СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОЙ МИНЕРАЛЬНО-ПРОТЕИНОВОЙ ДОБАВКИ, ОЧИЩЕННОЙ ОТ ЛИПИДНЫХ ПРИМЕСЕЙ, ИЗ ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ РОДА ANADARA Российский патент 2024 года по МПК A23L17/50 

Изобретение относится к пищевой и биотехнологической промышленности, а точнее к пищевым продуктам морского происхождения, и направлено на получение из двустворчатого моллюска Anadara kagoshimensis (далее анадары) пищевых добавок минерально-протеинового состава высокой биологической ценности с минимальным содержанием жира.

В настоящее время треть живущих людей - около 3,2 млрд. человек -страдают одновременно от пяти разных заболеваний, а 52% - от десяти [10; 8], вызванных малоподвижным образом жизни, большими физическими или умственными нагрузками, частыми стрессовыми ситуациями и т.д. На современном этапе развития медицинской науки доказано, что многие заболевания, снижающие качество жизни и эффективность лечебных мероприятий, связаны именно с недостаточностью поступления и содержания в организме определенных макро- и микроэлементов [3].

В условиях развития морской аквакультуры все больше внимания привлекают новые и ранее малоиспользуемые объекты - источники физиологически активных веществ и минералов, например, анадара. В тканях анадары обнаружено высокое содержание биологически активных веществ [7], в том числе макро- и микроэлементов [12]. При этом количественный уровень йода, фтора, цинка и селена в два раза больше, чем в мясе морских рыб [5]. Установлено, что уровень содержания железа в тканях анадары выше по сравнению с другими исследованными видами моллюсков [4].

Анализ патентной документации показал, что в РФ сырье анадары используется преимущественно в пищевой промышленности, так как из проработанного контента патентной документации более 80% относится к данной области, что говорит о недостаточном освоении ресурса Anadara kagoshimensis для получения разнообразных лекарственных препаратов и БАД.

Известен Способ получения белково-витаминной добавки из икорного джуса (Пат. 2676312, С1, МПК A23L 33/10, A23L 17/30 (2016.01), RU, 2017) обогащенной легкоусвояемым белком, эссенциальными витаминами и минералами, характеризующийся тем, что икорный джус замораживают в течение 1,5-2 часов до температуры минус 35°С, затем подвергают вакуум-сублимационной сушке, измельчают и упаковывают.

Недостатком способа является не достаточно изученный минеральный состав икорного джуса: натрий (Na) - 189,20±0,5 мг⋅кг^-1; калий (K) - 67,70±0,5 мг⋅кг^-1; кальций (Са) - 61,50±0,5 мг⋅кг^-1; магний (Mg) - 105,50±0,5 мг⋅кг^-1; железо (Fe) - 314,20±0,5 5 мг⋅кг^-1; фосфор (Р) - 1,54±0,5 мг⋅кг^-1. При этом полученные концентрации исследуемых элементов весьма низкие по сравнению с элементным составом тканей и створок анадары (табл. 1). Вторым недостатком является высокое содержание жира в полученном продукте - 8,13%, что приводит к снижению качества и срока хранения белково-витаминной добавки.

Известен Способ получения железосодержащей биологически активной пищевой добавки (Пат. 2286685 С1, МПК A23L 1/333(2006.01), A23L 1/30(2006.01), A23L 1/304(2006.01, RU, 2005). Способ заключается в том, что гемолимфу анадары (Anadara broughtoni) замораживают, дефростируют, центрифугируют, фильтруют на мембране с размером пор 0,2 мкм. Далее концентрируют и отмывают от посторонних примесей водой на ультрафильтрационной установке с мембраной, пропускающей глобулярные белки с молекулярной массой 300 кДа и ниже, с получением оксигемоглобина. Затем к оксигемоглобину добавляют протеолитический фермент в соотношении оксигемоглобин : фермент 100:1-2. Смесь инкубируют в течение 4-5 часов при температуре 29-39°С. Полученный гемопротеин отмывают дистиллированной водой от низкомолекулярных продуктов гидролиза и концентрируют на ультрафильтрационной установке с мембраной на 30 кДа.

Несмотря на то, что изобретение позволяет получить биологически активную пищевую добавку гемопротеиновой природы, содержащую двухвалентное железо в количестве от 3 до 5% от массы сухого вещества, что в 15-20 раз выше по сравнению с содержанием железа в добавке, полученной из крови сельскохозяйственных животных, в предложенном способе можно обозначить некоторые недостатки. Во-первых, использование исключительно гемолимфы в качестве железосодержащего сырья. В Способе получения железосодержащей биологически активной пищевой добавки не указано содержание Fe в гемолимфе анадары, а указано содержание железа в количестве от 3 до 5% от массы сухого гемопротеина, выход которого не обозначен относительно исходной гемолимфы. Поэтому оценить эффективность предложенного технологического процесса не представляется возможным.

Известен Способ получения рыбной кормовой муки (Пат. 2197836 С2, МПК A23K 1/10 (2000.01), RU, 2000). Основная задача изобретения заключается в использовании малоценного рыбного сырья для получения центрифужно-сушильным способом высококачественной муки с высоким содержанием протеина и незначительным содержанием жира. Для этого исходное сырье после разморозки измельчают до кусочков размером не более 3 см. Затем сырье орошают раствором уксусной или лимонной кислоты концентрацией от 0,1 до 5,0%. Концентрация раствора кислоты от 0,1% до 5% обеспечивает возможность обработки массы, состоящей из мягкой костной структуры и мышечной структуры слабой консистенции, до состояния, пригодного к операции центрифугирования. Варку массы производили в диапазоне от 60°С до 95°С. При этом первоначально варку производят при температуре от 60°С до 70°C с последующей выдержкой в течение от 10 до 15 минут. Затем осуществляют повышение температуры на 20-25°C с последующей выдержкой массы от 10 до 15 минут, что позволяет обеспечить щадящий режим варки, который предотвращает получение кашеобразной массы, из которой плохо отделяется вода, и способствует осуществлению наиболее эффективного режима центрифугирования. Непродолжительное воздействие высокой температуры на обработанное кислотой сырье также обеспечивает возможность более эффективного отделения подпрессового бульона, содержащего значительное количество рыбного жира. Это обеспечивает, в свою очередь, уменьшение количества рыбного жира в конечном продукте - муке. Далее обработанная масса поступает на центрифугу. После центрифугирования жом отправляется на сушку, а отделенный бульон - на дальнейшую обработку, раствор - на повторное использование. Состав полученной кормовой муки: протеины от 70,5%, до 70,8%; рыбный жир от 6,0% до 6,4%; влага от 7,3% до 8,1%.

Недостатком данного способа является получение кормовой муки с «относительно уменьшенным содержанием жира». Для увеличения качества рыбной муки существуют современный способ сухой экстракции в растворитель, позволяющий снизить содержание жира в рыбной муке до 0,3% и ниже. В изобретении также не указан способ сушки жома.

Задачей Способа получения пищевой минерально-протеиновой добавки, очищенной от липидных примесей, из двустворчатых моллюсков рода Anadara является разработка технологии получения из створок и/или тканей моллюсков продукта минерально-протеинового состава с минимальным содержанием жира, обладающего высокой биологической ценностью и предназначенного как для употребления в чистом виде, так и для обогащения пищевых продуктов минералами в сочетании с высокомолекулярными протеинами.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в получении продуктов с содержанием жира менее 0,03%, с концентрацией протеинов 75% в сочетании с макро- и микроэлементами, которые могут использоваться самостоятельно, а также стать основой для производства косметических, фармацевтических и пищевых препаратов.

Заявленный технический результат достигается благодаря тому, предлагается группа изобретений для получения пищевой минерально-протеиновой добавки из двустворчатых моллюсков рода Anadara, очищенной от липидных примесей.

По первому изобретению способ характеризуется отловом моллюсков из естественной среды обитания, промывкой в проточной воде с последующим нагреванием до раскрытия створок, разделением створок и тканей после остывания. В качестве сырья используют ткани анадары, которые высушивают при 105±5°С до постоянной массы, измельчают и просеивают через сито с размером ячеек не более 280 мкм до получения порошка однородной консистенции. Затем полученный порошок очищают от липидных примесей путем сухой двухчасовой экстракции в нагретый до 60°С гексан в соотношении 1:5, с последующим фильтрованием и выдерживанием над горячим водяным паром порошка до удаления запаха гексана и повторным высушиванием при 105±5°С.

По второму изобретению способ характеризуется отловом моллюсков из естественной среды обитания, промывкой в проточной воде с последующим нагреванием до раскрытия створок, разделением створок и тканей после остывания. Створки анадары высушивают при 105±5°С до постоянной массы, измельчают и просеивают через сито с размером ячеек не более 280 мкм до получения порошка однородной консистенции. Затем соединяют порошок из створок анадары с порошком из тканей анадары, очищенным от липидных примесей, в соотношении 1:9.

Отличительные признаки заявляемого способа включают:

- применение в качестве сырья ткани и/или створки анадары;

- сушку тканей и/или створок анадары до постоянной массы при 105±5°С;

- измельчение и просеивание высушенных тканей и/или створок анадары через сито с размером ячеек не более 280 мкм с целью получения порошков однородной консистенции;

- удаление жира из порошка, полученного из тканей анадары, путем сухой экстракции в гексан;

- выдерживание порошка из тканей анадары после сухой экстракции в гексан над горячим водяным паром до удаления запаха гексана, а затем повторная сушка при 105±5°С;

- смешение очищенного от липидных примесей порошка из тканей анадары и порошка из створок в соотношении 9:1.

Заявляемый способ соответствует критериям новизна и изобретательский уровень, т.к. впервые предложен способ получения из анадары пищевых добавок минерально-протеинового состава высокой биологической ценности с минимальным содержанием жира. Способ не требует сложного и дорогостоящего оборудования или привлечения дорогостоящих химических реактивов. Проведенные патентные исследования, а также изучение доступных научных публикаций, относящихся к теме изобретения, не обнаружили решений, имеющих признаки, сходные с заявляемым техническим решением, что подтверждает выводы о соответствии критериям патентоспособности.

Анадара широко распространена в Азовском и Черном морях, ее численность доходит до нескольких десятков тысяч на квадратный метр. Анадара является перспективным источником макро- и микроэлементов, аминокислот и других физиологически активных веществ, хотя пока не является промысловым видом.

Как показано в табл. 1, среди всех элементов, обнаруженных в тканях и створках анадары, к биогенным для человека можно отнести: K, Na, Са, Mg, Zn, Fe, Mn, Cu, Mo, Ni, Cr, Co, Cl, P, S, I, Se, F, Al, B, Si. Каждый из этих элементов либо является органогеном (Р, S), либо создают электролитный фон (K, Na, Са, Mg, Cl), либо образуют биологически активные центры ферментов (переходные металлы). Входя в биохимические структуры и системы организма, элементы как «биотики» способны не только участвовать в качестве жизненно необходимых агентов в ходе физиологических процессов, но и нормализовать их, а также повышать сопротивляемость организма воздействию вредных агентов. Например, ткани анадары содержат высокую концентрацию цинка, который признан действующим природным ингибитором ароматазы - фермента, ответственного за превращение андрогенов в эстрогены [9]. Одной из глобальных медицинских проблем сегодня, наряду с ожирением, сахарным диабетом 2-готипа и сердечно-сосудистыми заболеваниями, является дефицит тестостерона у мужчин, развивающийся в достаточно молодом возрасте, связанный с избыточной активностью фермента ароматазы, приводящей к снижению уровня тестостерона в крови и повышению за его счет уровня эстрогенов. Поэтому ингибиторы ароматазы способны повышать уровень тестостерона у мужчин с низким уровнем тестостерона [11]. Примеры реализации способа.

Пример 1. Моллюсков, отобранных из естественной среды обитания, промывали в проточной воде и нагревали до раскрытия створок. После остывания извлекали 100 г тканей и высушивали до постоянной массы при температуре 105±5°С. После высушивания масса тканей составила 20 г. Высушенные ткани тщательно измельчали и просеивали через сито с размером ячеек не более 280 мкм, чтобы получить порошок однородной консистенции. Путем сухой экстракции в растворитель из полученного порошка удаляли жиры. Для этого в реакционном сосуде смешивали 20 г порошка и 100 мл нагретого до 60°С гексана и оставляли на 2 часа. После экстракции порошок отфильтровывали и выдерживали над горячим водяным паром до удаления запаха гексана, а затем снова высушивали до постоянной массы при температуре 105±5°С. Полученный порошок кофейного цвета массой 20 г с очень низким содержанием жира (0,03%) и высоким содержанием белка (75%) обогащен макро- и микроэлементами, концентрация которых приведена в таблице 1. Порошок можно добавлять в приправы, готовые бульоны, паштеты, консервы, чтобы уменьшить себестоимость продуктов и сделать вкус ярче, а также использовать в качестве пищевой добавки для укрепления волос и ногтей, молодости кожи, подвижности суставов [2]. Срок годности не менее 18 месяцев.

Пример 2. Моллюсков, отобранных из естественной среды обитания, промывали в проточной воде и нагревали до раскрытия створок. После остывания извлекали 100 г тканей, и высушивали до постоянной массы при температуре 105±5°С, как описано в примере 1. В сушильном шкафу при температуре 105±5°С отдельно высушивали до постоянной массы 100 г створок. После высушивания масса створок составила 100 г, а масса тканей -20 г. Высушенные створки и ткани, не смешивая, тщательно измельчали, просеивали через сито с размером ячеек не более 280 мкм и получали порошки однородной консистенции. Из порошка, полученного из высушенных тканей, удаляли жиры путем сухой экстракции в растворитель, как описано в примере 1. Порошок из створок не требует очищения от жиров, т.к. створки моллюска не содержат липидов. Элементный состав порошка из створок и тканей анадары приведен в табл. 1. 18 г очищенного от липидных примесей порошка из тканей соединяли с 2 г порошка из створок (9:1). Масса полученного продукта составила 20 г. Срок годности не менее 18 месяцев. Полученный продукт по насыщенности микроэлементами не уступает порошку, полученному исключительно из тканей.

Полученные данные (табл. 2) демонстрируют, что ткани и створки анадары из Карантинной бухты г. Севастополя содержат тяжелые металлы в количествах, не превышающих нормативные требования Технического регламента Таможенного союза TP ТС 021/2011 [1].

Таким образом, разработанная технология обеспечивает получение минерально-протеинового порошка для обогащения пищевых продуктов минералами (преимущественно K, Na, Са, Mg, Zn, Fe, Mn, Cu, Mo, Ni, Cr, Co, Cl, P, S, I, Se, F, Al, B, Si) в сочетании с высокомолекулярными протеинами, в которых содержание жира сведено к минимуму, что увеличивает срок хранения целевого продукта и позволяет использовать его как самостоятельно, так и в качестве основы для производства косметических, фармацевтических и пищевых препаратов.

Источники литературы

1. Технический регламент Таможенного союза TP ТС 021/2011 УТВЕРЖДЕН Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 года N 880 «О безопасности пищевой продукции» (с изменениями на 14 июля 2021 года).

2. Елисеева Т. Кремний (Si) - значение для организма и здоровья +20 лучших источников // Журнал здорового питания и диетологии. 2022. №.2 С.41. ISSN 2755-9408.

3. Камилова Н.М., Садыхов Н.М., Алиев Ч.С. Диагностическое и прогностическое значение изучения влияния цинка, меди и селена на состояние здоровья человека // Биомедицина. 2016. №4. С. 71-77.

4. Кику Д.П. Микроэлементный состав двустворчатых моллюсков залива Петра Великого в связи с условиями существования, дис. канд. биол. наук, 02.10.2008. Владивосток, 2008.

5. Проскура Д.Ю., Паевская Е.В. Способ извлечения БАВ при переработке двустворчатых моллюсков // Научные труды Дальрыбвтуза. Владивосток. 2012. Т. 2. С. 152-159.

6. Решетник Л.А., Парфенова Е.О. Биогеохимическое и клиническое значение селена для здоровья человека // Сибирский медицинский журнал. 1999. №3. С. 16-22.

7. Табакаева О.В., Табакаев А.В. Микронутриентный состав пищевых частей промыслового двустворчатого моллюска Anadara broughtoni. Вопросы питания. 2016. Т. 85, №1. С. 92-98.

8. Al-Kunani A.S., Knight R., Haswell S.J. et al. The selenium status of women with a history of recurrent miscarriage // British Journal of Obstetrics and Gynaecology. 2001. Vol. 108. P. 1094-1097. DOI: 10.1111/j.l 471-0528.2001.00253.x

9. Astuti P, Putra M.N.P, Shiddiq M.F.A., Yuneldi R.F., Airin С.М., Sarmin S. The Potency of Anadara nodifera Shell as Natural Testosterone Booster for Male Canary (Seriunus canaria) // HAYATI Journal of Biosciences. 2022. Vol.21, №1. P. 107-113. DOI:10.4308/hjb.29.1.107-113

10. Contempre В., de Escobar G.M., Denef J.F. Thiocyanate induces cell necrosis and fibro-sis in selenium and iodine deficient rat thyroids: a potential expermental model for myxedematous endemic cretinism in Central Africa // Endocrinology. 2004. Vol. 145. P. 994-1002. DOI: 10.1210/ru.2003-0886

11. de Ronde W., de Jong F.H. Aromatase inhibitors in men: effects and therapeutic options // Reproductive Biology and Endocrinology. 2011. 9(1):93. DOI: 10.1186/1477-7827-9-93

12. Solang M., Adriani M. Anadara granosa substitution in feed to improve the zinc, protein of the feed, serum albumin, and body weight of malnourished rats // Food Research. 2021. Vol. 5, iss. 1. P. 132-139. DOI: 10.26656/фр.2017.5(1).458

Изобретение относится к пищевой и биотехнологической промышленности и представляет собой способ получения пищевой минерально-протеиновой добавки (варианты). В способе получения пищевой добавки в качестве сырья используют ткани и/или створки анадары, при этом отобранных из естественной среды обитания неразделанных моллюсков промывают в проточной воде, нагревают до раскрытия створок, а после остывания отделяют ткани и/или створки и высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при 105±5°С. Высушенные ткани и/или створки тщательно измельчают и просеивают через сито с размерами ячеек не более 280 мкм, чтобы получить порошки однородной консистенции. Из порошка, полученного из тканей анадары, удаляют жиры путем сухой экстракции в нагретый до 60°С гексан в соотношении 1:5. Продолжительность экстракции 2 часа. После экстракции порошок из тканей отфильтровывают и выдерживают над горячим водяным паром до удаления запаха гексана, а затем снова высушивают при 105±5°С. Полученный продукт обогащен макро- и микроэлементами, с содержанием жира - менее 0,03%, белка - не менее 75%. Очищенный от липидных примесей порошок из тканей анадары можно применять как в чистом виде, так и в качестве добавок, а также соединить с порошком из створок анадары в соотношении 9:1. Изобретение направлено на получение из анадары пищевых добавок минерально-протеинового состава высокой биологической ценности, предназначенных для обогащения пищевых продуктов минералами, преимущественно K, Na, Са, Mg, Zn, Fe, Mn, Cu, Mo, Ni, Cr, Co, Cl, P, S, I, Se, F, Al, B, Si, в сочетании с высокомолекулярными протеинами. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

1. Способ получения пищевой минерально-протеиновой добавки, очищенной от липидных примесей, из двустворчатых моллюсков рода Anadara, характеризующийся отловом моллюсков из естественной среды обитания, промывкой в проточной воде с последующим нагреванием до раскрытия створок, разделением створок и тканей после остывания, где в качестве сырья используют ткани анадары, которые высушивают при 105±5°С до постоянной массы, измельчают и просеивают через сито с размером ячеек не более 280 мкм до получения порошка однородной консистенции, затем полученный порошок очищают от липидных примесей путем сухой двухчасовой экстракции в нагретый до 60°С гексан в соотношении 1:5, с последующим фильтрованием и выдерживанием над горячим водяным паром порошка до удаления запаха гексана и повторным высушиванием при 105±5°С.

2. Способ получения пищевой минерально-протеиновой добавки, очищенной от липидных примесей, из двустворчатых моллюсков рода Anadara, характеризующийся отловом моллюсков из естественной среды обитания, промывкой в проточной воде с последующим нагреванием до раскрытия створок, разделением створок и тканей после остывания, где створки и ткани анадары не смешивая высушивают при 105±5°С до постоянной массы, измельчают и просеивают через сито с размером ячеек не более 280 мкм до получения порошка однородной консистенции, и соединяют в соотношении 1:9 порошок из створок анадары с порошком из тканей анадары, очищенным от липидных примесей путем сухой двухчасовой экстракции в нагретый до 60°С гексан в соотношении 1:5, с последующим фильтрованием и выдерживанием над горячим водяным паром порошка до удаления запаха гексана и повторным высушиванием при 105±5°С.