СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПАНТОВ ОЛЕНЕЙ

Изобретение относится к медицинской, фармацевтической, пищевой и косметической промышленности, точнее к технологии комплексной переработки пантов для получения биологически активных субстанций.

Известен способ получения пантокрина путем четырехкратной экстракции измельченных пантов этиловым спиртом при температуре 78°С, причем первую экстракцию проводят 96°-ным этанолом (6 часов), последующие - 80° (по 6 часов) (См. Авторское свидетельство RU 195049 А61K).

Однако в результате экстракции пантов раствором этанола в пантокрин переходит не более 5,0% сухих веществ, а пантовый жмых, обладающий высокими биохимическими свойствами, утилизируется.

Известен способ получения биологически активного порошка, путем смешивания измельченных пантов с водой при соотношении 1:5, гомогенизациb данной смеси в течение 5 минут, с последующей экстракцией в течение 4 часов при 90-93°С, после чего осуществляют ферментативный гидролиз в присутствии папаина активностью 30 тыс. БД/ После окончания гидролиза гидролизат центрифугируют и фильтруют, фильтрат выдерживают 30 минут при 70°С и сушат при 45-50°С в вакууме 0,9 атм (см. патент RU 2386444 А61K 35/32).

Однако данный способ позволяет экстрагировать в гидролизат не более 40-60% сухих веществ, оставшаяся часть биологически активных веществ остается в жмыхе, в который, в связи с наличием в нем волоса, утилизируется.

Известен способ переработки пантов оленей-перворожек путем отдельного консервирования кожи и основы пантов, при температуре от 40 до 50°С и вакууме от 80 до 90 мм рт.ст., что позволяет получать порошок из кожи и пантов, которые могут использоваться как по одиночке, так и сочетано (см. патент RU 2332035 A23L 1/30, А61K 35/32).

Однако порошок из пантов представляет нерастворимую биосубстанцию, что резко ограничивает спектр ее применение, а спектр использования порошка из кожи пантов имеет очень узкие пределы, в связи с наличием в нем волоса.

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 с последующей фильтрацией и вакуумной сушкой при температуре 45°С и давлении 0,9 атм, при этом водную экстракцию сырья проводят при температуре 35-36°С в присутствии фермента пепсина при его концентрации в смеси сырье:вода 0,5% в течение не менее 3-х часов, при соотношении сырье:вода для хвостов 1:5, для половых органов самцов 1:4, для маток с зародышами и околоплодной жидкостью 1:2 (патент 2548747 С1, 20.04.2015 - прототип).

Однако данный способ характеризуется приемами с технологическими режимами достаточными для переработки мягких тканей, что недостаточно при переработке костной составляющей панта и кожи с волосом.

Кожа пантов является ценным биологически активным сырьем и характеризуется высоким содержанием белка (на 35,0% выше этого показателя в основе панта), содержит в 4,6 раза больше метионина, на 35,8% больше треонина, превосходит основу панта по содержанию меди и марганца. Исследования по выявлению содержания гормонов и факторов роста в основе панта (например, северного оленя) и в порошке из кожи, показали, что порошок из кожи панта превосходит основу панта по таким показателям, как костный морфогенетический протеин - 4 (ВМП-4), целиарный нейротрофический фактор (NGF₃, CNTF), фактор роста нервов (NGF), бета-трансформирующий фактор роста (TGF-β), инсулиноподобный фактор роста 2 (IGF-2), дегидроэпиандростерон (ДГЭА) и тестостерон. Кроме этого, исходя из того что вес кожи панта составляет не менее 30,0% от веса панта, данный вид сырья может использоваться в переработке пантов, как самодостаточный вид сырья, а жмых от переработки основы панта, будучи при отсутствии волос, может использоваться как самостоятельный продукт, так и при дальнейшей переработке для получения экстрактов и концентратов. В то же время процесс обезволашивания пантов трудоемок и сопряжен с использованием химикатов, что значительно снижает качество конечных продуктов переработки пантов (см. патент RU 2408736, С14С 1/00).

При использовании для переработки (при необходимости) консервированного сырья получаемого при вакуумной сушке (как более эффективной), необходимо сначала снять с панта кожу, так как сушка цельного панта под вакуумом осложняется отслоением кожи и выходом крови, поэтому консервирование сырья, при использовании заявленного способа сушки, осуществляется только при снятии кожи.

Необходима разработка способа комплексной переработки пантов, позволяющего расширить ареал средств (жмых, кожа пантов) для получения биологически активных продуктов и обеспечивающего более высокую рациональность использования сырья пантовых оленей и разнообразие биосубстанций при промышленном (массовом) объеме переработки пантов.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения биологически активных продуктов из пантов характеризуется тем, что в качестве сырья используют свежесрезанные панты и кожу или консервированные основу и кожу, при этом сырье подвергают переработке, сначала путем ферментативного гидролиза каждого вида сырья отдельно под воздействием ультразвуковых колебаний мощностью 40-50 кГц, сначала под действием фермента СГ-50 в дозе 0,5% от массы сырья и далее фермента папаина активностью 30,0 тыс. ЕД в дозе 0,5% от массы сырья, при этом соотношение свежесрезанного сырья к воде составляет 1:3-1:4 при воздействии каждого фермента в течение 3-4 часов, а соотношение консервированного сырья к воде составляет 1:5-1:6 при воздействии каждого фермента в течение 4-5 часов, гидролизаты каждого сырья после ферментативного гидролиза фильтруют, а жмыхи направляют на дальнейшую переработку, где каждый жмых отдельно подвергают спиртовой экстракции 40-50% спиртом при температуре 35-50°С, в течение 2-3 суток при регулярном перемешивании смеси, после чего проводят фильтрацию и экстракты от каждого вида сырья объединяют с экстрактами, полученными после ферментативного гидролиза, а жмыхи по отдельности подвергают высокотемпературной водной экстракции при соотношении жмых: вода 1:5 при температуре не выше 120°С в течение 10-12 часов, а после фильтрации каждого экстракта их объединяют с экстрактами от предыдущих стадий переработки, причем жмыхи от переработки основы панта сушат в вакууме не менее 0,9 атм при температуре не выше 55°С до влажности 10-12% и измельчают, а жмых от переработки кожи утилизируют.

С целью изучения процесса комплексной переработки пантов, обеспечивающей максимальный выход сухих веществ в экстракт, был проведен ряд опытов, а именно, выявлялось первоочередность воздействия на сырье между ферментативной и спиртовой экстракцией. В первом опыте основу панта и кожу (отдельно) экстрагировали сначала 50,0%-ным раствором этилового спирта при максимальных технологических параметрах: соотношение сырье:раствор спирта 1:10, температура процесса 50°С в течение 3 суток при регулярном перемешивании и последующей фильтрации экстрактов, и далее жмых от переработки основы панта и кожи (отдельно) подвергали ферментативной водной экстракции при максимальных технологических параметрах: соотношение жмых:вода 1:4, под воздействием 50 кГц в присутствии в начале процесса фермента СГ-50 в дозе 0,5% (от массы сырья) в течение 4 часов, а затем, в течение 4 часов в присутствии фермента папаина (30,0 тыс. ЕД) в дозе 0,5% от массы сырья (жмыха) при температуре не выше 40°С.

Второй опыт представлял собой экстракцию, при которой основу панта и кожу (отдельно) сначала подвергали ферментативному гидролизу по схеме и технологическим параметрам первого опыта, а далее жмыхи от основы панта и кожи экстрагировали раствором этилового спирта по схеме и параметрам первого опыта.

Результаты опытов по выявлению первоочередности воздействия на сырье между спиртовой и ферментной экстракции сравнивали по показателям концентрации белка, жира, золы и аминокислот в концентратах (высушенных экстрактов и гистоли-затов).

В таблице 1 приведен биохимический состав объединенного (экстракт после спиртовой экстракции основы панта плюс экстракт после последующего ферментативного гидролиза жмыха, полученного после спиртовой экстракции) экстракта из основы панта (опыт 1), и объединенного (экстракт после ферментного гидролиза основы панта плюс спиртовый экстракт из жмыха полученного после ферментативного гидролиза) экстракта из основы панта (опыт 2).

Согласно проведенным исследованиям (табл. 1) установлено, что ферментный гидролиз сырья на первом этапе переработки подготавливает структуру основы пантов (частичное разрушение клеточных структур, белков, химических связей между аминокислотами и т.д.), к последующему ее экстрагированию этанолом, поэтому биохимический состав концентратов, полученных после экстракции раствором этилового спирта жмыха основы пантов после ферментного гидролиза, превосходит аналогичные образцы, полученные в первой серии опытов в среднем на 7,5%.

Аналогичная тенденция (первоочередность ферментативного гидролиза в заявленной комплексной переработки пантов) наблюдалась и в опыте с кожей панта (данные не приведены в связи с аналогичностью тенденции). Как было сказано выше, первые два опыта проводились при максимальных параметрах процесса переработки. Третий опыт был проведен (при первоочередности ферментативного гидролиза в процессе) при минимальных параметрах процесса, а именно: ферментативный гидролиз - соотношение сырье:вода 1:3, ультразвук 45 кГц, время воздействия ферментов по 3 часа, спиртовая экстракция жмыха, полученного после ферментативного гидролиза, раствором спирта 40,0%, соотношение жмых:раствор этанола 1:5, при температуре 35°С в течение 2 суток.

Как показали исследования, при проведении процесса переработки пантов при задействованных минимальных параметрах процесса выход сухого вещества, по сравнению с процессом переработки при максимальных параметрах процесса, был ниже всего на 2,4%, что позволило расширить пределы использования технологических параметров способа (от - до).

Высокотемпературная экстракция жмыхов в процессе исследований проводилась при одном уровне технологических параметров: температура не выше 120°С при соотношении жмых:вода 1:5 в течение 10-12 часов в связи с оптимальностью параметров, выявленных по ходу исследований.

Вакуумная сушка жмыхов после трех стадий экстракции, а так же сушка экстрактов (при необходимости получения сухих концентратов) проводилась по известным параметрам вакуумной сушки при температуре не выше 55°С и вакууме не менее 0,9 атм до требуемой влажности.

Выход сухого вещества при использовании заявленного способа составил: при переработке основы панта не менее 70,0%, при переработке кожи не менее 80,0%.

Пример 1. Переработке были подвергнуты свежесрезанные панты. Основу панта и кожу измельчали до состояния фарша (по отдельности) и помещали в ультразвуковой экстрактор. Водный гидролиз осуществляли при разведении сырье:вода 1:3 для каждого сырья под воздействием ультразвуковых колебаний мощностью около 50 кГц в течение 4,0 часов под воздействием фермента СГ-50 в дозе 0,5% (от массы сырья), а затем в течение 4,0 часов под воздействием фермента папаин (30,0 тыс. ЕД) в дозе 0,5% (от массы сырья). Гидролизаты каждого сырья после ферментативного гидролиза сливали, фильтровали и объединяли, а жмыхи направляли на дальнейшею переработку, где жмыхи по отдельности подвергались спиртовой экстракции 50%-ным раствором этилового спирта при соотношении жмых:раствор спирта 1:7 при температуре 40°С в течение 2,5 суток при регулярном перемешивании смеси, после чего проводили фильтрацию и экстракты от каждого вида сырья объединяли с экстрактами, полученными после ферментного гидролиза, а жмыхи по отдельности подвергали высокотемпературной водной экстракции при соотношении жмых:вода 1:5 при температуре не выше 120°С в течение 10 часов и после фильтрации каждого экстракта их объединяют с экстрактами каждого вида сырья от предыдущих стадий переработки, при этом жмых от переработки основы панта сушат в вакууме (не менее 0,9 атм) при температуре не выше 55°С до влажности 10-12%, а жмых от переработки кожи (волос, так как кожа полностью экстрагировалась) утилизируется. Таким образом, данный способ переработки пантов может обеспечивать наличие нескольких видов конечного продукта, а именно:

- экстракта из основы панта с высоким содержанием сухого вещества, с богатым аминокислотным, минеральным составом, концентрацией факторов роста и гормонов;

- ультрадисперсный порошок из основы панта после размола и сушки основы;

- экстракта из кожи панта с высоким содержанием общего белка, а также гормонов, факторов роста и метионина, который является в организме донором метальных групп (-СН₃) при биосинтезе холина, адреналина и многих других биологически активных веществ;

- жмых после полной экстракции основы панта и с остаточной, но довольно высокой биологической активностью, который может использоваться, будучи освобожденный от волоса, в виде ультрадисперсного порошка в пищевой промышленности;

- жмых после любой стадии экстракции основы панта, в зависимости от потребности той или иной отрасли производства;

- экстракты после любой стадии экстракции как из основы панта, так и кожи, так же от потребности использующихся данное сырье отраслей пищевой, косметической промышленности и медицине.

Пример 2. Если в качестве сырья используется консервированное сырье (вакуумная сушка основы и кожи панта), то процесс переработки проводят при тех же технологических параметрах за исключением степени разведения на первом этапе экстрагирования (ферментативный гидролиз) - сырье:вода 1:5-1:6 и временем ферментации для каждого фермента 4-5 часов.

Таким образом, использование заявленного способа переработки пантов оленей позволяет расширить арсенал средств (жмых, кожа пантов) для получения биологически активных продуктов и обеспечивает более высокую рациональность использования сырья пантовых оленей и разнообразие биосубстанций при промышленном (массовом) объеме переработки пантов.