СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО БИОМАТЕРИАЛА И БИОМАТЕРИАЛ, ПОЛУЧЕННЫЙ ДАННЫМ СПОСОБОМ Российский патент 2013 года по МПК A23L1/30 A23L2/00 A23F3/16 

Область техники

Изобретение относится к способу получения биологически активных биоматериалов, в том числе в промышленных условиях, и к биоматериалам, полученным предложенным способом, и является побочным продуктом при производстве безалкогольного напитка на основе чайного гриба.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время весьма актуально производство продуктов, изготавливаемых из природного сырья, богатого ценными биологически активными компонентами.

Постоянное стремление людей сохранить свое здоровье и проблема утилизации отходов делает актуальной задачу создания подобных препаратов.

Имеется большое число различных биоматериалов, используемых в медицинской промышленности, например, в качестве имплантатов для различных целей, лечебных биостелек, в основном полученных путем синтеза органических соединений и микроэлементов (см., например, [Заявка 2007112777/15, RU от 03.10.2005, патент 2321597, RU от 17.04.2003], www.smolzdrav.ru).

Известна искусственная биокожа "Ростоши" (см., [Заявка 2005102040 от 28.01.2005]), представляющая собой биотрансплантат для лечения ожоговых больных и содержащий компоненты кожи человека, в состав которой включены активные пептиды плацентарного происхождения млекопитающих и нативная молекула гиалуроновой кислоты. Выпускают биокожу «Гиаматрикс», которая растворяется в ране по мере заживления, не требует перевязок и удаления остатков материала (см., http://hyamatrix.ru/products/bioplastic/). Известен, например, новый тип перевязочных материалов на основе крахмала, разработанный исследователями под руководством Линьяна Конга (cм., http://www.mhealth.ru/health/healthnews/bioplastyr-nakleil-i-zabyl/#ixzz210SgQ6Ne). Оказавшись на коже, такой перевязочный материал со временем разлагается, превращаясь в глюкозу, которая впитывается организмом. Нановолокна, из которых сделан биопластырь, были извлечены из жидкой крахмальной среды при помощи электрического поля, а затем сотканы в похожий на бумагу образец для изготовления биопластырей, повязок, туалетной бумаги, салфеток и прочих изделий.

Известены способы получения народного домашнего напитка на основе культуральной жидкости чайного гриба, обладающего биологической активностью (см., например, [Л.Т. Даниелян. Чайный гриб (kombucha) и его биологические особенности. Москва, «Медицина», 2005, cc.32…40], [И.П. Неумывакин. Чайный гриб. Природный целитель. Москва - Санкт-Петербург, «Диля», 2007, cc.89, 90], [А. Семенова. Целительный чайный уксус. Санкт-Петербург, «Невский проспект», 2002, cc.47, 48]).

Известен высокоактивный биологический концентрат культуральной жидкости чайного гриба (см. [Л.Т. Даниелян. Чайный гриб (kombucha) и его биологические особенности. Москва, «Медицина», 2005, cc.39…46, с.163 абзац 3 строки 1-3].

Использования непосредственно зооглеи чайного гриба для изготовления каких-либо биоматериалов и биоизделий нам в настоящее время неизвестно.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом изобретения - биологически активного биоматериала является расширение класса экологически чистых биологически активных биоматериалов для увеличенного спектра продукции с улучшенными профилактическими свойствами и свойствами совместимости «человек - новый биоматериал», улучшение окружающей среды при повышении экологичности во время утилизации нового биоматериала, ускорение роста биомассы предложенного биоматериала и повышенние равномерности ее роста, а также разработка технологии промышленного производства нового биоматериала.

Техническим результатом изобретения - способа получения биологически активного биоматериала является расширение класса экологически чистых биологически активных биоматериалов для увеличенного спектра продукции с улучшенными профилактическими, свойствами и свойствами совместимости «человек - новый биоматериал», улучшение окружающей среды при повышении экологичности во время утилизации нового биоматериала, ускорение роста биомассы предложенного биоматериала и повышенние равномерности ее роста, а также разработка технологии промышленного производства нового биоматериала.

В соответствии с изобретением технический результат достигается тем, что предложен способ получения биологически активного биоматериала на основе природного соединения. Отличие в том, что в качестве природного соединения выбрана биомасса (зооглеи) чайного гриба, получаемая инкубацией зооглеи в аэробных условиях на питательной среде из раствора сахара в настое чая при комнатной температуре в течение 14-160 суток, из культуральной жидкости извлекают полученную зооглею и далее высушивают при температурах не более 55°C до получения биоматериала с массовой долей сухих веществ более 70 масс.%.

Существенным отличием предложенного способа является использование новой биомассы чайного гриба (далее зооглеи) для получения принципиально нового экологически чистого однородного биоматериала. Выращивание зооглеи проводится в традиционных условиях. Время роста зооглеи определяется в зависимости от получения необходимого ее количества и от свойств изделий из нее получаемых. Также существенным отличием является доведение уровня влажности извлеченной зооглеи до требуемого уровня влажности изделия (до массовой доли сухих веществ), которое собираются изготовлять далее из данного биоматериала, а именно, кожзаменителя, стелек, бактерицидного пластыря, биологически активной добавки к пище (абсорбент), применяемой в качестве наполнителя при изготовлении лекарств, в пищевой отрасли - как добавка в хлебобулочных и кондитерских изделиях (для замедления очерствения, снижения калорийности), в качестве стабилизатора пищевых эмульсий, для улучшения текучести продукта, и как агента для уменьшения загущающих свойств, например, крахмала.

Технический результат достигается также тем, что инкубацию зооглеи проводят при температуре 25°C-30°C. При этом получают более равномерный рост зооглеи.

Технический результат достигается также тем, что питательную среду составляют исходя из условия, что на один литр питательной среды приходится от 10 г до 90 г сахара и от 0,22 г до 1,5 г чая. При этом получают более качественной биомассу, а именно, ускоряется ее роста и повышается равномерность ее роста.

Технический результат достигается также тем, что для получения биоматериала как основы изготовления бактерицидного пластыря зооглею высушивают до массовой доли сухих веществ более 70 масс.% до 75 масс.%.

Технический результат достигается также тем, что для получения биоматериала как основы изготовления кожзаменителя, стелек зооглею высушивают до массовой доли сухих веществ более 70 масс.% до 80 масс.%.

Технический результат достигается также тем, что для получения биоматериала как основы изготовления биологически активной добавки к пище (абсорбента) зооглею высушивают до массовой доли сухих веществ более 90 масс.%.

При анализе патентных материалов и технической литературы нами не обнаружены материалы, порочащие изобретение.

Технологическая реализация предложенного изобретения основана на известной разработанной заявителем и авторами базовым технологическим процессам, используемым в производстве (см. в том числе производство напитка чайного гриба по патенту RU2153816 от 06.10.1999). Предложение удовлетворяет критерию «промышленная применимость».

В соответствии с изобретением технический результат достигается тем, что предложен биологически активный биоматериал на основе природного соединения. При этом природным соединением является биомасса (зооглея) чайного гриба, полученная ее инкубацией в аэробных условиях на питательной среде, представляющей раствор сахаросодержащего продукта в настое чая, и в дальнейшем высушенная до содержания массовой доли сухих веществ более 70 масс.%.

Технический результат достигается тем, что зооглея инкубирована при комнатной температуре в течение 14-160 суток.

Существенным отличием изобретения является предложенный новый экологически чистый однородный биоматериал, для чего использована новая биомасса - зооглея чайного гриба (далее зооглея). Инкубация зооглеи проводится в традиционных условиях. Время роста зооглеи определяется в зависимости от получения количества необходимой биомассы. Также существенным отличием является уровнь ее влажности, требуемый для изделия, которое собираются изготовлять далее из данного биоматериала, а именно, кожзаменителя, стелек, бактерицидного пластыря, биологически активной добавки к пище (абсорбент), применяемой в качестве наполнителя при изготовлении лекарств, а также в пищевой отрасли - как добавка в хлебобулочных и кондитерских изделиях (для замедления очерствения, снижения калорийности), в качестве стабилизатора пищевых эмульсий, для улучшения текучести продукта, как агента для уменьшения загущающих свойств крахмала.

Технический результат достигается также тем, что зооглею инкубируют при температуре 25°C-30°C. При этом получают более равномерный рост зооглеи.

Технический результат достигается также тем, что питательная среда составлена исходя из условия, что на один литр питательной среды приходится от 10 г до 90 г сахара и от 0,22 г до 1,5 г чая. При этом получают более качественной биомассу, а именно, ускоряется ее роста и повышается равномерность ее роста.

Технический результат достигается также тем, что для получения биоматериала как основы изготовления бактерицидного пластыря получен биоматериал с массовой долей сухих веществ более 70 масс.% до 75 масс.%.

Технический результат достигается также тем, что для получения биоматериала как основы изготовления кожзаменителя, стелек получен биоматериал с массовой долей сухих веществ более 70 масс.% до 80 масс.%.

Технический результат достигается также тем, что для получения биоматериала как основы изготовления биологически активной добавки к пище (абсорбента) получен биоматериал с массовой долей сухих веществ более 90 масс.%.

При анализе патентных материалов и технической литературы нами не обнаружены материалы, порочащие изобретение.

Технологическая реализация предложенного изобретения основана на известной разработанной заявителем и авторами базовым технологическим процессам, используемым в производстве (см. в том числе производство напитка чайного гриба по патенту RU 2153816 от 06.10.1999). Предложение удовлетворяет критерию «промышленная применимость».

Варианты осуществления изобретения

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными вариантами выполнения. Приведенные примеры не являются единственными и предполагают наличие других реализаций, особенности которых отражены в совокупности признаков формулы изобретения.

Пример. Для получения биомассы культуры чайного гриба (далее зооглея) использовали чистую культуру чайного гриба Medusomyces Gisevii, являющуюся естественным симбиозом штаммов дрожжей и уксуснокислых бактерий, депонированных во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ генетики, и помещаем его в питательную среду. Используется Питательную среду готовили из настоя чая и сахара. На 100 литров воды расход чая 40±0,5 г и сахара 1 кг. Чай заливается питьевой водой - кипятком, желательно не ниже температуры 98°±0,5°С, выдерживали 20±0,5 мин, В питательную среду вносили зооглею в соотношении количества зооглеи и питательной среды как 1:50. Культура чайного гриба выращивается при температуре 27°±2°С-30°С в условиях доступа кислорода (в открытой емкости) в течении 60±0,5 суток, (время роста зависит от задач получения объема биомассы). Скорость роста может быть увеличена при снижении освещенности и отсутствии принудительных вибраций.

Далее зооглея просушивается на воздухе в течение 5 суток. При этом была достигнута массовая доля сухих веществ 74±1 масс.%.

Для получения большего уровня влажности высушивают двое суток, получали массовую долю сухих веществ 71±1 масс.%.

Данный биоматериал может служить основой для дальнейшего изготовления бактерицидного пластыря.

Для получения меньшего уровня влажности использовали принудительное извлечение жидкости под прессом и далее сушили в сушильной камере, получая массовую долю сухих веществ 78±1 масс.%.

Данный биоматериал может служить основой для дальнейшего изготовления или кожзаменителя, или стелек.

В зависимости от режимов сушки, времени и веса пресса получают требуемую массовую долю сухих веществ, в том числе и более 80 масс.% и более 90 масс.%. Возможно сочетание сушки на воздухе (например, 7 суток) и принудительной.

Биоматериал с массовой долей сухих веществ более 90 масс.% является основой приготовления биологически активной добавки к пище (абсорбента). Его размалывают в специальных размолочных установках до необходимого уровня. Затем готовый размол можно расфасовывать или же таблетировать.

Биоматериал из биомассы чайного гриба по своим свойствам близка к натуральной целлюлозе, встречается в виде естественного компонента в пищевых продуктах. Зооглея нетоксична и совершенно безвредна. Побочных явлений и противопоказаний нет. Зооглея действует на организм человека тремя путями: механическим, сорбционным и витаминным. В желудке зооглея впитывает жидкость, разбухает, создавая ощущение сытости, и избавляет от чувства голода. В тонком кишечнике зооглея очищает механическим путем его слизистую оболочку от «грязевой» пленки - метла для кишечника. Помимо этого на протяжении всего желудочно-кишечного тракта зооглея сорбирует (поглощает) вредные для организма вещества, тяжелые металлы, радионуклиды и т.п. Зооглею можно использовать при отравлении (вместо активированного угля); в целях нормализации пищеварения; при диабете; атеросклерозе; ишемической болезни сердца; гастроэнтерологических заболеваниях; образования камней в желудочном пузыре, почках и др., а также для профилактического ежегодного очищения организма и избавления от лишнего веса. Зооглея сохраняет в себе весь спектр исследованных полезных действий культуральной жидкости чайного гриба, так как она ее производная.

Зооглея может применяться в качестве наполнителя при изготовлении лекарств. Таблетки из зооглеи отличаются легким высвобождением лекарственных веществ, временем распада таблетки. Химическая и физическая стабильность зооглеи, отличная прессуемость таблетки позволяют использовать ее в производстве таблетированных готовых лекарственных форм. Отлично совмещается с натуральными экстрактами. Зооглея может служить одним из основных ингредиентов лечебных мазей.

В пищевой отрасли зооглея может применяться как добавка в хлебобулочных и кондитерских изделиях (увеличивает сроки хранения, замедляет черствение, снижает калорийность); в качестве стабилизатора пищевых эмульсий; улучшителя текучести продукта; агента, уменьшающего загущающие свойства крахмала.

Таким образом, впервые получена биологически активная добавка к пище из биомассы (зооглеи) чайного гриба с большим спектром полезных действий на организм человека и животных.

Новый биоматериал займет достойное место в ассортименте имеющихся в настоящее время на рынке России биологически активных добавок, как полезный, натуральный, качественный продукт, аналога которому еще не было.

Промышленная применимость

Изобретение относится к пищевой промышленности, например, при использовании биоматериала в качестве консерванта пищевых продуктов, приготовления напитков, выпечки, кондитерских изделий, к фармацевтической промышленности для получения наполнителя при таблетировании лекарственных средств, к получению биологически активных добавок, к промышленному изготовлению биокожи, лечебных стелек и т.д.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению биоматериала из побочных продуктов производства безалкогольного напитка на основе чайного гриба. Способ получения биологически активного биоматериала на основе природного соединения характеризуется тем, что в качестве природного соединения выбрана зооглея чайного гриба, получаемая ее инкубацией в аэробных условиях на питательной среде при комнатной температуре в течение 14-160 суток. При этом питательная среда представляет собой раствор сахаросодержащего продукта в настое чая. Далее из питательной среды извлекают полученную зооглею и высушивают при температуре не более 55°С до содержания массовой доли сухих веществ более 70 мас%. Изобретение позволяет получить биологически активный материал с улучшенными профилактическими свойствами и свойствами совместимости «человек - новый биоматериал», а также обеспечивает улучшение окружающей среды при повышении экологичности во время утилизации нового биоматериала, ускорение роста биомассы предложенного биоматериала и повышение равномерности ее роста. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.

1. Способ получения биологически активного биоматериала на основе природного соединения, отличающийся тем, что в качестве природного соединения выбрана зооглея чайного гриба, получаемая ее инкубацией в аэробных условиях на питательной среде, представляющей раствор сахаросодержащего продукта в настое чая, при комнатной температуре в течение 14-160 суток, из питательной среды извлекают полученную зооглею и далее высушивают при температуре не более 55°С до содержания массовой доли сухих веществ более 70 мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что инкубацию зооглеи проводят при температуре 25-30°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что питательную среду составляют исходя из условия, что на один литр питательной среды приходится от 10 г до 90 г сахара и от 0,22 г до 1,5 г чая.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения биоматериала как основы изготовления бактерицидного пластыря зооглею высушивают до массовой доли сухих веществ более 70 и до 75 мас.%.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения биоматериала как основы изготовления кожзаменителя стелек зооглею высушивают до массовой доли сухих веществ более 75 и до 80 мас.%.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения биоматериала как основы изготовления биологически активной добавки к пище (абсорбента) зооглею высушивают до массовой доли сухих веществ более 90 мас.%.

7. Биологически активный биоматериал, характеризующийся тем, что он получен по пп.1-6.