок из тел пчел и дистиллированная вода) производят в течение не более 24 ч при комнатной температуре не менее 20°С, т.е. в течение времени, требуемого для диффузии растворителя (дистиллированной воды) вглубь порошкообразного продукта, при этом происходит оседание более крупных частиц и расслоение смеси для дальнейшей более эффективной экстракции.
Время проведения экстракции с помощью ультразвука определяется опытным путем в зависимости от требуемой концентрации получаемого экстракта. Эксперимент показал, что экстракцию целесообразно осуществлять в течение не более 90 мин, а затем дополнительно многократно повторять не менее 3 раз с интервалом не более 24 ч, в течение которого происходит настаивание смеси и дорастворение частиц, которые не экстрагировались. Это приводит к качественной экстракции за счет более полного растворения непропитавшихся частиц смеси. Выбор температуры экстракции, не превышающей 45°С, обусловлен сохранением биологической активности белковых соединений исходного сырья и получением водного экстракта с повышенной концентрацией конечного продукта. Так как при использовании предложенного способа (в отличие от кипячения) биологически активные вещества не разрушаются от высокой температуры, а под действием ультразвука выделяются из частиц смеси (измельченных в порошок тел пчел) в малоизмененном виде. При этом в процессе экстрагирования осуществляют контроль температуры экстракта с помощью известных средств измерения.
В результате обработки ультразвуком в режиме кавитации за счет интенсивного взаимодействия экстрагента с экстрактантом с высокой частотой ультразвукового воздействия и кавитационного механизма взаимодействия происходит эффективный процесс экстрагирования. Такая обработка позволяет максимально вывести в экстракт внутриклеточные жидкости с содержащимися в них биологически активными веществами.
В результате отделения экстракта путем фильтрации и его охлаждения до температуры хранения не более 10°С в качестве конечного продукта получают водный экстракт в виде настоя с более длительным сроком хранения.
Снижение количественного содержания ингредиентов, размера частиц и времени настаивания смеси ниже предложенного минимального предела ведет к ухудшению качества получаемого продукта (снижение биологической активности). Превышение количественного содержания ингредиентов, размера частиц и времени настаивания смеси выше предложенного верхнего предела ведет к удорожанию получаемого продукта без существенного улучшения потребительских свойств.
Способ получения биологически активной добавки (по первому варианту) осуществляют следующим образом.
Для получения исходного сырья (тел пчел), используемого для изготовления БАД, сбор живых летных пчел на пасеке осуществляют из улья осенью во время формирования пчел для зимовки «в клуб» (при температуре наружного воздуха от 0°С до -5°С) для того, чтобы использовать облетевшихся пчел с очищенным кишечником, при этом все питательные вещества сохранены в пчеле. Пчел замораживают, например, в холодильной камере, при этом температуру замораживания выбирают из интервала (-10°С) - (-18°С), а замораживание осуществляют в течение не более 3 ч. Затем тела пчел в замороженном виде измельчают в однородную массу с помощью известных средств или вручную. Полученную однородную массу высушивают при температуре не более 45°С в потоке проходящего теплого воздуха до влажности не более 15% с помощью известных сушильных аппаратов, например электросушилки бытовой «Ветерок» (изготовитель ООО Завод электробытовых изделий «Спектр-прибор», г.Курск). Высушенную однородную массу измельчают в порошок с размером частиц менее 0,5 мм в течение не более 1 мин. Измельчение однородной массы из тел пчел до порошкообразного состояния осуществляют на известных мельницах, например молотковой микромельнице типа М-8М (изготовитель ООО «Пчелотехнопарк», Рязанская область, г.Рыбное) или других известных измельчителях закрытого типа.
Полученный порошок из тел пчел (имеющий срок хранения до 1 года) используют для получения водного экстракта из тел пчел. Для этого полученное сырье (порошок) заливают дистиллированной водой при следующем соотношении ингредиентов, в г на 100 г композиции: тела пчел - 2,0-10,0; дистиллированная вода - остальное. Полученную смесь (порошок из тел пчел и дистиллированная вода) настаивают в течение не более 24 ч при комнатной температуре не менее 20°С. Затем подвергают активной экстракции в ультразвуковом реакторе в режиме кавитации в течение не более 90 мин при температуре не выше 45°С. При этом экстракцию повторяют многократно, не менее 3 раз, с интервалом между экстракциями не более 24 ч.
В качестве ультразвукового реактора может быть использована, например, известная установка «УЗУМИ-15» (изготовитель ООО «ТРИМА», г.Саратов), потребляемая мощность 750 Вт·А, частота ультразвуковых колебаний 38 кГц, ультразвуковая мощность 550 Вт·А (см., например, Интернет-сайт, режим доступа: http://www.trima.ru/autoservice/uzumi_ind.htm). Качественный эффект активной экстракции достигается за счет образования в жидкости ультразвуковой кавитации - импульсов давления, возникающих при смыкании кавитационных пустот, воздействии микропотоков и микротечений кавитирующего раствора в ультразвуковом поле на поверхность частиц измельченных в порошок тел пчел.
Затем экстракт отделяют путем фильтрации, например, через марлевый трехслойный фильтр, изготовленный из бинта марлевого медицинского стерильного (ГОСТ 1172-93 «Бинты марлевые медицинские. Технические условия»). После фильтрации водный экстракт остужают до температуры ниже 10°С и хранят, например, в бытовом холодильнике. Затем водный экстракт разливают и хранят в посуде из темного стекла с емкостью от 10 мл до 100 мл при температуре не более 10°С. Полученный водный экстракт разливают во флаконы и упаковывают.
Указанный технический результат достигается также за счет того, что в способе получения биологически активной добавки согласно изобретению по второму варианту используют тела пчел, которые замораживают в температурном интервале от (-10°С) до (-18°С) в течение не более 3 ч, измельчают в однородную массу, высушивают в потоке проходящего воздуха при температуре не более 45°С до влажности не более 15%, затем измельчают в порошок с размером частиц не более 0,5 мм в течение не более 1 мин, полученное сырье заливают 60-70%-ным водным раствором этилового спирта при следующем соотношении ингредиентов, в г на 100 г композиции:
тела пчел - 10,0-20,0
60-70%-ный водный раствор этилового спирта - остальное,
смесь настаивают в течение не более 3 суток при температуре не менее 20°С, затем экстрагируют с помощью ультразвука в режиме кавитации в течение не более 90 мин при температуре не более 45°С, при этом экстракцию повторяют не менее 3 раз, причем каждую последующую экстракцию производят после настаивания смеси, затем экстракт отделяют путем фильтрации, охлаждают, разливают в емкости с последующей фасовкой готового продукта.
Повторную экстракцию осуществляют с интервалом не более 24 ч. Целесообразно охлаждение экстракта после фильтрации осуществлять до температуры не более 10°С.
Все варианты выполнения предложенного способа получения биологически активной добавки направлены на решение одной и той же задачи при достижении общего технического результата.
Количество спирта для экстракции определяется эмпирическим путем: минимальная концентрация спиртового экстракта тел пчел составляет 10 г на массу спирта до 100 г, так как при меньшей концентрации получается слишком малое количество биологически активных веществ в экстракте; максимальная концентрация спиртового экстракта тел пчел составляет 20 г на массу спирта до 100 г, так как экстракт при более высокой концентрации трудно отделяется от массы тел пчел. В пределах указанных концентраций обеспечивается наибольший выход конечного продукта при наименьшей длительности процесса экстракции. При этом при концентрации спирта меньше 60% процесс экстракции неприемлемо удлиняется, а при концентрации спирта больше 70% уменьшается выход биологически активных веществ.
Выбор температуры замораживания исходного сырья в холодильной камере из интервала (-10°С) - (-18°С) в течение не более 3 ч позволяет лишить пчел подвижности и исключает кристаллизацию гемолимфы, которая возможна при температуре ниже -18°С в течение более 3 ч. Кроме того, продукт, в предложенном диапазоне температур, приобретает твердость, достаточную для его дальнейшего более качественного измельчения в однородную массу.
Высушивание измельченных в однородную массу тел пчел при температуре, не превышающей 45°С, в потоке проходящего теплого воздуха до влажности не более 15% позволяет получить сухую однородную массу, которую затем измельчают в порошок с размером частиц менее 0,5 мм для более качественной пропитки и растворения в спирте. Температура не более 45°С выбрана для предотвращения денатурации аминокислот, чтобы сохранить биологические свойства продукта.
Предпочтительно настаивание смеси проводят в течение не менее 3 суток при комнатной температуре не менее 20°С, т.е. в течение времени, требуемого для диффузии растворителя (60-70%-ного водного раствора этилового спирта) вглубь порошкообразного продукта, при этом происходит оседание более крупных частиц и расслоение смеси для дальнейшей более эффективной экстракции.
Время проведения экстракции с помощью ультразвука определяется опытным путем в зависимости от требуемой концентрации получаемого спиртового экстракта. Эксперимент показал, что экстракцию целесообразно осуществлять в течение не более 90 мин, а затем дополнительно многократно повторять не менее 3 раз с интервалом между экстракциями не более 24 ч, в течение которого происходит настаивание смеси и дорастворение частиц смеси, которые не экстрагировались. Это приводит к качественной экстракции за счет более полного растворения непропитавшихся частиц смеси. Выбор температуры экстракции, не превышающей 45°С, обусловлен сохранением биологической активности белковых соединений исходного сырья и получением спиртового экстракта с повышенной концентрацией конечного продукта, так как в отличие от настаивания при предложенном способе получения спиртового экстракта биологически активные вещества выделяются из тел пчел в большем количестве и в малоизмененном виде. При этом в процессе экстрагирования осуществляют контроль температуры экстракта с помощью известных средств измерения.
В результате обработки ультразвуком в режиме кавитации за счет интенсивного взаимодействия экстрагента с экстрактантом с высокой частотой ультразвукового воздействия и кавитационного механизма взаимодействия происходит эффективный процесс экстрагирования. Такая обработка позволяет максимально вывести в экстракт внутриклеточные жидкости с содержащимися в них биологически активными веществами.
В результате отделения экстракта путем фильтрации и его охлаждения до температуры хранения не более 10°С в качестве конечного продукта получают экстракт в виде спиртовой настойки с более длительным сроком хранения.
Способ получения биологически активной добавки (по второму варианту) осуществляют следующим образом.
Для получения сырья (тел пчел), используемого для изготовления БАД, сбор живых летных пчел на пасеке осуществляют из улья осенью во время формирования пчел для зимовки «в клуб» (при температуре наружного воздуха от 0°С до -5°С) для того, чтобы использовать облетевшихся пчел с очищенным кишечником, при этом все питательные вещества сохраняются в пчеле. Пчел замораживают, например, в холодильной камере, при этом температуру замораживания выбирают из интервала (-10°С) - (-18°С), а замораживание осуществляют в течение не более 3 ч. Затем тела пчел в замороженном виде измельчают в однородную массу с помощью известных средств или вручную. Полученную однородную массу высушивают при температуре не более 45°С в потоке проходящего теплого воздуха до влажности не более 15% с помощью известных сушильных аппаратов, например электросушилки бытовой «Ветерок» (изготовитель ООО Завод электробытовых изделий «Спектр-прибор», г.Курск). Высушенную однородную массу измельчают в порошок с размером частиц менее 0,5 мм в течение не более 1 мин. Измельчение однородной массы из тел пчел до порошкообразного состояния осуществляют на известных мельницах, например молотковой микромельнице типа М-8М (изготовитель ООО «Пчелотехнопарк», Рязанская область, г.Рыбное) или других известных измельчителях закрытого типа.
Полученный порошок из тел пчел (имеющий срок хранения до 1 года) используют для получения спиртового экстракта из тел пчел. Для этого полученное сырье (порошок) заливают 60-70%-ным водным раствором этилового спирта при следующем соотношении ингредиентов, в г на 100 г композиции: экстракт тел пчел - 10,0-20,0; спирт - остальное. Полученную смесь (порошок из тел пчел и 60-70%-ный этиловый спирт) настаивают в течение не более 3 суток при температуре не менее 20°С. Затем подвергают активной экстракции в ультразвуковом реакторе в режиме кавитации в течение не более 90 мин при температуре не выше 45°С. При этом экстракцию повторяют многократно не менее 3 раз с интервалом не более 24 ч. Затем экстракт отделяют путем фильтрации через марлевый трехслойный фильтр, изготовленный, например, из бинта марлевого медицинского стерильного (ГОСТ 1172-93 «Бинты марлевые медицинские. Технические условия»). После этого экстракт остужают до температуры ниже 10°С и хранят, например, в бытовом холодильнике. Затем спиртовой экстракт разливают и хранят в посуде из темного стекла с емкостью от 10 мл до 100 мл. Полученный жидкий экстракт разливают во флаконы и упаковывают.
Предложенный способ получения биологически активной добавки (варианты) иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Способ получения биологически активной добавки по первому варианту осуществлялся следующим образом. Для получения сырья (тел пчел) живые пчелы брались из улья осенью во время их формирования для зимовки «в клуб» (при температуре наружного воздуха -1°С). Затем пчелы замораживались в холодильной камере при температуре -12°С в течение 2 ч. Замороженные тела пчел измельчались вручную в однородную массу, которая затем высушивалась при температуре не более 35°С в потоке проходящего теплого воздуха до влажности не более 10% с помощью электросушилки бытовой «Ветерок».
Затем высушенная однородная масса измельчалась в порошок с размером частиц 0,5 мм в течение 50 с. Измельчение тел пчел до порошкообразного состояния осуществлялось на молотковой микромельнице типа М-8М. Для получения водного экстракта исходное сырье (порошок из тел пчел) заливалось дистиллированной водой из расчета на 20 г порошка из тел пчел 500 мл дистиллированной воды. Полученная смесь выливалась в емкость, герметично закрывалась и настаивалась в течение 24 ч при комнатной температуре 22°С. Затем смесь помещалась на 90 мин в ультразвуковую установку «УЗУМИ-15». Обработка смеси проводилась ультразвуковым методом в режиме кавитации и повторялась трехкратно с интервалом между экстракциями в 24 ч. Затем смесь фильтровалась через марлевый трехслойный фильтр из бинта марлевого медицинского стерильного (ГОСТ 1172-93). Полученный водный экстракт остужался до температуры 10°С, разливался в стеклянные емкости от 10 до 100 мл и упаковывался.
Пример 2. Способ получения биологически активной добавки по второму варианту осуществлялся следующим образом. Для получения сырья (тел пчел) живые пчелы брались из улья осенью во время их формирования для зимовки «в клуб» (при температуре наружного воздуха -1°С). Затем пчелы замораживались в холодильной камере при температуре -12°С в течение 2 ч. Замороженные тела пчел измельчались вручную в однородную массу, которая затем высушивалась при температуре не более 35°С в потоке проходящего теплого воздуха до влажности не более 10% с помощью электросушилки бытовой «Ветерок».
Затем высушенная однородная масса измельчалась в порошок с размером частиц 0,5 мм в течение 50 с. Измельчение тел пчел до порошкообразного состояния осуществлялось на молотковой микромельнице типа М-8М. Для получения жидкого экстракта исходное сырье (порошок из тел пчел) заливалось 70%-ным водным раствором этилового спирта из расчета 100 г порошка из тел пчел на 500 мл 70%-ного водного раствора этилового спирта. Полученная смесь выливалась в емкость, герметично закрывалась и настаивалась в темном месте в течение 3 суток при комнатной температуре 22°С. Затем смесь помещалась на 90 мин в ультразвуковую установку «УЗУМИ-15». Обработка смеси проводилась ультразвуковым методом в режиме кавитации и повторялась трехкратно с интервалом между экстракциями в 24 ч. Затем смесь фильтровалась через марлевый трехслойный фильтр из бинта марлевого медицинского стерильного (ГОСТ 1172-93). Полученный спиртовой экстракт разливался в стеклянные емкости от 10 до 100 мл и упаковывался.
Таким образом, для производства БАД из тел пчел по предложенному способу не требуется разработки специального оборудования, а дешевизна используемого сырья (тела пчел) обеспечивает невысокую стоимость производства продукта, который может быть использован в качестве общеукрепляющего средства, обладающего антиоксидантными и адаптогенными свойствами, способствующего повышению работоспособности и устойчивости организма человека к неблагоприятным факторам окружающей среды.