Исследование динамики извлечения биологически активных веществ из рогов домашнего северного оленя Эвенкийской породы

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ РОГОВ ДОМАШНЕГО СЕВЕРНОГО ОЛЕНЯ ЭВЕНКИЙСКОЙ ПОРОДЫ

Невзоров В.Н., Ефремов А.А., Тепляшин В.Н., Гаюльский В.И.

Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск, Россия

The article presents the research materials on reindeers which live in Evenkia. The authors also discuss the problems of the biologically active substances extraction from their horns.

В настоящее время, в Эвенкии активно развивается домашнее оленеводство, численность стада, которых достигает 5 тыс. голов.

Северный олень, единственный олень, у которого и самцы и самки несут рога. Рога очень большие, основной ствол рога длинный, изгибается сначала назад, а затем вперед. На конце рога небольшая плоская вертикальная лопата с короткими отростками, направленными вверх и назад.

По данным Мухачева А.Д. развитие рогов у домашних северных оленей Эвенкии характеризуется следующими средними размерами; длина штанги -- 95,64 ± 3,02 см; обхват рога выше розетки -- 18,87 ± 0,62 см; ширина кроны -- 69,82 ± 2,13 см (самцы). Соответственно самки: 59,89 ± 1,68см; 14,40 ±0,52 см; 27,51 ± 2,17 см. [2]

Рога являются вторичным половым признаком и начинают отрастать в период наибольшей половой активности пантовых оленей в мае-июне.

У взрослых самцов, сбрасывание рогов происходит после гона, у молодых, не принимающих участия в гоне,- в середине зимы. Самки сохраняют рога до отела. Новые рога у самцов формируются к августу и в середине сентября очищаются от меха. У самок этот процесс кончается лишь к октябрю.

Сброшенные рога также содержат определенное количество биологически активных веществ, что требует дополнительных исследований по их исследованию в качестве сырья при производстве медицинского и косметического назначения.

Существенным резервом в повышении эффективности северного оленеводства является заготовка неокостеневших рогов -- пантов в качестве лекарственного сырья.

Заготовку пантов ведут от самцов северных оленей -- бычков, третьяков, быков-производителей. В ранневесенний период данные половозрастные группы выделяют в отдельное стадо или содержат вместе с неплодовой частью стада. Срезку пантов организуют в два-три приема в июне месяце. В первую очередь срезают нормально развитые панты с быков-производителей, примерно через неделю - с третьяков, в последнюю очередь - с бычков. [1]

Панты оленей северных содержат большое количество биологически активных веществ, находящих широкое применение в парфюмерно-косметической и медицинской промышленности.

С целью определения содержания биологически активных веществ в свежесрезанных (законсервированных) и сброшенных рогах на кафедре «Машины и аппараты пищевых производств» совместно с сотрудниками СФУ были выполнении исследования химического состава порошков и спиртовых экстрактов полученных из сброшенных и свежесрезанных (консервированных) рогов домашнего северного оленя эвенкийской породы.

Для переработки сырья растительного или животного происхождения в настоящее время широко используются методы экстракции. Сам метод имеет ряд разновидностей, суть которых заключается в том, что отдельные БАВ полностью или частично переходят в раствор органического растворителя с получением готового препарата или исходного раствора, дальнейшая переработка которого приводит к получению готового препарата. Экстракция может осуществляться следующим образом:

- методом настаивания при обычных температурах;

- методом исчерпывающей экстракции в аппарате Сокслета;

- методом экстракции с использованием ультразвуковой обработки;

- методом экстракции с использованием СВЧ обработки и другие.

Самый простой и наиболее часто применяемый метод, осуществление которого не требует дорогостоящего оборудования, заключается в настаивании исходного сырья в присутствии определенного растворителя (экстрагента), который хорошо растворяет практически все БАВ исходного сырья. В таком случае определенная часть этих веществ переходит в раствор, причем при низких температурах обработки исходного сырья (не выше 20-50 оС), в раствор переходят имеющиеся в сырье БАВ в неизменном виде. [3]

Таким образом, хотя метод настаивания при низких температурах не приводит как правило к полному извлечению БАВ, имеющихся в исходном сырье, чаще всего применяется для получения целого ряда соединений в неизменном виде.

При разработке оптимальной технологии получения отдельных БАВ методом настаивания практически всегда наиболее важными вопросами являются:

- способ осуществления процесса;

- размеры исходного сырья;

- гидромодуль процесса (соотношение сырье:экстрагент);

- температура процесса;

- продолжительность процесса;

- количество БАВ, извлекаемых из сырья;

При использовании метода настаивания процесс экстракции можно разделить на следующие стадии:

Диффузия экстрагента внутрь сырья

Растворение отдельных БАВ

Диффузия растворенных веществ из сырья в объем.

Естественно ожидать, что процесс диффузии будет определять скорость процесса экстракции, таким образом, что размеры сырья будут определять продолжительность всего процесса. Очевидно, что диффузия в крупные куски сырья будет протекать гораздо медленнее, чем в мелкое сырье. Следовательно, для оптимизации времени экстракции необходимо иметь сырье определенного размера, которые определяются видом сырья, составом БАВ и типом растворителя.

Учитывая тот факт, что сырьем в данном случае являются рога домашнего северного оленя эвенкийской породы, которые представляют собой достаточно плотные “каменистые” образования, их необходимо измельчать до определенных размеров.

Нами экспериментально установлено, что при использовании порошка рогов с размерами частиц менее 1 мм и 70% спирта в качестве экстрагента, исходное сырье слипается в комки, что затрудняет проникновение к сырью. Даже после тщательного перемешивания сырье слеживается в плотную массу, внутрь которой экстрагент не проникает. Количество извлекаемых экстрактивных веществ в этом случае заметно меньше, чем при использовании более крупного порошка рогов (рис. 1).

При использовании более крупных частиц рогов с размерами 5-8 мм процесс экстракции также растянут во времени и количество извлекаемых БАВ в таком случае также значительно меньше, чем при использовании более мелкой фракции порошков (рис. 2).

Наилучшие результаты получены нами с использованием фракции порошков рогов с размерами 1-3 мм (рис. 3). В этом случае количество БАВ, извлекаемых из рогов как консервированных, так и сброшенных является максимальным и достигает в условиях настаивания 12,3%, и 9,0% соответственно. Причем в этом случае процесс перемешивания осуществляется более легко, чем в случае более мелкого порошка, быстро перемешивается, проще фильтруется раствор в конце экстракции.

При разработке технологии получения БАВ из рогов северного оленя важным вопросом является вопрос о соотношении исходного твердого сырья и количества экстрагента. Это соотношение называется гидромодулем процесса. Ранее проведенными экспериментами установлено, что наибольшее количество экстрактивных веществ извлекается при гидромодуле 1:20. Иными словами: для получения экстракта согласно разработанному ГОСТу необходимо брать, например, 1 кг сухого сырья в виде порошка с размерами 1-3 мм и 20 кг 60-70% спирта.

Экспериментально установлено, что динамика извлечения БАВ из рогов северного оленя описывается законами диффузии в математическом виде:

Сумма экс. = f(time)=(1-e-ф*time)

где: time - время экстракции (сутки),

ф - переменная определяющая наклон модели, для данной функции ф=0,026-величина определяемая программой исходя из наименьшего среднеквадратического отклонения (Er (ф)).

биологический активный рог олень

При данной модели Er (ф)=0,029

Рисунок 1. Зависимость количества экстрактивных веществ, извлекаемых из порошка рогов северного оленя с размерами менее 1 мм от продолжительности процесса методом настаивания: 1- консервированные рога; 2- сброшенные рога

Рисунок 2. Зависимость количества экстрактивных веществ, извлекаемых из порошка рогов северного оленя с размерами 5-8 мм от продолжительности процесса методом настаивания: 1- консервированные рога; 2- сброшенные рога

Рисунок 3. Зависимость количества экстрактивных веществ, извлекаемых из порошка рогов северного оленя с размерами 1-3 мм от продолжительности процесса методом настаивания: 1-консервированные рога; 2- сброшенные рога

Как следует из рисунков 1-3, максимальное извлечение количества БАВ из консервированных и сброшенных рогов северного оленя достигается в условиях настаивания порошка рогов с размерами 1-3 мм в течение 40-44 суток с использованием 60-70% спиртового раствора. При этом из исходного сырья извлекается:

- из консервированного сырья до 12,3% экстрактивных веществ

- из сброшенного сырья до 9,0% экстрактивных веществ.

Проведенные исследования показали содержания некоторых аминокислот и основных микро- и макро элементов в спиртовых экстрактах сухих и сброшенных рогах северного оленя Эвенкийской породы, которые представлены в таблице 1 и 2.

Таблица 1. Содержание некоторых аминокислот в спиртовых экстрактах сухих рогов северного оленя эвенкийской породы

Таблица 2. Содержание основных микро- и макроэлементов в спиртовых экстрактах рогов северного оленя эвенкийской породы

Анализ полученных результатов показал, что в рогах домашнего северного оленя эвенкийской породы содержится большое количество биологически активных веществ необходимое для производства препаратов медицинского назначения и товаров парфюмерно-косметической промышленности.

Литература

Мухачев А.Д. Оленеводство. - М.: Агропромиздат, 1990. - 272 с.

Мухачев А.Д., Салаткин В.Г. Экологический календарь эвенков. - Красноярск.: Буква, 2007. - 416 с.

Ефремов А.А. Основы физико-химических методов анализа: Учебное пособие/ КГТЭИ. Красноярск, 1999. - 89 с.

Размещено на Allbest.ru