Способ получения пантовых экстрактов на ультразвуковой установке высокой интенсивности

Введение. Мараловодческая отрасль России требует от научного сообщества поиска новых способов и технологических решений, которые способны обеспечить рынок конкурентоспособными сельскохозяйственными товарами, снизить объем экспортных поставок продукции пантового оленеводства в страны Юго-Восточной Азии. Создание новых продуктов переработки сырья маралов, соответствующих международным стандартам и требованиям мирового рынка, позволит обеспечить продовольственную безопасность страны.

Разработка современных способов извлечения из сырья всех биологически активных веществ может интенсифицировать процесс, сократить затраты на приготовление, хранение раствора. Одним из наиболее эффективных способов интенсификации является воздействие ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности, позволяющими ускорять массообменные процессы, увеличивать выход получаемых продуктов, повышать их качество [1].

Анализ доступной современной научнотехнической и патентной литературы показал, что пантовые водные экстракты в основном производятся как побочная продукция в результате высокотемпературного процесса консервирования пантов на маральниках или с применением высокотемпературных экстракторов в санаториях. Именно в процессе варки происходит естественный переход определенной части водорастворимых веществ в горячую воду. Таким образом, полученная варочная вода представляет собой пантовый водный экстракт (ВЭ), содержащий комплекс биологически активных веществ, выделенных из кожного покрова и сердцевины пантов. На современном этапе контроль за составом пантового экстракта можно осуществить только с применением методики В. В. Александрова по коэффициенту экстинции, но в горных условиях такие измерения зачастую отсутствует. Поэтому применение ультразвукового оборудования высокой интенсивности с заданными параметрами работы может позволить получать необходимые пантовые экстракты.

Цель исследования: разработать способ получения пантовых экстрактов с применением ультразвуковой установки высокой интенсивности.

Материал и методы исследования. Исследование проводилось во Всероссийском научноисследовательском институте пантового оленеводства ФГБНУ ФАНЦА в 2018–2019 гг.

Материалом служили сырые и консервированные панты маралов.

Апробация нового ультразвукового технологического аппарата серии «Волна», модель УЗ-ТА-0,2/22-ОМ, для экстракции основной продукции пантового оленеводства включала в себя лабораторные испытания установки с целью получения пантового водного экстракта. Для определения необходимого количества пантов применяли следующие навески: 0,8, 1,0; 1,5 г/л сырых замороженных и 0,6; 0,68; 0,87; 1,2 г/л консервированных пантов марала. Определение оптимальных параметров ультразвуковой экстракции осуществляли в температурных режимах 45, 55, 65, 75 °С с одновременной оценкой показателя экстинции каждые 5 мин на протяжении 1 ч.

Коэффициент экстинции определяли согласно методике В.В. Александрова, показатель экстинции для определения биологической активности пантового водного раствора (ВЭ) – по средству так называемого пант-эквивалента (указывается активность ВЭ относительно активности пантокрина). В соответствии с методикой показатель экстинции пантового водного раствора от 0,12 до 0,23 соответствует лечебнобальнеологической концентрации, а выше 0,46 является токсической для организма [3].

Исследование компонентного состава пантового водного экстракта, полученного методом ультразвуковой экстракции в разных температурных режимах, осуществляли путем определения выхода биологически активных веществ из сырья по количеству сухого остатка (ГОСТ 31640-2012) [4].

Результаты исследования. С целью определения оптимального количества пантового сырья на первом этапе осуществили экстракцию 0,8 г сырых пантов марала в 1 л воды при температуре 45, 55, 65, 75 °С. Значения результатов исследования показали, что при температуре 45 °С через 45–55 мин ультразвуковой экстракции пантовый водный экстракт достигает пороговых значений, но не позволяет получить полноценный лечебный раствор даже при температуре 75 °С и времени 60 мин.

При экстракции 1,0 г/л сырых пантов маралов наблюдалось насыщение раствора биологически активными веществами при температуре 45–55 °С, через 5 мин значение достигло лечебно-бальнеологической концентрации, и только через 40 мин экстракт становился токсичным (рис. 1).

Рис. 1. Динамика коэффициента экстинции при температуре 55 °С

Увеличение массы пантов до 1,5 г/л приводит к очень быстрому набору биологически активных веществ экстрактом. Так, при температуре 65–75 °С концентрация становится токсичной уже через 10 мин, при этом в пантах еще высока концентрация полезных веществ.

Экстракция консервированных пантов маралов в дозе 0,6 г/л показала значение 0,12±0,08, соответствующее лечебно-бальнеологической концентрации при температуре 45 °С и времени

15 мин. Повышение температуры до 75 °С при такой дозировке позволяет получать экстракт, в течение 1 ч не превышающим токсического значения (рис. 2).

Увеличение массы пантов до 0,68 г/л в разных температурных режимах позволяет получать пантовый экстракт, соответствующий требованиям в течение 45–50 мин, далее раствор становится токсичным.

■ 55°С

■ 75°С

Рис. 2. Динамика коэффициента экстинции при температуре 55, 75 °С

Таким образом, при сравнении значений показателя экстинции ультразвуковой экстракции установлено, что оптимальным количеством является 1,0 г/л сырых (время экспозиции от 5 до 45 мин) и 0,6–0,68 г/л консервированных пантов марала (в течение 15–50 мин) в зависимости от температуры (рис. 3).

Для определения степени извлечения биологически активных веществ из пантов при ультразвуковой экстракции, а, как известно, это до 60 % органических веществ, провели серию опытов по определению количества сухого остатка (рис. 4).

При анализе количества сухого вещества при экстракции сырых пантов маралов установлено, что максимальный выход получается при дозировке 1,0 г/л (55,6 %, р < 0,01) при температуре 75 °С. Увеличение массы загрузки до 1,5 г/л снижает качество экстракции и сокращает извлечение биологически активных веществ. Оценка ультразвуковой экстракции консервированных пантов свидетельствует, что лучшее извлечение БАВ в пантовый экстракт при загрузке 0,68 г/л и температуре экстракции 75 °С.

Рис. 3. Количество сухого вещества при ультразвуковой экстракции сырых пантов марала

Рис. 4. Количество сухого вещества при ультразвуковой экстракции консервированных пантов марала

Данные рисунков 3 и 4 свидетельствуют, что применение ультразвукового оборудования позволяет из сырых пантов марала получать более высокий выход в экстракт биологических активных веществ (55,6 %), чем из консервированных (44,8 %). Максимальный выход отмечается при температуре 75 °С, загрузка пантов подтверждает результаты изучения показателя экстинции.

Выводы. По результатам лабораторных исследований пантовых водных экстрактов, полученных на лабораторной ультразвуковой установке высокой интенсивности «Волна» УЗТА– 0,2/22ОМ, установлено, что оптимальным количеством сырого панта для получения показателя экстинции от 0,12 до 0,46 является загрузка 1,0 г/л, при этом оптимальная температура экстракции должна соответствовать 75 °С, время экспозиции 45 мин. Такие параметры экстракции пантов способствуют выходу сухих веществ 55,6 %.