БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЕ ВЕЩЕСТВО (ВАРИАНТЫ) И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ДОБАВКА К ПИЩЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2007 года по МПК A23L1/30 A23L1/305 A23J1/18 A61K36/06 

Изобретение относится к пищевой, биотехнологической и медицинской промышленности, а именно к области получения биологически активных веществ.

В настоящее время в рационе питания населения снижено потребление особо ценных для организма веществ, таких как витамины, аминокислоты, макро- и микроэлементы, антиоксиданты и др.

Известно, что микроорганизмы способны накапливать в биомассе ряд минеральных компонентов, которые входят в состав биомассы и находятся в клетках в органической форме. Для этого дрожжевую биомассу обогащают различными микроэлементами при культивировании дрожжей на средах с высокой концентрацией этих элементов. Экспериментальными данными показано, что эффективность физиологического воздействия таких элементов как железо, селен и др. в значительной степени повышается, если последние вводятся в организм не в виде минеральных элементов (подобно премиксам), а в составе органических компонентов, в белках, аминокислотах и др.

Известен способ получения биомассы по а.с. СССР 282249, включающий культивирование дрожжей, например Rhodotorula, в среде, содержащей источники углерода, азота, минеральных веществ, с концентрированием путем сепарирования, обогащением микроэлементами производят в сконцентрированной до 50-200 г/л биомассы, набором микроэлементов, включающим кобальт, медь, марганец, железо, иод, цинк и молибден в виде их солей и высушиванием дрожжевой суспензии в распылительной сушилке. Недостатком способа является то, что такое добавление микроэлементов не обеспечивает включения микроэлементов в состав биополимеров клетки.

Наиболее близким техническим решением в отношении биологически активного вещества (БАВ) будет лечебно-профилактическое средство, полученное с помощью жидкофазного выращивания дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обогащение дрожжевых клеток железом и последующего отделения биомассы, являющейся целевым продуктом, от питательной среды, при этом готовый продукт содержит: белки, клетчатку, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры, калий, фосфор, железо (Патент РФ №2117486).

Недостатком известного средства является то, что он может употребляться только в виде напитка, а также невозможность его употребления при диабете, т.к. перед употреблением необходимо не только разбавить водой, но и добавить сахар, или мед, или сахарный сироп.

Задачей заявленного изобретения состоит в получении БАВ, обладающего высоким биологическим действием и удобного в употреблении.

Это достигается за счет того, биологически активное вещество представляет собой хелатный комплекс на основе ферментолизата дрожжей, при этом ферментализат содержит не менее 60% пептидной фракции с молекулярным весом в диапазоне более 2,5кДа, свободных аминокислот не менее 14%, аминный азот не менее 8%, углеводов не более 20%, сухих веществ не менее 14%, и получен путем ферментативного автолиза Saccharomyces cerevisiae при температуре 45-60°С и рН 3-5, охлаждением до температуре 30-40°С и последующей обработкой ферментным препаратом лактоканицин, затем полученный ферментализат дрожжей очищают от оставшихся структур клеточных оболочек, обессоливают и подвергают хелированию путем приготовления 10% раствора очищенного ферментализата дрожжей, последующей микрофильтрации раствора, с получением осветленной фракции, и ее обработкой 50% водным раствором хлорида металлов, выбранных из ряда: Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Mn⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺, в соотношении раствор ферментализата дрожжей: водный раствор соли металла (0,5-3):(0,001-2), рН смеси доводят до 6,5-7,9 и выдерживают при перемешивании в течение 0,5-1,5 ч при температуре 15-35°С, затем полученный раствор подвергают микрофильтрации с получением осветленной фракции, в которую добавляют фосфатный буфер щелочного металла, выдерживают в течение 15-50 мин при температуре 15-35°С с перемешиванием, после чего повторно подвергают микрофильтрации с получением светлой фракции и ее последующей сушке, с получением в готовом продукте свободного металла не более 2% от его общего содержания.

Также заявляется биологически активное вещество на основе дрожжей, представляющее собой хелатный комплекс на основе ферментолизата дрожжей, при этом ферментализат содержит не менее 60% пептидной фракции с молекулярным весом в диапазоне более 2,5кДа, свободных аминокислот не менее 14%, аминный азот не менее 8%, углеводов не более 20%, сухих веществ не менее 14%, и получен путем ферментативного автолиза Saccharomyces cerevisiae при температуре 45-60°С и рН 3-5, охлаждением до температуре 30-40°С и последующей обработкой ферментным препаратом лактоканицин, затем полученный ферментализат дрожжей очищают от оставшихся структур клеточных оболочек, обессоливают и подвергают хелированию путем приготовления 10% раствора очищенного ферментализата дрожжей, последующей микрофильтрации раствора, с получением осветленной фракции, и ее обработкой 50% водным раствором хлорида металлов, выбранных из ряда: Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Mn⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺, в соотношении раствор ферментализата дрожжей: водный раствор соли металла (0,5-3):(0,001-2), рН смеси доводят до 6,5-7,9 и выдерживают при перемешивании в течение 0,5-1,5 ч при температуре 15-35°С, затем к полученному хелатному раствору добавляют раствор исходного ферментолизата в соотношении хелатный раствор: ферментолизат (1-10):(0,5-9) и направляется на сушку, при этом в готовом продукте свободного металла не более 2% от его общего содержания.

На основе биологически активных веществ, указанных выше, производят биологически активную добавку к пище, содержащую вышеуказанное биологически активное вещество и компонент, выбранный из ряда: углеводы, липиды, витамины, витаминоподобные вещества, минеральные компоненты, алкалоиды, гомеопатические средства, гликозиды, иммуноглобулиновые препараты, фенольные соединения, органические кислоты, ферменты, терпеноиды, гормоны и гормоноподобные вещества, цитокины, продукты растительного происхождения, продукты микробного происхождения, продукты пчеловодства, продукты животного происхождения, минералосодержащие вещества природного происхождения, детоксиканты, технологические добавки, или их смеси, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

биологически активное вещество - 10-95

компонент или смесь компонентов - остальное

При этом углеводы выбраны из ряда: глюкоза, фруктоза, лактоза, крахмал, сахароза, мальтоза, дезоксирибоза, растворимые и нерастворимые пищевые волокна, инулин, рибоза.

Липиды выбраны из ряда: триглицериды, фосфолипиды, стеролы, стерины, микробные липиды.

Витамины выбраны из ряда: витамин А, витамин D, витамин Е, витамин К, витамин В1, витамин В2, витамин В6 (пиридоксин), ниацин, витамин РР, никотиновая кислота, пантотеновая кислота, фолиевая кислота, фолацин, цианокобаламин, витамин С.

Витаминоподобные вещества выбраны из ряда: биотин, биофлавоноиды, оротовая кислота, пангамовая кислота, парааминбензойная кислота ПАБК, холин, инозит, витамин Т, карнитин, витамин U, липоевая кислота, α-липоевая кислота, тиоктовая кислота.

Минеральные компоненты, в виде солей, выбраны из ряда: кальций, фосфор, магний, натрий, калий, сера, хлор, железо, медь, селен, йод, хром, цинк, фтор, марганец, кобальт, молибден, кремний, бром, серебро, бор, ванадий, германий.

Алкалоиды выбраны из ряда: производные пирролидина производные пиперидина, производные пиридина, производные хинолина, производные изохинолина, производные индола, производные имидазола, производные пурина, алкалоиды дитерпеновой структуры, стероидные алкалоиды, гликоалкалоиды, ациклические и пептидные алкалоиды, содержащие серу, производные мочевины.

Гликозиды выбраны из ряда: сапонины, антрагликозиды, горькие гликозиды, тиогликозиды.

Фенольные соединения выбраны из ряда: простые фенолы, фенолоспиеты, фенолокислоты, кумарины, хромоны, лигнаны, флавоноиды, изофлавоноиды, флавононы, флавоны, ротеноиды, дубильные вещества, лигнин, меланины, гуминовые кислоты.

Терпеноиды выбраны из ряда: монотерпены и их производные, сесквитерпены, дитерпены, сесквитерпеновые лактоны, тритерпеновые сапонины, тетратерпены и их производные.

Продукты растительного происхождения выбраны из ряда: высшие растения, компоненты фракционирования высших растений, низшие растения, компоненты фракционирования низших растений.

Продукты микробного происхождения, выбраны из ряда: бифидобактерии, лактобациллы, эшерихия коли, дрожжи ацидофильные палочки.

Технологические добавки выбраны из ряда: технологические компоненты для таблетирования, вкусовые добавки, ароматизаторы, подсластители, консерванты, красители, жидкости.

Техническим результатом является получение БАВ, обладающего высоким биологическим действием, удобным в употреблении, нетоксичным за счет уменьшения остатка свободного металла в готовом продукте.

Заявляемые БАВ могут найти широкое применение в различных отраслях пищевой промышленности, медицине и при производстве различных гигиенических и косметических средств (зубная паста, шампунь, крема, лосьон, тоники).

Пример №1. Получение БАВ

Дрожжи Saccharomyces cerevisiae поступают на производство в прессованном, жидком или сушеном виде, соответственно полиэтиленовых ящиках молочной цистерне или в крафт-мешках.

Автолиз дрожжей ведется в реакторе объемом 1000 м³, предварительно заполняется теплой водой на 5% геометрического объема, затем по линии задается дрожжевое молоко, или непосредственно в реактор загружаются прессованные или сухие дрожжи и доводится водой до содержания сухих веществ (СВ) 25%. К раствору дрожжей добавляется 0,2-0,3 кг олеиновой кислоты и аппарат заполняется теплой водой в соответствии с технологическим режимом.

Процесс автолиза ведется в течение 14-16 часов при температуре 50-55°С и рН 4,1, полученный автолизат охлаждается до температуры 34-36°С и к нему добавляется ферментный комплекс лактоканицин Г20Х, после чего процесс автолиза ведется под воздействием фермента и продолжается до достижении пептидной фракции с молекулярным весом в диапазоне более 2,5 кДа не менее 60%, свободных аминокислот не менее 14%, аминного азота не менее 8%.

Контроль и регулирование температуры в реакторах осуществляется приборами контроля, расположенными на выносном щите.

После окончания ферментолиза полученная биомасса - ферментализат пастеризуется при температуре не менее 60°С выдерживается не менее 45 минут, при этом происходит полная инактивация фермента. По окончании пастеризации ферментализат с содержанием сухих веществ не менее 14% направляется на сушку.

Из очищенного от клеточных оболочек и обессоленного ферментализата готовится водный раствор не менее 10%, который подвергается микрофильтрации. К микрофильтрату ферментализата дрожжей добавляют при перемешивании 1/10 часть по массе соли из 50% водного раствора, затем рН смеси доводят до 7,0 с использованием 1,0 М раствора гидроокиси натрия или 1,0 М раствором соляной кислоты. После установления требуемой рН проводят реакцию связывания ферментализата дрожжевого белка и его комплексов с солями металлов из ряда Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Mn⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺. После окончания реакции в полученную смесь добавляют исходный ферментализат в соотношении 1: 1, устанавливают изначальные технологические параметры при проведении реакции хелирования. Полученный биохелатный комплекс направляют на сушку. Полученное БАВ содержит свободного металла не более 2% от его общего содержания.

Пример №2. Получение БАВ

Дрожжи Saccharomyces cerevisiae поступают на производство в прессованном, жидком или сушеном виде соответственно в полиэтиленовых ящиках, молочной цистерне или в крафт-мешках.

Автолиз дрожжей ведется в реакторе объемом 1000 м³, предварительно заполняется теплой водой на 5% геометрического объема, затем по линии задается дрожжевое молоко, или непосредственно в реактор загружаются прессованные или сухие дрожжи и доводится водой до содержания сухих веществ (СВ) 25%. К раствору дрожжей добавляется 0,2-0,3 кг олеиновой кислоты и аппарат заполняется теплой водой в соответствии с технологическим режимом.

Процесс автолиза ведется в течение 14-16 часов при температуре 50-55 градусов и рН 4,1, полученный автолизат охлаждается до температуры 34-36°С и к нему добавляется ферментный комплекс лактоканицин Г20Х, после чего процесс автолиза ведется под воздействием фермента и продолжается до достижении пептидной фракции с молекулярным весом в диапазоне более 2,5 кДа не менее 60%, свободных аминокислот не менее 14%, аминного азота не менее 8%.

Контроль и регулирование температуры в реакторах осуществляется приборами контроля, расположенными на выносном щите.

После окончания ферментолиза полученная биомасса - ферментализат пастеризуется при температуре не менее 60°С выдерживается не менее 45 минут, при этом происходит полная инактивация фермента. По окончании пастеризации ферментализат с содержанием сухих веществ не менее 14% направляется на сушку.

Из очищенного от клеточных оболочек и обессоленного ферментализата готовится водный раствор не менее 10%, который подвергается микрофильтрации. К микрофильтрату ферментализата дрожжей добавляют при перемешивании 1/10 часть по массе соли из 50% водного раствора, затем рН смеси доводят до 7,0 с использованием 1,0 М раствора гидроокиси натрия или 1,0 М раствором соляной кислоты. После установления требуемой рН проводят реакцию связывания ферментализата дрожжевого белка и его комплексов с солями металлов из ряда Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Mn⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺. Затем полученный раствор подвергают микрофильтрации с получением осветленной фракции, в которую добавляют фосфатный буфер щелочного металла, выдерживают в течение 30 мин при температуре 20°С с перемешиванием, после чего повторно подвергают микрофильтрации с получением светлой фракции и ее последующей сушке, с получением в готовом продукте свободного металла не более 2% от его общего содержания.

Пример №3

Получение хелатного комплекса с хромом

Из полученного по Примеру 1 ферментализата для проведения реакции хелирования с хромом (Cr⁺³) готовят 10% раствор. Для получения хелатного комплекса с хромом используют 50% раствор хрома треххлористого, шестиводного. При комплексообразовании хрома с ферментализатом и получения наибольшего количества связанного хрома используют соотношение ферментализат/ соль соответственно 50/1. Далее реакцию хелировани и получение готового продукта ведут согласно примеру 1.

Пример №4

Для получения БАД к пище смешивают БАВ полученное в соответствии с примером №2 в количестве 75 мас.% с цветочной пыльцой (обножкой). Действие полученной комплексной БАД обусловлено свойством веществ, входящих в ее состав.

Входящий в состав БАД хром обладает трехвалентной активностью, нетоксичен и находится в органической форме в виде биохелатного комплекса, т.е. связан с пептидной фракцией ферментализированного белка дрожжей.

Наиболее хорошо изучено, что хром способен усиливать действие инсулина во всех метаболических процессах, регулируемых этим гормоном. Хром в присутствии инсулина ускоряет окисление глюкозы в жировой ткани, повышает скорость проникновения глюкозы клетки и ее превращение в жир, стимулирует поступление глюкозы в изолированный хрусталик глаза и синтез гликогена, но не оказывает влияния на процессы, не зависящие от инсулина. Действие хрома на транспорт сахаров объясняется, по-видимому, его участием в образовании комплекса между инсулином и его рецептором на клеточной мембране. Исследования на животных и клинические наблюдения свидетельствуют, что хром играет также определенную роль в липидном обмене и что дефицит этого элемента может привести к развитию атеросклероза. Хром прочно связан с нуклеиновыми кислотами, носителями генетической информации, и эффективно защищает их от денатурации, что может иметь значение в торможении скорости разрушения инсулинпродуцирующих В-клеток и в увеличении скорости превращения ациноинсулярных клеток в функционирующие В-клетки. Цветочная пыльца (обножка) стимулирует рост и регенерацию поврежденных тканей, в том числе и печеночной ткани, что ведет к восстановлению ее функции. Поэтому она назначается при заболеваниях печени и поджелудочной железы.

Изобретение относится к пищевой, биотехнологической и медицинской промышленности, а именно к области получения биологически активных веществ. Биологически активное вещество (БАВ) на основе дрожжей представляет собой хелатный комплекс на основе ферментализата дрожжей. При этом ферментализат содержит не менее 60% пептидной фракции с молекулярным весом в диапазоне более 2,5 кДа, свободных аминокислот не менее 14%, аминный азот не менее 8%, углеводов не более 20%, сухих веществ не менее 14%. Ферментализат получен путем ферментативного автолиза Saccharomyces cerevisiae при температуре 45-60°С и рН 3-5, охлаждением до температуры 30-40°С и последующей обработкой ферментным препаратом лактоканицин. Затем полученный ферментализат дрожжей очищают от оставшихся структур клеточных оболочек, обессоливают и подвергают хелированию. Хелирование проводят путем приготовления 10% раствора очищенного ферментализата дрожжей, последующей микрофильтрации раствора, с получением осветленной фракции. Далее ее обрабатывают 50% водным раствором хлорида металлов, выбранных из ряда: Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Mn⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺, в соотношении раствор ферментализата дрожжей: водный раствор соли металла (0,5-3):(0,001-2); рН смеси доводят до 6,5-7,9 и выдерживают при перемешивании в течение 0,5-1,5 ч при температуре 15-35°С. Затем полученный раствор подвергают микрофильтрации с получением осветленной фракции, в которую добавляют фосфатный буфер щелочного металла, выдерживают в течение 15-50 мин при температуре 15-35°С с перемешиванием. После чего повторно подвергают микрофильтрации с получением светлой фракции и ее последующей сушке, с получением в готовом продукте свободного металла не более 2% от его общего содержания. Как вариант БАВ представляет собой хелатный комплекс на основе ферментализата дрожжей. При этом ферментализат содержит не менее 60% пептидной фракции с молекулярным весом в диапазоне более 2,5 кДа, свободных аминокислот не менее 14%, аминный азот не менее 8%, углеводов не более 20%, сухих веществ не менее 14%. Ферментализат получен путем ферментативного автолиза Saccharomyces cerevisiae при температуре 45-60°С и рН 3-5, охлаждением до температуры 30-40°С и последующей обработкой ферментным препаратом лактоканицин. Затем полученный ферментализат дрожжей очищают от оставшихся структур клеточных оболочек, обессоливают и подвергают хелированию. Хелирование ведут путем приготовления 10% раствора очищенного ферментализата дрожжей, последующей микрофильтрации раствора, с получением осветленной фракции. Далее ее обрабатывают 50% водным раствором хлорида металлов, выбранных из ряда: Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Mn⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺, в соотношении раствор ферментализата дрожжей: водный раствор соли металла (0,5-3):(0,001-2), рН смеси доводят до 6,5-7,9 и выдерживают при перемешивании в течение 0,5-1,5 ч при температуре 15-35°С. Затем к полученному хелатному раствору добавляют раствор исходного ферментолизата в соотношении хелатный раствор: ферментолизат (1-10):(0,5-9) и направляют на сушку. При этом в готовом продукте свободного металла не более 2% от его общего содержания. Биологически активная добавка (БАД) к пище содержит биологически активное вещество, полученное по п.1 или п.2, и компонент, выбранный из ряда: углеводы, липиды, витамины, витаминоподобные вещества, минеральные компоненты, алкалоиды, гомеопатические средства, гликозиды, иммуноглобулиновые препараты, фенольные соединения, органические кислоты, ферменты, терпеноиды, гормоны и гормоноподобные вещества, цитокины, продукты растительного происхождения, продукты микробного происхождения, продукты пчеловодства, продукты животного происхождения, минералосодержащие вещества природного происхождения, детоксиканты, технологические добавки, или их смеси, при следующем соотношении компонентов (мас.%): биологически активная добавка к пище - 10-95, компонент или смесь компонентов - остальное. Изобретение позволяет получить БАВ, и БАД к пище, обладающие высоким биологическим действием, удобным в употреблении, нетоксичным за счет уменьшения остатка свободного металла в готовом продукте. 4 н.п. ф-лы.

1. Биологически активное вещество на основе дрожжей, характеризующееся тем, что оно представляет собой хелатный комплекс на основе ферментализата дрожжей, при этом ферментализат содержит не менее 60% пептидной фракции с молекулярным весом в диапазоне более 2,5 кДа, свободных аминокислот не менее 14%, аминный азот не менее 8%, углеводов не более 20%, сухих веществ не менее 14%, и получен путем ферментативного автолиза Saccharomyces cerevisiae при температуре 45-60°С и рН 3-5, охлаждением до температуры 30-40°С и последующей обработкой ферментным препаратом лактоканицин, затем полученный ферментализат дрожжей очищают от оставшихся структур клеточных оболочек, обессоливают и подвергают хелированию путем приготовления 10%-ного раствора очищенного ферментализата дрожжей, последующей микрофильтрации раствора, с получением осветленной фракции и ее обработкой 50%-ным водным раствором хлорида металлов, выбранных из ряда: Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Mn⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺, в соотношении раствор ферментализата дрожжей: водный раствор соли металла (0,5-3):(0,001-2), рН смеси доводят до 6,5-7,9 и выдерживают при перемешивании в течение 0,5-1,5 ч при температуре 15-35°С, затем полученный раствор подвергают микрофильтрации с получением осветленной фракции, в которую добавляют фосфатный буфер щелочного металла, выдерживают в течение 15-50 мин при температуре 15-35°С с перемешиванием, после чего повторно подвергают микрофильтрации с получением светлой фракции и ее последующей сушке, с получением в готовом продукте свободного металла не более 2% от его общего содержания.2. Биологически активное вещество на основе дрожжей, характеризующееся тем, что оно представляет собой хелатный комплекс на основе ферментализата дрожжей, при этом ферментализат содержит не менее 60% пептидной фракции с молекулярным весом в диапазоне более 2,5 кДа, свободных аминокислот не менее 14%, аминный азот не менее 8%, углеводов не более 20%, сухих веществ не менее 14%, и получен путем ферментативного автолиза Saccharomyces cerevisiae при температуре 45-60°С и рН 3-5, охлаждением до температуры 30-40°С и последующей обработкой ферментным препаратом лактоканицин, затем полученный ферментализат дрожжей очищают от оставшихся структур клеточных оболочек, обессоливают и подвергают хелированию путем приготовления 10%-ного раствора очищенного ферментализата дрожжей, последующей микрофильтрации раствора, с получением осветленной фракции, и ее обработкой 50%-ным водным раствором хлорида металлов, выбранных из ряда: Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Mn⁺⁺, Cr⁺⁺⁺, Fe⁺⁺, в соотношении раствор ферментализата дрожжей: водный раствор соли металла (0,5-3):(0,001-2), рН смеси доводят до 6,5-7,9 и выдерживают при перемешивании в течение 0,5-1,5 ч при температуре 15-35°С, затем к полученному хелатному раствору добавляют раствор исходного ферментализата в соотношении хелатный раствор: ферментализат (1-10):(0,5-9) и направляют на сушку, при этом в готовом продукте свободного металла не более 2% от его общего содержания.3. Биологически активная добавка к пище, характеризующаяся тем, что содержит биологически активное вещество, полученное по п.1, и компонент, выбранный из ряда: углеводы, липиды, витамины, витаминоподобные вещества, минеральные компоненты, алкалоиды, гомеопатические средства, гликозиды, иммуноглобулиновые препараты, фенольные соединения, органические кислоты, ферменты, терпеноиды, гормоны и гормоноподобные вещества, цитокины, продукты растительного происхождения, продукты микробного происхождения, продукты пчеловодства, продукты животного происхождения, минералосодержащие вещества природного происхождения, детоксиканты, технологические добавки, или их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Биологически активное вещество10-95Компонент или смесь компонентовОстальное

Биологически активное вещество10-95Компонент или смесь компонентовОстальное