RU2802472C1 - Пищевой продукт Апитин - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к переработке органического сырья, и может быть использовано для повышения биологической ценности пищевых продуктов. Предложен пищевой продукт на основе пчелиного подмора, полученный путем гидродинамической пульсационной обработки смеси исходного измельченного пчелиного подмора и воды на роторно-пульсационном аппарате, при перемешивании и диспергировании, до получения готового продукта, характеризующегося следующими показателями содержания воды, растительных стеринов, сырого жира, низкомолекулярного хитозана, хитина, сырого протеина, сахаров, фенольных соединений, включая меланины, пчелиного яда, жирных кислот, витаминов и золы, %: вода 1,0-5,0; растительные стерины 0,4-0,8; сырой жир 1,0-12,0; сырой протеин 35,0-38,0; низкомолекулярный хитозан 8,0-10,0; хитин 7,0-11,0; сахара 8,0-10,0; фенольные соединения, включая меланины 9,0-11,0; пчелиный яд, жирные кислоты, витамины, зола остальное. Изобретением обеспечивается получение высокоактивного функционального пищевого продукта, обладающего уникальными профилактическими свойствами, в котором максимально раскрыт потенциал полезных характеристик исходного природного сырья, который служит основой для создания линейки функциональных продуктов на основе продукции пчеловодства и растительного сырья. 2 табл.

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к переработке органического сырья, и может быть использовано для повышения биологической ценности пищевых продуктов. Изобретение может служить основой для создания функциональных продуктов на основе продукции пчеловодства и растительного сырья.

Из уровня техники известна пищевая добавка «АпиХит» компании Тенториум, входящая в набор апифитопродуктов, предназначенных для нелекарственной профилактики кардиоваскулярного риска и повышения работоспособности у юных и молодых спортсменов [RU 2524799 С1. Способ эндотелиопротекции апи-фитокомпозицией. МПК G09B 23/28, A61K 31/05, A61K 35/64, A61P 9/08, заявка № 2013101734/14 от 14.01.2013, опубл.: 10.08.2014 в Бюл. № 22]. Продукт выпускается в форме бальзама для перорального приема. Он представляет собой жидкость, имеющую специфический хвойный аромат. В состав бальзама входят природные компоненты – хитозан и экстракт сибирской пихты. Хитозан относится к продуктам пчеловодства так как, добывается из хитиновых панцирей медоносных пчел. Вспомогательные ингредиенты в составе отсутствуют, но экстракт пихты обеспечивает в нем высокое содержание микроэлементов, аминокислот, оказывающих выраженное воздействие. Продукт АпиХит получают в результате деструктирования пчелиного подмора химическим, а затем биологическим путем.

Недостатком изобретения является высокая стоимость препарата и высокие трудозатраты при данном способе получения продукта.

Также известен способ получения хитозан-меланинового комплекса из подмора пчел, который может быть использован в ветеринарии для получения препаратов лечебно-профилактического назначения, в медицине для профилактики и лечения кишечно-инфекционных заболеваний различного происхождения, а также ранозаживляющих мазей и как радиопротектор организма и кожного покрова. Способ включает операции депротеинирования пчелиного подмора 10% раствором щелочи NaOH при температуре 78 ÷ 82°С в течение 1,5 ÷ 2,0 часов, и дальнейшую обработку 50 % раствор NaOH. Рабочая смесь обрабатывается при температуре 90 ÷ 95°С в течение 1,5 ÷ 2,0 часов [RU 2382051 C1. Способ получения хитозан-меланинового комплекса из подмора пчел. МПК C08B 37/00, заявка № 2008129931/13 от 21.07.2008, опубл.: 20.02.2010 от Бюл. № 5].

Недостатком данного технического решения является отсутствие в полученном продукте многих биологически-активных веществ, в т.ч. меланинов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является природный биополимер Апизан и его применение в качестве добавки в питательную среду [RU 2649360 C1. Способ получения природного биополимера Апизана и его применение для активации культур клеток животных in vitro при репродукции вирусов. МПК С08В 37/08, заявка № 2016150760 от 22.12.2016, опубл.: 02.04.2018 в Бюл. № 10]. Способ получения природного биополимера Апизана для активации культур клеток животных in vitro при репродукции вирусов предусматривает измельчение в порошок подмор пчел, предварительную сушку измельченного порошка подмора пчел до 4-6 % с последующим получением хитина путем депротеинирования 30%-нам раствором гидроокиси натрия в соотношении 1:3 в течение 6 ч. при температуре 75°С и промыванием дистиллированной водой. Проводят активацию хитина путем радиолиза продукта на гамма-установке «Пума» в дозе 10,0 гр. при мощности экспозиционной дозы 3,13×10^-5 Кл/кг⋅с, промывают дистиллированной водой до нейтрального значения рН и лиофилизируют с получением готового продукта – Апизана. Полученный Апизан добавляют в питательную среду в заданном соотношении компонентов.

Продукт Апизан может быть получен другим способом. В ходе его получения подсушенное измельченное сырье деминерализируют и депротеинируют химическим способом.

Недостатком Апизана является достаточно жесткая химическая обработка пчелиного подмора, включающая воздействие кислотами и щелочами. В результате такого способа обработки происходит разрушение многих биологически активных веществ, которые содержит пчелиный подмор.

Технический результат изобретения заключается в получении высокоактивного функционального пищевого продукта, предназначенного для обогащения ежедневного рациона питания и профилактики заболеваний различных систем организма.

Технический результат достигается тем, что пищевой продукт Апитин, полученный из пчелиного подмора, содержит воду, растительные стерины, сырой жир, низкомолекулярный хитозан, хитин, сырой протеин, аминокислоты, меланины, сахара, фенольные соединения, пчелиный яд, жирные кислоты, витамины и золу, выраженные в следующем процентном соотношении:

Вода	1,0 – 5,0
Растительные стерины	0,4 – 0,8
Сырой жир	11,0 – 12,0
Сырой протеин	35,0 – 38,0
Низкомолекулярный хитозан	8,0 – 10,0
Хитин	7,0 – 11,0
Сахара	8,0 – 10,0
Фенольные соединения, включая меланины	9,0 – 11,0
Пчелиный яд, жирные кислоты, витамины, зола	Остальное

Изобретение получено при помощи гидродинамической пульсационной обработки животного материала в виде пчелиного подмора, осуществляемой установкой для диспергирования и гомогенизации хитина насекомых. При данном способе переработки происходит преобразование структуры пчелиного подмора на молекулярном уровне и образование новых связей с участием деструктированных и активированных биополимеров исходного сырья.

Получение заявленного продукта проходит в две стадии.

Первая стадия заключается в подготовке биологического материала, т.е. пчелиного подмора, к дальнейшей обработке на роторно-пульсационном аппарате (далее - РПА).

Пчелиный подмор обрабатывают паром под давлением в течении 1-2 сек. Возможно также предварительное измельчение сырья в промышленном куттере (например, при наличии в смеси растительного сырья). В ходе первичной обработки исходной массы происходят процессы измельчения, перемешивания и предварительной гомогенизации смеси. В некоторых случаях первая стадия может быть исключена, а именно, когда исходное сырьё может подаваться в РПА без предварительной подготовки.

Вторая стадия заключается в обработке смеси из воды и измельченных органических веществ, полученных в ходе первой стадии на РПА. В результате воздействия на обрабатываемый материал различных факторов (ударного, гидродинамического, кавитационного и др.) обеспечивается его высокоэффективное перемешивание и диспергирование. При этом происходит ряд химических реакций, сопровождающихся деструкцией биологических полимеров (хитин, целлюлоза, меланины и др.), то есть «измельчение» на молекулярном уровне.

Технологический процесс переработки на РПА, предусматривает многократный прогон смеси через рабочую зону аппарата («по кругу») до получения требуемых свойств готового продукта.

После выхода из РПА готовый продукт поступает на расфасовку.

РПА оказывает одновременное:

- механическое воздействие на частицы гетерогенной среды, в виде ударных, срезывающих и истирающих нагрузок при контактах с рабочими частями;

- гидродинамическое воздействие, происходящее при больших сдвиговых напряжениях в жидкости, развитой турбулентности пульсациях давления и скорости потока жидкости;

- гидроакустическое воздействие на жидкость за счет мелкомасштабных пульсаций давления, интенсивной кавитации, ударных волн и вторичных нелинейных акустических эффектов.

Указанная технология имеет преимущества перед имеющимися способами переработки пчелиного подмора, т.к. количество деструктированных хитозан-меланиновых комплексов в составе продукта Апитин не ниже, чем в известных продуктах, полученных химическим и ферментативным путем, а другие показатели содержания биологически активных веществ значительно выше.

Полученный продукт имеет консистенцию от жидкой сиропообразной до густой закристаллизованной массы без крупных крупинок и без посторонних включений, состоящих из отдельных частичек хитинового покрова пчелы. Цвет продукта от светло-желтого до темно-коричневого. Запах не яркий, напоминает запах ржаного солода и меда. Вкус не выраженный, с легкой кислинкой.

Хитиновый покров пчёл содержит уникальные биополимеры – хитин, хитозан, меланины, гепариноиды и др. При этом хитин и хитозан объединены в комплексную субстанцию с меланином, обладающую высокой биологической активностью, характерной для каждого из компонентов. Данные биополимеры имеют достаточно высокую молекулярную массу (порядка 200000 Да) и практически нерастворимы в биологических жидкостях. Биологически активные вещества, обусловливающие полезные свойства пчелиного подмора, находятся в сырье не в свободном состоянии, а связаны с биополимерами в сложные комплексы различными связями физической и химической природы и лишь частично могут находиться в биодоступной форме.

В новом продукте из подмора пчел не только уменьшены размеры частиц сырья на макроуровне, но и понижена молекулярная масса биополимеров за счёт их частичной деструкции с сопутствующим увеличением содержания активных функциональных групп. В процессе обработки биологического материала происходит деацетилирование хитина с образованием низкомолекулярных хитозанов – веществ, обладающих хорошей растворимостью и способных усваиваться организмом человека. Эти вещества оказывают общеукрепляющее и тонизирующее действие, нормализуют функции многих систем организма, действуют как профилактическое средство при риске развития диабета, способствуют снижению уровня холестерина в крови, обладают высокой сорбционной способностью и т.д. Низкомолекулярные хитозаны связывают и выводят из организма радионуклиды и соли тяжёлых металлов.

Образующиеся в готовом продукте комплексы разнообразных биологически активных веществ обладают повышенной биодоступностью и усвояемостью организмом человека.

Проведены исследования, подтвердившие данные о происходящей деструкции полимерного состава пчелиного подмора, полученного в результате механической активации хитинового покрова медоносной пчелы.

Основная доля органических соединений в составе продукта Апитин приходится на низкомолекулярные вещества с массой не более 600 Да и их комплексы. Кроме того, присутствуют олигомерные биополимеры, образовавшиеся в процессе обработки пчелиного подмора. На их долю приходится приблизительно половина органических веществ в составе продукта Апитин.

В результате воздействия физических факторов при обработке пчелиного подмора происходят процессы значительной деструкции биополимеров хитина и хитозана. При этом образуются сравнительно низкомолекулярные водорастворимые олигосахариды и моносахариды. Так происходит деацетилирование хитозанов с образованием низкомолекулярных хитозан-меланиновых комплексов.

Продукт (ингредиент) Апитин содержит не менее 21-го вида жирных кислот. Среди обнаруженных кислот, входящих в состав продукта Апитин, присутствует 10-гидроксидеценовая кислота - характерный компонент маточного молочка. Данная кислота обладает высокой биологической активностью. Так установлены выраженные антибиотические свойства, противоопухолевое воздействие, ингибиторное влияние на злокачественные опухоли. Современные исследования в области физиологии пищеварения доказывают, что жирные кислоты с количеством атомов углерода до 10 проходят через кишечный тракт без изменений и всасываются непосредственно в кровь. Очевидно преимущество деценовых кислот для энергетического обмена в организме человека.

В составе продукта содержится более 20 аминокислот как связанных, так и свободных, ряд которых являются незаменимыми (фенилаланин, лизин, лейцин, изолейцин, аргинин, валин, треонин, гистидин, метионин), а также заменимыми (глутаминовая кислота, аланин, аспарагиновая кислота, тирозин, глицин, серин).

В состав продукта Апитин входит десять фенольных соединений, относящихся к флавоноидам следующих групп: флаваноны (пиноцембрин, нарингенин, гесперетин), флаванонолы (пинобанксин), флавоны (лютеолин, апигенин), флавонолы (кверцетин, галангин, изорамнетин, каемпферол). При этом на каемпферол, изорамнетин и пиноцембрин приходится основная доля обнаруженных фенольных соединений, в то время как, содержание кверцетина и лютеолина меньше приблизительно на порядок. Как известно, флавоноиды обладают многосторонней физиологической активностью, в частности, они укрепляют стенки сосудов и уменьшают ломкость капилляров. В этом отношении наиболее активны апигенин, пиноцембрин, гесперетин и нарингенин. Флаваноны оказывают желчегонное действие, а флавонолы влияют на обезвреживающую функцию печени. Большинство флавоноидов в той или иной степени проявляют спазмолитическую, диуретическую, гипоазотемическую и фунгистатическую активность. Такие соединения как кверцетин и лютеолин обладают антибиотическими и антоксидантными свойствами.

Широкий спектр выявленных витаминов в продуктах Апитин активно влияет на все функции органов и системы организма, позволяет решить ряд проблем, связанных с дефицитом данных веществ. В составе продукта Апитин обнаружено 10 основных жирорастворимых витаминов: витамин А, лютеин, витамин А ацетат, витамин D2, витамин Dз, витамин Е, витамин Е ацетат, витамин К1, ликопин, витамин А пальмитат, бета-каротин. Также в продукте Апитин содержится 10 основных водорастворимых витаминов: тиамин В1, аскорбиновая кислота, никотиновая кислота, пиридоксаль, пиридоксин, никотинамид (РР, В3), пантотеновая кислота, фолиевая кислота, цианкобаламин, рибофлавин (В2).

Анализ содержания простых сахаров в продукте Апитин выявил наличие следующих компонентов: фруктоза, глюкоза, сахароза, мальтоза, рамноза, ксилоза, арабиноза, рафиноза.

Исследования показали достаточное содержание стеринов в продуктах Апитин, что подтверждает возможность включения продукта в рацион для организации функционального питания при слабом иммунитете, остеопорозе, депрессивных состояниях; хронической усталости, гормональном дисбалансе, ожирении.

В продукте Апитин выявлены компоненты пчелиного яда: мелиттин, апамин. Действие пчелиного яда на организм человека многогранно, поэтому наличие ферментов токсина в продуктах дает возможность применять Апитин в лечебных и профилактических целях для достаточно большого перечня заболеваний.

Опытные образцы продукта обладают антибактериальной (76 %), антимикробной (64 %) и антигрибковой (71 %) активностью.

В таблице 1 приведены показатели трех образцов состава пищевого продукта Апитин, подтверждающие возможность получения заявленных существенных признаков в установленных диапазонах значений.

В таблице 2 для сравнения приведены биохимические показатели исследуемых образцов пчелиного подмора и продукта Апитин.

Итоги проведенных исследований биохимического состава высокоактивного функционального продукта из пчелиного подмора Апитин показали, что за счёт механо-активирующей обработки, в значительной степени, возрастает содержание экстрактивных веществ, сырого жира, свободных аминокислот и стеринов.

Уменьшение содержания хитозанов в продуктах активации связано с протеканием процессов значительной деструкции биополимеров – хитина и происходящего, в результате воздействия физических факторов, деацетилирования хитозана. При этом образуются сравнительно низкомолекулярные водорастворимые олигосахариды.

Повышение выхода экстрактивных (растворимых в воде) веществ объясняется деструктивным расщеплением биополимеров: белков, хитина, хитозана, меланина и других полисахаридов.

Содержание стеринов повышается за счёт разрушения гликозилированных форм и отщеплением свободных агликонов.

Опытные образцы продукта обладают антимикробными, антибактериальными и антигрибковыми свойствами.

Предлагаемый пищевой продукт легко применим для обогащения хлебо-булочных изделий, кисло-молочных продуктов, мясных полуфабрикатов, кондитерских изделий, т.е. применим в условиях пищевого предприятия и обеспечивает указанный технический результат. Также предлагаемый пищевой продукт может быть произведен на пищевом предприятии при соответствующем техническом и технологическом обеспечении.

Таблица 1

Показатель	Образец 1	Образец 2	Образец 3
Вода	1,1	4,9	2,5
Растительные стерины	0,42	0,7	0,5
Сырой жир	11,8	11,2	10,7
Сырой протеин	36,6	37,4	36,1
Низкомолекулярный хитозан	9,8	8,8	8,4
Хитин	10,1	7,9	7,5
Сахара	10,5	9,1	9,9
Фенольные соединения, включая меланины	9,3	10,6	9,3
Пчелиный яд, жирные кислоты, витамины, зола	остальное	остальное	остальное

Таблица 2

Показатель	Пчелиный подмор	Апитин
Влага, %	8,29	1,45
Абсолютно сухое вещество, %	91,71	98,55
Средний размер частиц, мкм	10-100	0,1-10
Водородный показатель рН	6,23	6,16
Экстрактивные вещества, %	42,95	52,17
Сырая зола, %	0,25	0,29
Сырой жир, %	7,53	11,83
Хитин, %	15,58	9,04
Хитозаны, %	12,15	8,10
Сырой протеин, %	46,82	49,38
Свободные аминокислоты, %	3,42	6,35
Общие аминокислоты, %	31,68	35,68
Сахара, %	6,994	8,840
Фенольные соединения, %	2,342	2,493
Стерины, мг на 100 г	30,60	40,77
Жирорастворимые витамины, мг / 100 г	0,978	1,098
Водорастворимые витамины, мг / 100 г	4,533	4,415
Пчелиный яд (мелиттин и апамин), мг / 100 г	0,148	0,197
Меланины, %	6,38	7,79

Claims (2)

1. Пищевой продукт на основе пчелиного подмора, полученный путем гидродинамической пульсационной обработки смеси исходного измельченного пчелиного подмора и воды на роторно-пульсационном аппарате, при перемешивании и диспергировании, до получения готового продукта, характеризующегося следующими показателями содержания воды, растительных стеринов, сырого жира, низкомолекулярного хитозана, хитина, сырого протеина, сахаров, фенольных соединений, включая меланины, пчелиного яда, жирных кислот, витаминов и золы, %:
2. Вода 1,0-5,0 Растительные стерины 0,4-0,8 Сырой жир 1,0-12,0 Сырой протеин 35,0-38,0 Низкомолекулярный хитозан 8,0-10,0 Хитин 7,0-11,0 Сахара 8,0-10,0 Фенольные соединения, включая меланины 9,0-11,0 Пчелиный яд, жирные кислоты, витамины, зола Остальное