СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРИМОГО КОНЦЕНТРАТА ИЗ ПОБОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ ПАНТОВОГО ОЛЕНЕВОДСТВА
METHOD FOR PRODUCING SOLUBLE CONCENTRATE FROM SIDELINE PRODUCTS OF REINDEER ANTLERS

Изобретение относится к косметической промышленности, а именно к технологии переработки продукции пантового оленеводства для получения биологически активного растворимого концентрата в виде порошка, используемого для производства парфюмерно-косметических средств.
Известен способ получения биологически активного концентрата из консервированных пантов, характеризующийся тем, что панты измельчают до частиц размером 100 мкм и подвергают ферментативному гидролизу с последующей экстракцией, при этом ферментативный гидролиз осуществляют в две стадии, на первой стадии в присутствии фермента пепсина из расчета 2% от веса пантов при соотношении панты:вода 1:3 в течение 4 часов и температуре 40°C с последующим центрифугированием и фильтрацией гидролизата, а на второй стадии проводят ферментативный гидролиз жмыха, полученного после первой стадии ферментации, в присутствии фермента папаина активностью 30 тыс. ЕД из расчета 2% от первоначального веса пантов при соотношении жмых:вода 1:1,5 в течение 4 часов при температуре 40°C, при этом экстракции подвергается жмых, полученный после центрифугирования и фильтрации гидролизата после второй стадии ферментации при соотношении жмых:вода 1:5 в течение 3 часов и температуре 95-98°C, а сушку всех фильтратов проводят при температуре не выше 50°C и вакууме 0,9 атм (См патент RU 2461384, A61K 35/32, B01D 11/02).
Известен способ получения ранозаживляющего лекарственного средства для наружного применения, основанный на приготовлении концентрата из сырья пантовых оленей с добавлением формообразующего вещества и консерванта. В качестве сырья для приготовления концентрата используют матку стельной самки с зародышем в возрасте 2-3 месяца и околоплодной жидкостью. Концентрат при этом готовят путем водной экстракции измельченной до частиц размером 3-5 мм матки с зародышем в смеси с околоплодной жидкостью при весовом соотношении сырье:вода 1:1 и температуре 97-99°C в течение 4-5 часов с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой экстракта при температуре 55°C и давлением 0,9 атм (См. патент RU 2442594 C1, МПК A61K 35/50, A61K 35/12, A61K 35/48, A61K 47/44, A61K 47/46, A61K 9/06, A61P 17/02).
Однако данный способ включает высокотемпературную экстракцию сырья, находящегося в нативном (не модифицированном) состоянии, что может привести к коагуляции белков и как следствие к снижению растворимости концентрата, а это, в свою очередь, при изготовлении косметических средств снижает степень его воздействия.
Известен способ получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства, включающий водную экстракцию сырья (измельченного до состояния фарша размером частиц 3-5 мм) под действием ультразвуковых колебаний частотой 37 кГц в течение 2-3 часов при соотношении сырье:вода для хвостов и/или половых органов самцов маралов 1:3, для маток с плодами и околоплодной жидкостью 1:1 при температуре 45-50°C с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой полученного фильтрата при температуре не выше 50°C и давлении 0,9 атм (См. патент RU 2488401, МПК A61K 35/12, A61K 35/48, A61K 35/50, B01D 11/02, B01J 19/10 - прототип).
Данный способ обеспечивает выход готового концентрата из хвостов на уровне 26,0%, из половых органов самцов - 4,0%, маток с эмбрионами - 5,5%.
Однако биологически активный потенциал побочной продукции пантового оленеводства не исчерпывается вышеуказанными процентами извлечения из сырья биологически активных веществ.
Необходима разработка способа получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства при использовании хвостов, половых органов самцов и маток с зародышами и околоплодной жидкостью, обеспечивающего более высокую степень извлечения биологически активных веществ при высокой растворимости готового концентрата.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения растворимого концентрата из побочной продукции пантового оленеводства, включающем водную экстракцию сырья, измельченного до состояния фарша размером частиц 3-5 мм под действием ультразвуковых колебаний частотой 37 кГц с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой при температуре 45°C и давлении 0,9 атм, согласно заявленному изобретению, водную экстракцию сырья проводят при температуре 35-36°C в присутствии фермента пепсина при его концентрации в смеси сырье:вода 0,5% в течение не менее 3-х часов при соотношениях сырье:вода для хвостов 1:5, для половых органов самцов 1:4, для маток с зародышами и околоплодной жидкостью 1:2.
Сущность заявленного способа заключается в том, что оптимизация способа получения биологически активного концентрата осуществляется путем интенсификации процесса экстракции, посредством одновременного воздействия на сырье ультразвуком и ферментом пепсином. Механическое разрушение частиц и интенсивное перемешивание смеси сырье:вода при воздействии ультразвука предопределяет более широкий доступ пепсина к экстрагируемой массе, а найденные индивидуальные соотношения сырье:вода для каждого вида сырья позволяют интенсифицировать процесс воздействия ультразвука в каждом конкретном случае. Данная необходимость поиска индивидуальной для каждого вида сырья степени разведения обосновывалась тем, что интенсивность воздействия ультразвука на среду зависит от ее плотности и вязкости, то есть неодинаковый уровень воздействия ультразвука на разные виды сырья вероятно проистекал из специфики физико-химических свойств вида сырья, структуры тканей и т.д., что предопределило различную степень разведения. Кроме этого, по ходу эксперимента в связи с разогревом обрабатываемого сырья (под действием ультразвука) возникла необходимость снижения поддерживающей температуры проведения процесса экстракции до 35-36°C с целью исключения скачков температуры выше 40°C, при которой инактивируется действие пепсина. В случае повышения температуры выше +40°C-+50°C молекула фермента, которая является белком, подвергается процессу денатурации, при этом скорость химической реакции заметно падает. Оптимальная концентрация пепсина 0,5% от массы смеси сырье:вода была найдена в предварительных опытах при задействованных концентрациях от 0,25 до 1,0%.
Как показали исследования при совместном использовании в процессе экстракции фермента пепсина (при его концентрации в смеси сырье:вода 0,5%) и ультразвука, выход готового концентрата возрастал по мере увеличения степени разведения (соотношения сырье:вода) для всех видов сырья (вероятно из-за зависимости интенсивности воздействия ультразвука от плотности и вязкости среды). Так выход концентрата из хвостов при соотношении сырье:вода 1:2 (при 2-часовой экстракции) - 19,4%, а при соотношении 1:5 - 32,6% (при 3-часовой экстракции). Аналогичная тенденция наблюдалась при переработке половых органов самцов (11,3% при соотношении 1:2 и 23,8% при 1:4). Для маток с зародышами и околоплодной жидкостью оптимальным соотношением сырье:вода является 1:2, так как дальнейшее увеличение степени разведения практически не отразилась на выходе концентрата. Следует отметить также, что оптимальное время экстракции для всех видов сырья составило не менее 3-часов, так как 2-часовая экстракция обеспечила значительно низкий уровень выхода концентрата, а при 4-часовой экстракции выход концентрата увеличивался незначительно. Кроме этого, данный эксперимент показал, что для высокого выхода концентрата было важно вводить фермент пепсина не из расчета его на количества сырья в смеси сырье:вода, а на его концентрацию в этой смеси. Так если вводить 2,0% фермента в смеси при соотношении 1:1, то по сравнению с разведением 1:3 его концентрация будет в 2 раза ниже, что значительно влияло на процесс выхода концентрата. Испытание заявленного способа показало, что выход готового продукта при переработке хвостов и половых органов самцов в среднем по сравнению с прототипом увеличился в 1,8 раза, а из маток с зародышами и околоплодной жидкостью - на 14,0%.
Исследование биохимического состава концентратов, полученных по заявленному способу и прототипу, приведено в таблице 2.
Согласно таблице 2 ферментация сырья ферментом пепсин в поле ультразвука позволила увеличить содержание аминокислот на 30,1-33,2%, в том числе незаменимых аминокислот на 18,0-28,8%, заменимых - на 31,5-41,0%. Тогда как содержание жира, золы, жирных кислот, витаминов и минеральных элементов выросло лишь на 6,5-12,5%. Это связано с тем, что основная роль пепсина в основном заключается в расщеплении белков до полипептидов и аминокислот.
Пример 1. Один килограмм хвостов измельчали на куттере или мясорубке до частиц размером 3-5 мм. Далее к 1,0 кг измельченных хвостов добавляли 5,0 л воды и 30,0 г фермента пепсина (0,5% пепсина на 6000,0 г смеси). Ультразвуковую экстракцию с частотой колебаний 37 кГц (Elmasonic S 80 Н) проводили в течение 3-х часов при поддержании температуры на уровне 35-36°C, по окончании процесса гидролизат фильтровали и сушили при температуре 45°C и давлении 0,9 атм.
Пример 2. Один килограмм половых органов самцов измельчали на куттере или мясорубке до частиц размером 3-5 мм. К 1,0 кг измельченного сырья добавляли 4,0 литра воды и 25,0 г фермента пепсина (0,5% пепсина на 5000,0 г смеси), далее, как в примере 1.
Пример 3. Один килограмм маток с зародышами и околоплодной жидкостью измельчали на куттере или мясорубке до частиц 3-5 мм. К 1,0 кг измельченного сырья добавляли 2,0 л воды и 15,0 г фермента пепсин (0,5% пепсина на 3000,0 г смеси), далее, как в примере 1.
Растворимость готового концентрата по заявленному способу превышала растворимость продукта по прототипу незначительно (в среднем на 1,2%).
Таким образом, использование заявленного способа получения биологически активного концентрата из побочной продукции пантового оленеводства обеспечивает высокую степень извлечения биологически активных веществ при высоком проценте растворимости готового продукта.