ПРИРОДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ПАНЦИРНЫХ ОТХОДОВ КРЕВЕТКИ ОПРЕДЕЛЕННОГО ЦИКЛА РАЗВИТИЯ, ПОЛУЧЕНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ (ВАРИАНТЫ)
NATURAL COMPOSITION OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES OF SHELL WASTES OF SPECIFIED DEVELOPMENT CYCLE PRAWN; ITS PRODUCTION AND USAGE (VERSIONS)

Предлагаемые изобретения относятся к области рыбной промышленности:
- к безотходному, упрощенному способу получения природной композиции биологически активных веществ (далее в тексте - «Хитакс»);
- в состав композиции «Хитакс» входят: активное начало - хитин/хитозан 21,4-43% (от массы сухого панцирного вещества), жиры с каратиноидом астаксантин 10-18%, дополнительные составляющие - белки 36-42%, остатки минеральной составляющей панциря и ферментов 5-10,6%, вода 6-8%;
- креветка выловлена в предваряющем линьку виде, что снижает кальциевые включения твердой кутикулы (панциря).
Изобретения могут быть использованы при получении аналогичной композиции в составе панцирьсодержащих веществ из других сырьевых источников, относящихся к классу ракообразных (CRUSTACEA). Композиция биологически активных веществ «Хитакс» может быть использована в медицине, пищевой промышленности, ветеринарии, сельском хозяйстве.
В настоящее время широко используется хитин, хитозан, другие вещества, входящие в состав наружного скелета панциря ракообразных. Как правило, их используют в химически чистом, а не в природном (т.е. не в составе с другими веществами, образующими панцирь ракообразных) виде. Это обусловлено потребностями областей их использования, требующими предсказуемости свойств используемых веществ. Предсказуемость свойств гарантируется использованием химически чистых реагентов, имеющих одинаковое структурное строение входящих в них молекул.
Исследования показали, что обозначение природного полисахарида, состоящего из N-ацетилглюкозаминовых звеньев, связанных β-(1→4)-глюкозидной связью, как «хитин», условно. Природный хитин всегда имеет некоторое количество деацетилированных остатков. При превышении степени деацетилирования 15% это вещество уже принято называть хитозаном. (Виладат Ж.-П. Новая улучшенная система доставки активных ингредиентов, созданная с помощью хитозановых технологий. SOFW-Jornal №3/2001). Таким образом, для веществ из природного хитина термины «хитин» и «хитозан» - общие и разделение между ними условно. Следовательно, использование природного хитина даже в очищенной от белковой, минеральной, липидно-каратиноидной и других составляющих панциря виде, предусматривает работу со смесью биополимеров близкого, но разного состава.
2
Хитин и хитозан, будучи нерастворимыми полимерами, отличаются тем, что хитозан может растворяться в кислой среде (при рН<6) вследствие присоединения протона к группе NH. Этo обуславливает его растворимость в воде. В связи с этим высушенные и измельченные хитин/хитозан-содержащие отходы от переработки ракообразных находят применение в сельском хозяйстве как удобрение, повышающее плодородие почв; в ветеринарии как пищевая добавка в корм домашним животным, но в ограниченном количестве из-за избытка минеральной составляющей.
Известно, что хитин не встречается в свободном состоянии, и без какой-либо предварительной обработки природного материала его нельзя получить.
2
2
2
3
2
В случае с ракообразными для получения чистого хитина, отвечающего требованиям международного стандарта, необходимо достаточно полное удаление белков и минеральной составляющей панциря, так как хитин обычно связан с белками, липидами, пигментами (окрашивают панцирь), неорганическими солями (их количество определяет степень прочности панциря). Минеральной составляющей, обеспечивающей твердость панциря и затвердевание кутикулы ракообразных после линьки, является углекислый кальций Са(НСO). Минимальное количество этих кальциевых включений в панцире ракообразных содержится перед линькой (Са(НСО) поступает в кровь из старой кутикулы). При этом количество хитин/хитозана в «старом» панцире, например, краба максимально - от 18 до 30% относительно веса сухого панциря (у только что полинявшего краба - от 2 до 5% хитина на сухое вещество) (Слизкин А. и др. Промысловые крабы прикамчатских вод. П.-Камчатский, 2000, с.149). Следовательно, вылов и переработка ракообразных перед их линькой создает возможность получения хитин/хитозан-содержащих отходов с минимальным количеством минеральной составляющей твердой кутикулы, и, следовательно, с возможным исключением стадии деминерализации для веществ, используемых не в химически чистом виде.
Свойство хитина встречаться в природе практически всегда только в связанном виде в случае с ракообразными подчеркивает «плюсы» переработки и использования панцирных отходов без глубокой обработки и разделения составляющих твердую кутикулу веществ. Входящие в состав хитиновой кутикулы каратиноиды являются ценными веществами, дополняющими уникальные физико-химические свойства хитин/хитозановых веществ (Маслова Г.Б. и др. Новые технологии получения хитин/хитозановых сорбентов // Рыбное хозяйство, 1996, №3, с.20): избирательная сорбционная способность - образование комплексов с металлами, имеющими переменную валентность (тяжелые, редкоземельные), галогенами и различными ядами, со способностью выведения их из организма; сорбирование радиоактивныхэлементов при устойчивости биополимеров к воздействию γ-излучения; инертность; нетоксичность; обладание влаго- и воздухопроницаемостью; наличие антибактериальной, противомикробной, противовирусной, антиаллергенной активности; биосовместимость с тканями живых организмов; биодеградируемость; способность ускорять регенерационные процессы при заживлении тканей и восстановлении суставов; способность связывать холестерин, жирные, желчные кислоты, выводить их из организма, предупреждая развитие атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения; способность повышать противораковый иммунитет и активизировать иммунитет при заболеваниях, связанных с иммунодефицитом; способность регулировать кровяное давление; возможность выступать в качестве вещества-катализатора, способствующего перевариванию пищи: улучшать работу кишечника за счет увеличения производства бифидобактерий и другой эффективной флоры, способствуя полноценному всасыванию стенками кишечника трудноусвояемых веществ в случае снижения его активности или в случае мальадсорбции - нарушения всасывания веществ (основные представители - витамины, минералы), т.е. способность повышать всасываемость веществ - активных и/или дополнительных компонентов терапевтических - профилактических агентов, так как лечение неотделимо от профилактики (Популярная медицинская энциклопедия, изд. «Советская энциклопедия», С.527), и/или фармацевтических композиций, входя в их состав в качестве составной части. Комплекс этих уникальных свойств дополняется не менее важным и уникальным свойством - поднимать остроту зрения безоперационным, не предусматривающим какое-либо терапевтическое воздействие методом (т.е. профилактическим) благодаря каратиноиду астаксантину, находящемуся в панцирных отходах в свободном виде в результате термической обработки.
Это объясняется тем, что разнообразие окраски панциря ракообразных обусловлено пигментами, большая часть из которых представлена каратиноидами, входящими в состав липидов (Жизнь животных (том 2). - М.: 1988, с.388-412). Каратиноиды относятся к биоактивным веществам, которые способствуют улучшению физиологических процессов в организме человека. Один из них - астаксантин, в чистом виде имеющий красный цвет.
Соединяясь с белками, он в панцире ракообразных образует пигменты синеватых и буроватых тонов. При повышении температуры эти соединения разрушаются, астаксантин освобождается и в таком виде усваивается организмом, повышая остроту зрения. Следовательно, астаксантин, входящий в состав веществ от переработки панцирных отходов ракообразных, может быть использован в офтальмологии как самостоятельный безоперационный способ профилактических мероприятий при нарушениях зрения, так и в сочетании с другими методами. При этом дополнительной химической, электрохимической, биологической и какой-либо обработки панцирных отходов не требуется, так как присутствие остатков белков, ферментов, липидов, минеральной составляющей твердой кутикулы ракообразных не только не мешает проявлению биологической активности хитин/хитозановых веществ и астаксантина, а в очередной раз дополняет их свойствами легко усвояемых белков (содержат все незаменимые аминокислоты), витаминов не только группы А, но и Д, ненасыщенных жирных кислот с числом двойных связей 1-6, а также фосфора, кальция, йода, меди, цинка, железа (т.е. свойства минеральных веществ, способствующих повышению плодородия почвы).
Вследствие этого сочетание физико-химических свойств хитозана, астаксантина и/или других панцирьсоставляющих веществ и/или введение в природную композицию дополнительных компонентов может найти применение при создании новых лекарственных, профилактических средств и/или фармацевтических/биологических композиций. Основные представители свойств композиции «Хитакс», которые могут быть использованы:
- выраженные антиокислительные свойства астаксантина, имеющие место быть в композиции «Хитакс» за счет синергического эффекта (дезактивация металлов хитозаном). Могут усиливаться введением дополнительных доз хитозана и/или астаксантина;
- дезинтоксикационно-восстановительные свойства могут быть усилены введением кальция, цинка, железа, хитозана;
- каталитически-сорбционные свойства могут быть использованы при введении в терапевтический агент или фармацевтическую композицию совместно с композицией «Хитакс» трудноусваиваемых веществ и при переведении их в активную форму (основные представители - витамины (А), минералы).
Таким образом, композиция «Хитакс» может выступать в качестве самостоятельного агента, составной части терапевтического, профилактического агента и/или фармацевтической, биоактивной композиции, имеющих по крайней мере одно дополнительное вещество-компонент.
2
Прототипом лекарственного, профилактического средства и/или фармацевтической, биоактивной композиции могут служить сочетания трав (т.е. профилактическая, биоактивная композиция), используемые в альтернативной (народной) медицине. Так, сочетание при использовании плодов петрушки и листьев капусты (30 г:50 г:1 л НO при t=100°С. Настаивать 15 минут. Принимать перед едой 3 раза в день по 200 г 2 недели) (Белов Н.В. 10000 советов. Как избавиться от алкоголизма и наркозависимости. - М.: 2005, с.357) вызывает детоксикационно-восстановительный эффект после алкогольной интоксикации. Т.е. в прототипе свойства эфирных масел петрушки (снижать тягу из-за токсического эффекта) усиливаются каратиноидами (поставляют изопреноидные единицы некоторым липидам) и микроэлементами - серебром, оловом, свинцом, титаном, молибденом, никелем, ванадием. (Ефремова Н.А. Заветные травы. - П.-Камчатский: 1992, с.72,155).
Приготовление лекарственных, профилактических средств и фармацевтических, биоактивных композиций методом сочетания трав имеет недостаток - их рекомендуют употреблять в виде отваров, настоев, настоек, что переводит большое количество ценных веществ растений в отходы. Использование отходов ракообразных для приготовление лекарственных средств и фармацевтических композиций предусматривает стопроцентное использование панцирных веществ.
Известная безотходная комплексная переработка хитин-содержащего сырья (пат. РФ №2207033, 2003 г.) включает ферментативный гидролиз белков панциря гепатопанкреасом сырца краба или полученным из него ферментным препаратом; депротеинизацию; деминерализацию; вторую депротеинизацию; дезацетилирование. При этом требуется достаточно большое количество ферментного препарата или гепатопанкреаса-сырца на один килограмм белоксодержащего сырца (1-10/10-200 г:1 кг) с использованием достаточно трудоемких процедур: смешивание, дозировка, внесение, оценка протеолитичесой активности вносимых ферментных веществ. Это приводит к увеличению себестоимости конечного чистого продута - хитина, имеющего при этом непредсказуемое качество. В этом недостаток метода.
Известен способ получения хитина из мороженного или сушеного панциря криля, креветки, краба. Это двухстадийная кислотно-щелочная обработка сырья химическими реагентами (Быков В.П., Фурман Д.И. Получение хитозана из гаммаруса. - Труды ВНИРО. - М.: 2001, с.28). Проведение стадий депротеинизации, деминерализации с использованием химических реагентов, дальнейшее отделение из панцирьсодержащего сырья липидно-пигментной составляющей позволяет получить чистый конечный продукт - хитин, но имеющий высокую себестоимость из-за увеличения химических стоков производства и необходимости их утилизации. В этом заключается недостаток метода.
Другой известный способ комплексной переработки хитинсодержащего сырья (пат. РФ №2123269, 1998 г.) также многостадиен (автолиз сырья, ферментативный гидролиз, щелочное депротеинирование хитинсодержащих отходов), длителен (деминерализация полуфабриката хитина занимает до 20 часов), требует строгого нормирования внесения антисептика, так как это негативно влияет на качество готовой продукции. В этом заключается недостаток данного способа.
Известен электрохимический способ получения хитин/хитозана. Он позволяет максимально использовать все компоненты обрабатываемого сырья. При этом снижается объем использования кислот, щелочей, пресной воды. Но предлагаемая технология экономически невыгодна из-за затрат на создание специальных технологических линий производства хитин/хитозановых биосорбентов в отдаленных районах страны и из-за затрат на электроэнергию.
Приведенное здесь же использование хитин/хитозановых биосорбентов в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, как нейтрализатора радиационного заражения объектов и живых организмов является близким аналогом использования композиции «Хитакс» в разных отраслях народного хозяйства. Недостатком является то, что разделение на химически чистые вещества, составляющие панцирь ракообразных, требует больших материальных и временных затрат, при этом теряется часть ценных ингредиентов, а у отделенных веществ-полимеров практически всегда теряется их нативная (природная) структура (Маслова Г.Б. и др. Новые технологии получения хитин/хитозановых сорбентов. Рыбное хозяйство, 1996 год, №3, с.20).
Известен способ комплексной переработки ракообразных с выделением каратиноидов, включающий после измельчения сырца двух-трехкратную экстракцию из него биологически активных веществ ацетоном, объединение растворов-экстрактов, упаривание ацетона под вакуумом при температуре не выше 60°С, смешивание полученного остатка с органическим растворителем, разделение на фазы, фильтрование и высушивание при помощи обезвоживающего агента, упаривание под вакуумом. Плотный остаток, полученный после экстрагирования, идет на получение хитина и белка (пат. РФ №2179816, 2002 г.). Из-за использования дорогостоящего растворителя - ацетона способ является экономически невыгодным.
Известен способ получения каратиноидов при комплексной переработке панцирных отходов речных раков, включающий стадии указанного ранее способа, но вместо ацетона используется гексан (пат. РФ №2292163, 2004 г.). Недостатком способа является использование химических реагентов, требующих утилизации.
Наиболее близким аналогом применения ракообразных вместе с панцирными веществами является их использование в качестве продукта питания или его составной части. Продукт питания может содержать одно дополнительное вещество-компонент (соль) и/или использоваться с добавлением вкусовых веществ-компонентов и/или с использованием их аналогов. Приготовление включает следующие операции: зачищенных от внутренностей или неразделанных креветок обжаривают в горячем масле 2-3 минуты, затем переворачивают и обжаривают еще 1-2 минуты. В способах приготовления возможно вымачивание в масле с пряностями и/или травами и/или добавление пряностей, трав до и/или после обжаривания креветок. Недостатком использования ракообразных указанными способами является разрушение каратиноидов панциря из-за длительной высокотемпературной обработки, употребление панцирных веществ в неизмельченном виде, вследствие чего снижается эффективность их усвоения. (Большая поваренная книга. - М.: 2005, с.170-171).
Наиболее близким аналогом перорального использования веществ каратиноидов с целью улучшения физиологических свойств организма, т.е. профилактики, в том числе и зрения, является способ употребления каратиноида β-каротина в составе съедобного овоща - моркови. Его употребление не вызывает токсических явлений. При биохимических процессах β-каротин переходит в ретиналь, затем в ретинол. Недостатком использования β-каротина в качестве вещества, улучшающего физиологические свойства организма, поднимающего остроту зрения при пероральном употреблении, является то, что при увеличении его потребления в составе моркови увеличивается интенсивность окраски кожных покровов в желто-оранжевый цвет с дальнейшим появлением пятен (Гриффит В. Витамины, травы, минералы. - М.: 2002, с.70).
Известен способ получения кормовой муки из панцирных отходов ракообразных, из состава которой не выведены каратиноиды. Состав муки, соответствующий ГОСТу 2116-2000 «Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных» взят за прототип состава, использования (например, для повышения плодородия почвы (см. Слизкин А. и др.,. С.148), а также, например, для продукта питания/корма для позвоночных с дополнительными ингредиентами или компонентами, представителем которых является антиоксидант) природной композиции биологически-активных веществ «Хитакс». Кормовая мука, полученная по указанному ГОСТу, имеет следующий состав: хитин/хитозан 5,4-18%, жиры 10-18%, белки 36-42%, минеральная составляющая 24-24,5%, вода 10-12%, антиоксидант 0,1%. Недостатками муки описанного состава является сниженное количество хитин/хитозановых веществ, повышенное количество минеральной составляющей, необходимость добавления веществ-антиоксидантов, снижение активности каратиноидов из-за несоблюдения условий их переработки.
Наиболее близким, принятым за прототип способа получения природной композиции биологически активных веществ «Хитакс» являются способы получения крабовой муки (вариант 1 или вариант 2).
Вариант 1. (Новиков В.М. Справочник технолога рыбной промышленности. - М.: 1991, т.1, с.184, т.3 с.68). Данный способ включает вылов краба-сырца, его сортировку, доставку на плавучий завод, изготовление кормовой муки из отходов в вакуум-сушильных установках, складирование и дробление полученных сухих отходов. Т.е. муку получают переработкой отходов ракообразных на плавучих крабоконсервных заводах на вакуум-сушильных установках. Единовременная загрузка вакуум-аппарата составляет 1,9-2,1 т крабовых отходов или 2,5 т креветочиых, при этом необходимо следить, чтобы в аппарат не попадала излишняя влага. Сушка сырья проводится в две стадии: первая стадия сушки продолжается 1,5-2 ч при обработке крабовых отходов и 2-2,5 ч при обработке креветочного сырья под вакуумом 380 мм рт.ст. в начале процесса с постепенным понижением его до 200 мм рт.ст. при температуре 75-80°С; во второй стадии сушки давление в зарубашечном пространстве поддерживается на уровне 3-4 ат, вакуум в аппарате 200 мм рт.ст., температура 80-95°С. К началу второй стадии сушки процесс интенсивного выделения влаги уже заканчивается, и происходит окончательная сушка сырья. Общая продолжительность сушки составляет (в ч): крабовых отходов 3-4 и креветочного сырья 4-4,5 до содержания массовой доли влаги в муке 10-12% по ГОСТ 2116-82 «Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных».
Из вакуум-аппарата сушенку выгружают в приемный бункер, из которого подают в дробилку и затем на расфасовку. Для очистки муки от металлопримесей установлено два электромагнита: один перед дробилкой, а другой - за ней. Упаковывают муку в мешки и складируют в трюме. Трюм должен быть чистым, сухим и иметь хорошую вентиляцию. Для предотвращения процесса самовозгорания кормовая мука должна быть выработана с добавкой антиокислителя по ГОСТ 2116-82 «Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных» с массовой долей не более 0.1% агидола (ионола) или карбамида от 0,12% до 0,3%. Мука должна быть охлаждена до температуры 20°С.
Или получение по варианту 2. (Слизкин А. и др. Промысловые крабы прикамчатских вод. - П.-Камчатский: 2000, с.148). Измельченная масса панцирных отходов высушивается во вращающихся цилиндрических сушилках, обогреваемых паром или топочными газами. Сушка проводится при температуре 107-110°С. Высушенный до содержания влаги 7-10% полуфабрикат перемалывают на дезинтеграторе.
Наиболее близким, принятым за прототип получения природной композиции биологически активных веществ «Хитакс» является способ получения крабовой муки (Слизкин А. и др. Промысловые крабы прикамчатских вод. - П.-Камчатский: 2000, с.148). Измельченная масса панцирных отходов высушивается во вращающихся цилиндрических сушилках, обогреваемых паром или топочными газами. Сушка проводится при температуре 107-110°С. Высушенный до содержания влаги 7-10% полуфабрикат перемалывают на дезинтеграторе.
Данные варианты способа предполагают получение продукта от переработки панцирных отходов ракообразных (краба) с повышенным содержанием минеральной составляющей, так как вылов сырца не предусматривает его отбора в зависимости от цикла развития ракообразных, из-за чего продукт не может быть использован в пищевых целях, медицине, ветеринарии. Недостатком является нагревание выше 100°С (по варианту 2), из-за чего астаксантин распадается, и то, что измельчение массы происходит до (вариант 2) и после (вариант 1 или 2) сушки. Это приводит к увеличению площади соприкосновения частиц продукта с кислородом воздуха, что увеличивает скорость протекания реакции окисления, ухудшая тем самым качество и биологическую активность веществ панцирного продукта.
Прототипом использования брикетированных продуктов из ракообразных, в частности креветки, является применение брикетированной пасты «Океан» (Покровский А.А. Книга о вкусной и здоровой пище. - М.: 1977, с.74). Плюсом хранения брикетированной продукции является компактность складирования. Недостатком хранения панцирьсодержащей продукции из сухих креветок в брикетах является большая площадь соприкосновения спрессованных веществ, что затрудняет доступ воздуха, и следовательно, естественную вентиляцию, необходимую при хранении продуктов из хитин/хитозановых веществ, а также ломкость панцирных частиц. Т.е. в зависимости от имеющихся условий и возможностей возможно как брикетированное, так и рассыпчатое хранение сухих панцирьсодержащих продуктов и/или их полуфабрикатов.
Прототипом использования в качестве продукта питания/корма для представителя позвоночных с дополнительными компонентами (например, белки, не только кутикулярные, но и мышечные, других тканей) и получения сухих хитин/хитозан-содержащих продуктов и/или их полуфабрикатов является использование особей сухой саранчи, относящихся к типу членистоногих (ARTHROPODА), Общим признаком представителей типа является наличие хитин-содержащей кутикулы. Жители пустыни, кочевники, туарлы используют насекомых - саранчу в качестве пищевого продукта. Арабы - на корм животным - скакунам, которых кормят сухими насекомыми в походах. Способ приготовления пищевого продукта заключается в следующем: саранчу собирают и сушат; обламывают у сухих особей крылья, ножки, голову размалывают в муку; смешивают с молоком и едят. Недостатком способа использования полуфабриката из сухой саранчи является то, что при скармливании животные насекомых не размалывают, из-за чего снижается степень усвоения хитиновых и других веществ. Недостатком использования пищевого продукта из сухой саранчи является то, что нельзя длительно хранить муку из-за наличия в особях насекомых большого количества жира, который интенсивно окисляется за счет увеличения площади соприкосновения веществ-реагентов (в частности, жира и кислорода воздуха) после размола, что снижает качество пищевого продукта. Выделяемая в ходе окислительно-восстановительных процессов энергия может привести к разогреву и самовозгоранию муки (Акимушкин И. Мир животных (насекомые, пауки, домашние животные). - М., 1990, с.60-61).
Прототипом использования кутикулу-составляющих веществ особей, находящихся в стадии линьки или в стадии, предшествующей ей, является способ получения хитина из пупарий синантропных мух. Пупарии - покровы метаморфозной стадии у группы высших мух «отряд Двукрылых», которые, как и ракообразные, относятся к типу членистоногих (ARTHROPODА). Пупарии - это защитное приспособление в виде не сброшенной шкурки взрослой личинки, которое имеет бочковидную форму, затвердевает и укрепляется различными отложениями. Внутри пупарии функционирует, развиваясь, взрослая личинка (Жизнь животных (в 6 томах). - М.: 1968, т.3, с.391). Метод получения хитина биотехнологическим способом из отходов животноводства с помощью личинок синантропных мух (заявка на изобретение 95101608 A1, А01K 63/033, С08Б 37/08 от 23.06.1995 г.) заключается в сборе свежих яиц мух, в создании питательного субстрата, получения личинок мух, зырашивании личинок, очистке их кишечного тракта, их окукливании, сборе и переработке пупарий.
Недостатком способа получения хитин/хитозановых веществ по описанному в прототипе способу является: необходимость обеззараживания пупарий (скорлупок) из-за использования свиного навоза или птичьего помета, если полученные хитин/хитозановые вещества используются не с технической целью, а, например, в пищевой промышленности, медицине. Это повышает стоимость конечного продукта, который является уже дорогостоящим из-за необходимости создания линии для выращивания мух в специально созданных биоцехах. При этом количество получаемых хитин/хитозановых веществ мало из-за небольших размеров пупарий.
Для более глубокой переработки биологического сырья требуется специальное оборудование, значительные капитальные вложения, поэтому примерно треть биомассы отходов от добываемых ракообразных в настоящее время сбрасывается в море, нарушая санитарно-гигиенические показатели акватории промысла. Существующие нормы расходования сырья при изготовлении продукции из ракообразных фактически закрепляют это положение (Справочник технолога - г.Петропавловск-Камчатский, 1997 г.), хотя добыча и переработка ракообразных может быть безотходной за счет сведения до минимума отходов на каждом технологическом этапе переработки биологического сырья. Это повысило бы рентабельность промысла, улучшило экологическую обстановку, позволило бы предоставить народному хозяйству страны ценные композиции биологически активных веществ.
Задача предложенного изобретения:
- безотходное получение из панцирьсодержащих отходов креветок, выловленных в состоянии, предшествующем линьке, продукта из биоактивных веществ, который содержит минимальное количество минеральной составляющей - углекислого кальция и максимальное - хитина/хитозана 21,4-43% (от массы сухого панцирного вещества), жиров с каратиноидом астаксантин 10-18%, дополнительных составляющих - белков 36-42%, остатков минеральной составляющей панциря и ферментов 5-10,6%, воды 6-8%;
- использование свойств композиции «Хитакс», аналогичных свойствам хитин/хитозановых веществ и каратиноида астаксантин (избирательная сорбцинная способность - образование комплексов с металлами, имеющими переменную валентность (тяжелые, редкоземельные), галогенами и различными ядами, со способностью выведения их из организма; сорбирование радиоактивных элементов при устойчивости биополимеров к воздействию γ-излучения; инертность; нетоксичность; обладание влаго- и воздухопроницаемостью; наличие антибактериальной, противомикробной, противовирусной, антиаллергенной активности; биосовместимость с тканями живых организмов; биодеградируемость; способность ускорять регенерационные процессы при заживлении тканей и восстановлении суставов; способность связывать холестерин, жирные, желчные кислоты, выводить их из организма, предупреждая развитие атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения; способность повышать противораковый иммунитет и активизировать иммунитет при заболеваниях, связанных с иммунодефицитом; способность регулировать кровяное давление; возможность выступать в качестве вещества-катализатора, способствующего перевариванию пищи; улучшать работу кишечника за счет увеличения производства бифидобактерий и другой эффективной флоры; способность улучшать другие физиологические свойства организма, повышать остроту зрения), в медицине, в ветеринарии, фармакологии, сельском хозяйстве, при дезактивации зараженных радиоактивными веществами объектов и лечении живых организмов.
Поставленная задача достигается способом безотходного получения биоактивных веществ из панцирных остатков ракообразных. Способ характеризуется тем, что он предусматривает использование для сырья особей ракообразных, выловленных в стадии развития, предшествующей линьке, живых или снулых (срок хранения не более четырех часов). В состав массы сырья могут входить: помятые, отбракованные особи ракообразных; панцирьсодержащие остатки (основные представители: головогрудь, панцирь абдомена). Состояние сырья может быть по варианту 1 - мороженое. У особей креветки в первые четыре часа после вылова отделяют головогрудь от абдомена (т.е. шейки, в которой расположена съедобная часть), используя при этом для получения «Хитакса» в качествесырья головогрудь (как основной представитель панцирных отходов). Подготовленную массу замораживают в насыщенном солевом растворе. Для увеличения срока хранения возможно глазирование в пресной воде. В таком виде сырье поставляется на перерабатывающее предприятие. В дальнейшем быстроразмороженная в пресной воде масса высушивается. Или по варианту 2 состояние сырья может быть охлажденным. Подготовленную массу особей сразу после вылова смешивают со льдом и доставляют на перерабатывающее предприятие. Или по варианту 3 - сырец. Подготовленную массу из панцирьсодержащего сырья в сыром виде (сырец) на перерабатывающем предприятии направляют на формирование сырья для сушки. Или по варианту 4 - вареные. Подготавливают массу из вареных особей креветки (варят в воде после ее закипания не более 2-3 минут). Сырье для сушки в состоянии: вариант 1, или вариант 2, или вариант 3, или вариант 4 сушат по варианту 1 в вакуум-аппаратах или по варианту 2 в сушильных аппаратах при температуре (по варианту 2) не выше 100°С. Высушенный до содержания влаги 6-8% полуфабрикат прессуют или оставляют в рассыпчатом виде, упаковывают. В таком виде его хранят при температуре окружающей среды. Перед использованием его перемалывают.
Технический результат заключается в:
- экологически выгодном из-за безотходности получения из панцирных остатков креветки в стадии развития, предшествующей линьке, природной композиции биоактивных веществ в составе: хитин/хитозана 21,4-43%) (от массы сухого панцирного вещества), т.е. хитин/хитозановых веществ больше на 16-25% в сравнении с кормовой мукой; жиров с каратиноидом астаксантин 10-18%, т.е. появление нового вещества, а значит, появление новых свойств и областей использования композиции из панцирных веществ ракообразных; дополнительных составляющих - белков 36-42%; остатков минеральной составляющей и ферментов 5-10,6%, т.е. меньшее количество, в среднем на 19% в сравнении с кормовой мукой, что позволяет использовать композицию без затрат на выделение минеральной составляющей панциря; воды 6-8%;
- указанная композиция используется без введения антиоксиданта, что снижает себестоимость конечного продукта - композиции биоактивных веществ «Хитакс»;
- использовании свойств композиции биологически активных веществ «Хитакс» в разных отраслях народного хозяйства. Избирательная сорбционная способность - образование комплексов с металлами, имеющими переменную валентность (тяжелые, редкоземельные), галогенами и различными ядами со способностью выведения их из организма - позволяет использовать композицию «Хитакс» в профилактической медицине, ветеринарии, при проведении профилактических мероприятий в случаях отравлений ядами, токсическими веществами, продуктами их распада представителей позвоночных организмов, в том числе и человека. Сорбирование радиоактивных элементов при устойчивости биополимеров от воздействия γ-излучения - позволяет использовать композицию «Хитакс» при дезактивации радиоактивного заражения объектов разного агрегатного состояния (твердые-рассыпчатые), в лечебно-профилактических мероприятиях с позвоночными организмами, в том числе и с человеком при воздействии ионизирующего излучения, а также при лечебно-профилактических мероприятиях при ожогах от высокочастотного ионизирующего излучения. Инертность, нетоксичность - позволяет использовать композицию «Хитакс» в качестве пищевого продукта, корма для животных и/или его составной части при наличии хотя бы одного вещества ингредиента; в качестве лекарственно-профилактического агента и/или в качестве биоактивной фармакологической композиции, а также в качестве их частей - как дополнительного, так и в качестве активного компонента. Обладание влаго- и воздухопроницаемостью - позволяет использовать композицию «Хитакс» для повышения плодородия почв, а также при купировании состояний у позвоночных организмов, в том числе у человека, связанных с ухудшением анаэробного дыхания организма. Наличие антибактериальной противомикробной, противовирусной, антиаллергенной активности - позволяет использовать композицию «Хитакс» как лечебно-профилактическое средство при воспалительных, кожных, аллергических заболеваниях. Биосовместимость с тканями живых организмов, биодеградируемость - позволяет использовать композицию «Хитакс» как пищевое вещество. Способность ускорять регенерационные процессы при заживлении тканей и восстановлении суставов - позволяет использовать композицию «Хитакс» при лечебно-профилактических мероприятиях в случае костных заболеваний, заболеваний суставов, травм, нарушений соединительной ткани. Способность связывать холестерин, жирные, желчные кислоты, выводить их из организма, предупреждая развитие атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения; регулировать кровяное давление - позволяет использовать композицию «Хитакс» при лечебно-профилактических мероприятиях в случае сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклероза, ожирения и/или для снижения массы тела. Способность повышать противораковый иммунитет и активизировать иммунитет при заболеваниях, связанных с иммунодефицитом - позволяет использовать композицию «Хитакс» при лечебно-профилактических мероприятиях в случае заболевания раком, для укрепления иммунных реакций организма. Возможность выступать в качестве вещества-катализатора, способствующего перевариванию пищи; улучшать работу кишечника за счет увеличения производства бифидобактерий и другой эффективной флоры - позволяет использовать композицию «Хитакс» для лечебно-профилактических мероприятий в случае желудочно-кишечных заболеваний и расстройств. Улучшать ряд других физиологических процессов организма в комплексе с повышением остроты зрения - позволяет использовать композицию «Хитакс» в офтальмологии и для общего укрепления организма.
Способ получения композиции биоактивных веществ "Хитакс" указанного состава заключается в следующем: из выловленных в состоянии, предшествующем линьке (креветка линяет перед размножением, собираясь «пятнами», служащими объектом промысла особей креветки (живых или снулых, со сроком хранения не более 4 часов), формируют массу сырья. В состав массы сырья могут входить: помятые, отбракованные особи ракообразных и/или панцирьсодержащие остатки (основные представители: головогрудь, панцирь абдомена). Состояние сырья может быть по варианту 1 мороженое. У особей креветки в первые четыре часа после вылова отделяют головогрудь от абдомена (т.е. шейки, в которой расположена съедобная часть), используя при этом для получения «Хитакса» в качестве сырья головогрудь, и/или панцирь абдомена, и/или отбракованные особи. Подготовленную массу замораживают в насыщенном растворе поваренной соли при температуре -2°С. Для увеличения срока хранения глазируют путем кратковременного, на 10 мин, погружения в холодную, пресную воду. Хранят до переработки, соблюдая температуру от -20°С до -5°С. На перерабатывающем предприятии быстро размораживают погружением в пресную воду при температуре не выше 20°С или на воздухе.
Или по варианту 2 состояние сырья может быть охлажденным. Подготовленную массу особей сразу после вылова смешивают со льдом и доставляют на перерабатывающее предприятие. Формируют панцирьсодержащее сырье из отбракованных особей креветки и/или от панцирьсодержащих отходов от переработки креветки.
Или по варианту 3 - сырец. Подготовленную массу из панцирьсодержащего сырья в сыром виде (сырец) на перерабатывающем предприятии направляют на формирование сырья для сушки.
Или по варианту 4 - вареное. Из подготовленной массы вареных особей креветки (варят в воде после ее закипания не более 2-3 минут) формируют сырье для сушки. Сырье в состоянии: вариант 1, или вариант 2, или вариант 3, или вариант 4 сушат по варианту 1 в вакуум-аппаратах при температуре от 75°С с повышением до 95°С под вакуумом 380 мм рт.ст. с понижением до 200 мм рт.ст. Или по варианту 2 сушат во вращающихся цилиндрических сушилках, обогреваемых паром или топочным газом. Сушка проводится при температуре не выше 100°С. По варианту 1 или по варианту 2 высушенный до содержания влаги 6-8% полуфабрикат прессуют или без прессования, т.е. в рассыпчатом виде, хранят упакованным в чистую сухую тару при температуре окружающей среды без доступа света в чистом, сухом, проветриваемом помещении. Перед использованием перемалывают на дезинтеграторе, волчке или на подобных им устройствах до частиц не более 0,5 миллиметра. Полученный продукт направляют на упаковку.
Пример 1.
Морское скопление креветки в состоянии, предшествующем линьке и размножению, выловили и на судне в первые четыре часа у тушек отделили головогрудь от абдомена. Сырье, состоящее из головогруди, заморозили в насыщенном солевом растворе при температуре -2°С. Направили на береговую базу, соблюдая температурный режим -5°С. На береговом предприятии разморозили в холодной пресной воде с температурой 15°С. Вынули из воды и после ее стекания загрузили в цилиндрические вращающиеся сушилки, которые обогреваются топочными газами до температуры 100°С. Высушили. При достижении содержания влаги 7% сырье вынули из сушилки, спрессовали. Упаковали в полиэтилен и хранили при температуре окружающей среды без доступа света. Перед использованием раздробили на дезинтеграторе до частиц величиной 0,5 миллиметра. Порошок расфасовали в полиэтиленовые пакеты.
Пример 2.
Биологическую активность комплекса «Хитакс» исследовали в опытах на канарейках. После двухнедельного добавления порошка комплекса «Хитакс» в мягкую пищу в количестве 2 грамма на 1 птицу суммарная масса тела молодых десятидневных канареек опытной группы (10 особей) превысила суммарную массу тела контрольной группы (10 особей, которым давали обычный корм) в среднем на 15%. При этом у опытной группы наблюдалось выраженное усиление интенсивности окраски перьевого покрова тела, увеличение плотности его прилегания.
Полученные результаты показывают, что комплекс "Хитакс" обладает биологической активностью, аналогичной активности собственно хитин/хитозана, астаксантина: улучшает усвояемость веществ, оказывая положительное действие на увеличение массы тела молоди канареек, интенсивности окраски их оперения.
Пример 3.
2
-
+
-
2
-
89
Природную композицию биоактивных веществ (в составе: активное начало - хитин/хитозан 21,4-43% (от массы сухого панцирного вещества), жиры с каратикоидом астаксантин 10-18%, дополнительные составляющие - белки 36-42%, остатки минеральной составляющей панциря и ферментов 5-10,6%, вода 6-8%) в количестве 5 кг внесли в качестве удобрения в участок почвы 9 м, содержащий элемент Ас. При этом образцы почвы давали реакцию на ионы Cl(Ag+Hal=AgHal↓). Через 5 дней показатели счетчика Гейгера при работе с образцами почв данного участка изменились с 15 на 10 1 см/мин. Проведение качественной реакции с образцами почв на ионы Сl показало их отсутствие. Таким образом, одновременно с дезактивирующим, дезинтоксикационным эффектами, повысилось плодородие почвы, так как во вносимой природной композици биологически активных веществ содержались соединения фосфора, кальция, йода, меди, цинка, железа.
Переработка панцирных отходов ракообразных, выловленных в состоянии, предшествующем линьке, позволяет получить ценную природную композицию биологически активных веществ хитин/хитозана, астаксантина с минимальным содержанием углекислого кальция простым, безотходным, экологичным способом.