Способы консервирования и переработки продукции пантового оленеводства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Способы консервирования и переработки продукции пантового оленеводства

1  ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В традиционной корейской и китайской медицине значимость пантов, вне всякого сомнения. Основой народной медицины стран Азиатско-Тихоокеанского региона является продукция пантового оленеводства рецепты, приготовления препаратов которых передаются из поколения в поколения врачей (Павленко С.М., 1969). Панты в форме спиртового экстракта (пантокрин) апробированы в отечественной медицине лишь с 30-40-х годов прошлого столетия (Павленко С.М., 1969). В настоящее время БАДы на основе пантов и крови маралов, пятнистых и северных оленей в форме спиртовых или водных экстрактов в нативном виде рекомендованы при широком круге заболеваний в большей степени как профилактические средства. Основным принципом консервирования продукции и изготовления пищевых добавок и БАДов является соблюдение температурного оптимума, в противном случае, по мнению большинства исследователей, разрушаются биологически активные вещества, что приводит к снижению эффективности препаратов. В то же время широко используются пантовые ванны, эффективные при болезнях костей, суставного аппарата, хотя в процессе варки пантов температура близка к кипению (94…98⁰С), а корейские целители при изготовлении комплексных препаратов осуществляют многочасовые экстракции при температуре 120⁰С (Луницын В.Г., 2008).

Панты - это незрелые рога, снятые в период роста. А поскольку это так, то растущая ткань оленьего рога должна иметь стимулирующие факторы роста. При исследовании растущих рогов английских красных оленей были идентифицированы G.R. Myndy (2000) инсулиноподобные факторы роста (IGF-1 и IGF-2), костный морфогенетический протеин (ВМР-2 и РМР-4) и факторы роста фибропласта (FGFs). Применение оленьего рога, богатого глюкозоаминоглюканами, на растущих крысах стимулировало развитие кости, увеличивая длину и толщину бедра, содержание золы (Sim I.S. et al, 2000).

Практически все органы наряду с пантами издавна применяются в народной медицине и имеют большой спрос в странах Юго-Восточной Азии (Китай, Корея, Япония). Недостаточная изученность вторичного сырья ограничивает его широкое использование в России (Луницын В.Г., 2004).

Исследованиям в области изучения химической природы и биологической активности известных препаратов из пантов (пантокрин, ранторин) уделялось много внимания, что отражено в работах И.И. Брехмана, Ю.И. Добрякова, А.Н. Юдина (1968, 1969, 1978), А.Б. Силаева (1968, 1975), В.Н. Сухарева-Немакова, 1975., Шелепов В.Г., 1998).

Из второстепенной продукции оленеводства менее изучены хвосты, репродуктивные органы которые в народной медицине нашли широкое применение, как и панты.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработка новых способов консервирования и переработки продукции пантового оленеводства с изучением биохимического состава. Для решения поставленной цели были предусмотрены следующие задачи:

- провести сравнительный биохимический и биологический анализ консервированных пантов маралов, северных оленей в зависимости от их массы, возраста животного, среды обитания;

- разработать способы консервирования, технологию получения биологически активных субстанций из пантовой продукции маралов и северных оленей с изучением их биохимических свойств;

- разработать методику изготовления экстрактов из половых органов и хвостов маралов, обладающих гипотензивным действием.

Научная новизна. Изучено влияние возраста, вида оленя, продуктивности, условий обитания и способов консервирования на биохимический состав пантов. Проведен сравнительный биохимический анализ биосубстанций диких, парковых маралов и северных оленей. Впервые разработаны способы получения спиртовых экстрактов, пантолизатов и концентратов из пантовой и побочной продукции.

Практическая значимость. Результаты исследований вошли в рекомендации: «Методика оценки качества пантов марала», утвержденные ученым советом ГНУ ВНИИПО СО Россельхозакадемии (протокол № 15 от 25 октября 2006 г.) и НТС Министерства сельского хозяйства Республики Алтай (протокол № 3 от 01 декабря 2006 года), и «Модернизация способов консервирования пантов марала, их биохимический состав», утвержденные ученым советом ВНИИПО СО Россельхозакадемии (протокол № 6 от 19 ноября 2007 г.) и НТС Министерства сельского хозяйства Республики Алтай (протокол № 4 от 19 декабря 2007 г.). Получен патент «Способ получения биологически активного продукта из хвостов пантовых оленей» (№ 2327476 от 27 июня 2008 г.).

Апробация работы. Результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на 10-й Международной конференции по научному обеспечению азиатских территорий «Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии и Казахстана» (Новосибирск, 2007); в «трудах XI Международной научно-практической конференции «Развитие АПК Азиатских территорий» (Новосибирск, 2008), научно-технических советах Министерства сельского хозяйства Республики Алтай (2006, 2008), ученых советах ГНУ ВНИИПО СО Россельхозакадемии (2006-2008 годы).

Публикации результатов исследований. Основные положения диссертации отражены в 12 работах, в том числе в трудах Международных конференций, две статьи в издании, рекомендованном ВАК Минобразования РФ «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки». Научные исследования, изложенные в диссертации, являются составной частью научных проблем Всероссийского научно-исследовательского института пантового оленеводства и проведены в соответствии с планом НИР.

Основные положения, выносимые на защиту:

- влияние природно-климатических условий, способов консервирования, продуктивности, места обитания, возраста и вида оленя на биохимический состав пантов;

- усовершенствованные и разработанные новые способы консервирования и переработки продукции пантовых оленей.

1. Материалы и методы исследований

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте пантового оленеводства Сибирского отделения Россельхозакадемии, мараловодческих хозяйствах Алтайского края и Республики Алтай, отдельные биохимические исследования пантовой продукции проводили в ведущих лабораториях страны (г. Москва, г. Новосибирск) в период с 2005 по 2008 годы.

Материалом сравнительного биохимического анализа служили средние пробы консервированных пантов маралов, из хозяйств расположенных в разных природно-климатических зонах, с разным ботаническим составом трав, что в первую очередь влияет на качество пантов и на их лечебные свойства. С этой целью нами были исследованы биохимические свойства пантовой продукции 31 мараловодческой фермы расположенных в разных природно-климатических зонах Алтайского края, Республики Алтай, Красноярского края. В последующем для изучения биологической активности на кроликах по гипотензивному тесту провели опыты согласно фармстатье ФС-42-0041-0860-01.

На следующем этапе изучили биохимические и биологические свойства пантов маралов, законсервированных по методике В.Г. Луницына и др., (2002), содержащихся в европейской части Российской Федерации (Калужская область) и высокогорной части Алтая (Республика Алтай, Усть-Коксинский район). Продукция была взята от маралов в возрасте 2-12 лет, масса пантов составляла от 1,7 до 7,5 кг. В каждой анализируемой группе по 10 животных.

Биохимические исследования опытных образцов проводили по общепринятым методикам.

Материалом для изучения сравнительного биохимического состава консервированных пантов марала и северных оленей служили сборные пробы. Проба № 1 - панты марала с кожей и волосом; проба № 2 - панты северного оленя с кожей и волосом; проба № 3 - панты северного оленя без волоса и кожного мешка; проба № 4 - порошок из кожи и волоса от консервированных пантов северных оленей; проба № 5 - порошок из жмыха пантов северных оленей (панты после спиртовой экстракции).

Определение аминокислотного состава опытных образцов проводили с использованием аминокислотного анализатора Hitachi L-8800, общие аминокислоты и содержание коллагена выявляли аминокислотным анализатором Hitachi-835. Жирокислотный состав исследовали методом газожидкостной хроматографии, содержание витаминов - методом инфракрасной спектроскопии, минеральный состав - методом масс-спектрометрии с индуктивной связанной плазмой (МС-ИСП) и атомно-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП). Содержание гормонов и факторов роста определяли иммуноферментным методом с применением стандартных диагностических наборов немецкой фирмы JBL, американскими - DSL, EGF, B&D Systems, CHEMICON; австрийской - Bender Medsystems по общепринятым методикам.

Опытные образцы были исследованы на наличие: тестостерона; дегидроэпиандростерона (ДГЭА); инсулиноподобных факторов роста (IGF₁, IGF₂); альфа- и бета-трансформирующих факторов роста (TGFб, TGFв); эпидермального фактора роста (EGF); факторов роста нервов и цилиарного нейротрофического фактора (NGF3, CNTF); костного морфогенетического протеина (ВМР-4).

Для сравнительного биохимического анализа биосубстанций из продукции парковых и диких маралов биоматериал исследовали от пяти рогачей ОПХ «Новоталицкое» и от пяти диких животных, добытых в окрестностях маралоферм Чарышского района. С целью получения спиртовых экстрактов из половых органов маралов были изготовлены биосубстанции из пенисов и пенисов с семенниками. В первом случае готовили экстракт на 70%-ном этиловом спирте при разных соотношениях компонентов 3:1, 4:1, 5:1, время экстрагирования 48, 72 часа, 6 суток и 10 суток. Во втором экстракцию проводили 50%-ным этиловым спиртом, при тех же соотношениях и времени экстракции.

Для получения биологически активного продукта из консервированных хвостов провели измельчение сырья, экстракцию которого осуществляли этиловым спиртом, при этом измельчение проводили до частиц 150-400 мкм, а экстрактацию осуществляли при комнатной температуре в начале 70 %-ным этиловым спиртом в течение 72 часов при соотношении спирт:сырье 6:1, затем 60-ным спиртом в течение 48 часов при соотношении 4:1 и далее 50%-ным спиртом в течение 24 часов при соотношении 2:1 с последующим объединением экстрактов, подкислением уксусной кислотой до pH 4,7, вымораживанием при температуре 15-20⁰С и фильтрованием целевого продукта.

В другом опыте в качестве экстрагента использовали дистиллированную воду, а экстракцию осуществляли на экстракторе HASCOM JS-0099 (производство - Южная Корея).

Было исследовано влияние факторов температурного воздействия (110, 116, 120, 126⁰С), соотношение вода:сырье (2,5:1; 5:1; 6:1), при экспозиции 1,5; 2,5; 3,5 часа. Биологическую активность препаратов определяли на кроликах по гипотензивному тесту (ФС 42-0041-0860-01).

Для изготовления пантолизатов использовали консервированные панты, свежезамороженные сырые панты среднего, низкого качества и верхушки пантов, а также пантовый жмых, оставшийся после экстракции пантопорошка этанолом. Всего было изготовили 7 биологически активных субстанций. Методика изготовления пантолизатов подробно описана в соответствующих разделах диссертации.

На следующем этапе после изучения биохимического состава пантолизатов из них были получены концентраты. Для этого пантолизаты подвергли сушке, при температуре 45⁰-55⁰С и вакуум - 0,9 атмосфер используя вакуумную сушку. Время сушки зависело от объема пантолизата. Порошок сушили до влажности 4-5%, с последующим биохимическим исследованием.

Полученные данные подверглись стандартной статистической обработке на персональном компьютере INTEL PENTIUM 4, в операционной системе Windows 2003 XP c помощью программы Microsoft Word, работы с электронными таблицами Microsoft Excel 2003, Adobe Photoshop.

3 Результаты исследований

Влияние природно-климатических условий, способов консервирования, продуктивности, места обитания, возраста и вида оленя на биохимический состав пантов.

Мараловодческие фермы Алтайского края и Республики Алтай расположены в разных природно-климатических зонах. Для консервирования пантов используют комбинированный метод, причем на любой маралоферме субъективный способ имеет свои особенности, от чего качество продукции существенно различается. Результаты исследований 31 пробы пантов принадлежащих различным маралофермам показывает, что среднее содержание протеина по всем проба составляет 53,88%. Есть предприятия в пантах, которых протеина находится значительно больше (Теньга - 61,4%, Красноярск - 56,9%, Джазатор - 55,7%, Куяча - 54,3%, Альфа - 57,9%, Ануй - 74,7%, Тумановский - 55,2%, Абайский - 56,7%) или наоборот меньше (Солоновка - 46,7%, Нижний-Уймон - 49,7%, Коргон - 47,7%, Новый путь - 48,5%).

Аминокислотный состав пантовой продукции был представлен триптофаном, оксипролином, треонином, серином, глицином, аланином, метионином, глутамином, фенилаланином, лизином, аргинином. Наличие аминокислот в пантах обусловлено в первую очередь технологией их консервирования. Среднее значение заменимых и незаменимых аминокислот составило 10,72%, причем разница в их содержании колебалась в небольших пределах от 8,83% (Солоновское) до 12,63% (Ануй).

Пантовый порошок является полноценным не только по содержанию протеина и аминокислотному составу, но и по наличию витаминов. Среднее содержание витаминов по всем пробам составило 70,9 единиц.

Калия и натрия в пантах марала в среднем содержится по 3,57 и 4,45 г/кг. Из всех количественно определенных в пантах элементов магния обнаружено в минимальных концентрациях (среднее значение - 2,68 г/кг). Причем различие по маралофермам незначительны, колебания составляют от 1,65 г/кг до 3,2 г/кг.

Биохимический анализ консервированных образцов с массой одного панта от 1,7 до 7,5 кг показал, что наибольшую зольность имеют панты с массой 6,4 кг, а наименьшую - 7,5 и 2,01 кг. При этом последние на 1,8-3,6 % превышали анализируемые образцы по уровню протеина, что связано с минимальным содержанием золы.

Уровень тиамина в пантах массой 2,01; 6,4 и 7,5 кг составил 0,50 мг/кг, а содержание цианкобаламина в образцах с массой 2,01 равнялось 5,00 мкг/кг, 7,5 кг - 5,01 мкг/кг.

Панты рогачей, обитающих в высокогорье Алтая, содержат на 26,18 % меньше золы, на 11,3 и 5,1% больше протеина и жира соответственно по сравнению с пантами европейских животных. В пантах маралов, обитающих в европейской части РФ, по сравнению с пантами маралов из высокогорья Алтая на 10,86% выше количество аминокислот, при этом биологическая полноценность и активность одинакова - 1:1,9 и 32,2-32,4% соответственно. Панты рогачей из Калужской области превосходят аналогичные образцы из Республики Алтай по концентрации марганца на 34%, цинка - 4,3% и железа - в 2 раза.

Совершенствование способов консервирования и переработки продукции пантовых оленей

Способ получения биосубстанций из пантовой продукции парковых и диких маралов и их биохимический состав

Для сравнительнй характеристики продукции парковых и диких маралов биоматериал исследован от пяти рогачей ОПХ «Новоталицкое» и от пяти диких животных, добытых в окрестностях маралоферм Чарышского района. Консервирование продукции осуществляли по разработанной ВНИИ пантового оленеводства технологии с использованием вакуумной сушки. Для получения субстанции сырье измельчали в куттере до состояния фарша. Полученное сырье помещали в снабженную водяной рубашкой шаровую мельницу, подключенную к вакууму. Длительность сушки мяса колебалось от 6 до 12 ч, при температуре 30…55⁰С под вакуумом от 0,3 до 0,75 атмосферы; хвостов соответственно при температуре 50⁰С под вакуумом 0,7атмосферы и длительности 6,5 часов; половые органы сушили при температуре 50⁰С, вакууме 0,7 атм, при длительности процесса до 6 часов. В каждом процессе сушки проводили перемешивании каждый час.

В пантах содержание воды составило 14,7-15,2%, сухого вещества соответственно от 84,8 (панты парковых маралов) до 85,3% (панты диких маралов), зольность пантов 40,7-41,4%, содержание белка 36,8 (паны парковых) - 38,1% (панты диких маралов), жира соответственно 1,18-1,21%. В продуктах из половых органов и хвостов преимущество имеют хвосты как диких так и парковых маралов. В биосубстанциях из половых органов у обитателей дикой фауны содержится жира, белка и золы больше на 25,2%; 4,1 и 25,2% соответственно. По аналогии с субстанциями из половых органов в продуктах из хвостов диких маралов преимущество по сравнению с парковыми в содержании белка (больше на 3,2%) и жира (больше на 3,2%), и несколько меньше золы (на 21,3%).

В субстанциях из пантов из семи определяемых витаминов большая часть приходится на витамины В₂; В₃; В₅ и В₁₂ (89,1%), из мяса соответственно на витамины Е, В₅, В₁₂ (89,1-89,4%); половых органов на витамины А, Е, В₅ и В₁₂ (89,7-90,5 %); в биосубстанциях из хвостов по аналогии, как и из половых органов, витамины, соответственно 89,9-90,7%. В продукте из пантов и мяса максимальное содержание витаминов В₅ и В₁₂, в половых органах и хвостах - В₅ и витамина А.

Суммарное количество аминокислот из пантов составляет 9,13-10,6 г/кг; из мяса 31,82-33,49 г/кг; из половых органах 32,3-35,28 г/кг; из хвостов 37,3-39,26 г/кг.

Максимальное количество кальция и фосфора находится в пантах маралов, калия в мясе диких и парковых маралов, натрия и магния по сравнению с другими субстанциями значительнее всего находится в биопробуктах из пантов. Биопродукты из пантов и мяса богаты железом, марганцем, медью и цинком. Дикие маралы по сравнению с домашними имеют более богатый микроэлементный состав изученной продукции.

Способ получения спиртовых экстрактов из половых органов маралов (пенисов и пенисов с семенниками)

Исследованиями спиртовых экстрактов из половых органов маралов установлено, что с увеличением количества экстрагируемого вещества (3:1, 4:1, 5:1) при разном времени экстракции (48, 72 часа 6 и 10 суток) снижается выход сухого остатка. Максимальное накопление органических веществ приходится на экстракцию в разведении 3:1 и времени экстрагирования 72 часа. В экстрактах выдержанных в таких условиях по сравнению с другими было преимущество в общем, белковом и остаточном азоте, как в экстрактах из пенисов, так и экстрактов пенисов с семенниками. Со снижением концентрации вещества в экстрактах с 3:1 до 5:1 уменьшило содержание определяемых нами компонентов. Таким образом, в большей мере сказывается не время экстрагирования, а соотношение экстрагируемого вещества и экстрагента (половых органов (пенисы, пенисы с семенниками) и 50% раствора этилового спирта), чем больше вещества (3:1) тем в экстракте больше компонентов.

Для извлечения из пенисов липидной фракции оптимальным можно считать разведение 3:1 и время экстракции 48 часов (565,48 мг/%), а для максимального экстрагирования липидов 50% этиловым спиртом пенисов с семенниками в течение 72 часов при разведении 3:1-4:1. Независимо от соотношения компонентов и времени экстрагирования процентное соотношение липидного состава примерно равное: нейтральные жиры - 32,5% неэтирифицированные жирные кислоты соответственно 19,6%, фосфолипиды 14,1%, общий холестерин - 21,1%, триглицириды - 7,7%, липопротеиды - 4,62%. Из липидной фракции свыше 70% приходится на нейтральные жиры, неэтирифицирные жирные кислоты и общий холестерин.

По аналогии с липидами на концентрацию аминокислот в большей мере влияет соотношение экстрагента и экстрагируемого вещества, то есть сумма больше при меньшем разведении, в тоже время практически во всех разведениях, независимо от времени экстрагирования получен примерно единый результат.

Максимальное количество оснований нуклеиновых кислот содержится в экстрактах полученных в разведении 3:1 в течение 48 часов (пенисы) и 3:1 в течение 72 часов экстрагирования (пенисы с семенниками). Каждое большее разведение уменьшает количество оснований нуклеиновых кислот на 17-25%, а увеличение длительности экстрагирования соответственно на 3-8%.

Способ получения спиртовых и водных экстрактов из хвостов самцов маралов

Биохимическим исследованиям спиртовых экстрактов из хвостов подвергли 4 пробы: проба 1 - соотношение 2:1 время экстрагирования 24 часа; проба 2 - соотношение 4:1, экстракция 48 часов, проба 3 - соотношение 6:1 и время экстракции 72 часа; проба 4 - объединенный экстракт.

При биохимическом исследовании общего биохимического состава спиртовых экстрактов из хвостов полученных в 3-х режимах (24, 48, 72 часа) и при соотношении спирт:сырье (2:1, 4:1, 6:1) максимальное количество ингредиентов имела проба при соотношении 2:1 и времени экстрагирования 24 часа.

Максимальное количество липидов - 316,03 мг/% было в первом экстракте (соотношение 2:1 и время экстракции 24 часа). Увеличив в 3 раза (6:1) количество экстрагента и время экстрагирования (72 часа) содержание липидов снижается по сравнению с первой пробой на 25,2 % (сумма липидов - 236,62 мг/%). При равных условиях экстрагирования и соотношении компонентов по липидам экстракты из хвостов в 1,9 раз уступают экстракту из пенисов с семенниками, в то же время количественный фракционный состав липидов в экстрактах из хвостов практически неразличаются с аналогами из пенисов с семенниками, а именно: нейтральные жиры - 32,8%, неэтерифицированных жирных кислот - 19,6%, фосфолипиды - 14,1%, общий холестерин - 21,2%, триглицириды - 7,7% и липопротеиды - 4,6.

Количественное определение аминокислот показало, что в пробе №1 их было 0,41 мг/мл, пробе №2 - 0,35 мг/мл, пробе №3 - 0,31 мг/мл и в общей пробе - 0,32 мг/мл. Несмотря на 2 и 3-х кратное увеличение экстрагента и удлинение сроков экстракции на 24 и 48 часов полученные экстракты уступают по аминокислотам пробе №1 всего лишь на 15 и 24%.

Основания нуклеиновых кислот в данных экстрактах представленны: урацил+уридином (56,7 %), гипоксантином (26,9%), гуанином (5,6%), аденином (1,3%) и ксантином (9,5%). В общем количестве по их содержанию доминирует проба №1 (48,467 мг/г), далее №2 (42,20 мг/г), №3 (36,641 мг/г) и общий экстракт (35,496 мг/г). При увеличении количества экстрагента в 2 раза, основания нуклеиновых кислот уменьшаются на 13 %, соответственно в 3 раза - на 24 %.

Суммарное значение аминокислот в водных экстрактах (изолейцин, треонин, серин, глицин, аланин, валин, метионин, лейцин, глутамин, пролин, фенилаланин, лизин, аргинин) во всех трех временных режимах возрастало по мере повышения температуры процесса от 110 до 120⁰С. При 126⁰С этот показатель понижался относительно максимального значения в опыте (при 120⁰С) на 10,5% в среднем, однако был выше данного показателя при 116⁰С и разведении 5:1 при времени экстракции 1,5 и 2,5 часа на 6,6 и 8,6 % соответственно. Суммарное значение аминокислот так же возрастало и при разведении вода:сырье от 2,5:1 до 5:1 повышалось при разведении 6:1 и снижалось при времени экстракции 3,5 часа. Оптимальными параметрами процесса экстракции относительного выхода аминокислот следует считать проведение экстракции при 120-126⁰С, длительности процесса 1,5-2,5 часа при соотношении вода: сырье 5:1, допустимо и 6:1.

При параметрах процесса: температура 120-126⁰С, время 1,5 часа, разведение 5:1 содержание витамина А составило - 13,73-12,12 ИЕ, витамина Е 5,67-4,94 мг/кг, сумма витаминов В₁, В₂, В₃, В₄, В₆ - 52,02-46,83 мг/кг, витамина В₁₂-26,33-23,54 мг/кг; при времени экстракции 2,5 часа витамина А 13,97-12,9 ИЕ, витамина Е - 6,67-5,92 мг/кг, витамины группы В - 56,48-49,37 мг/кг, витамин В₁₂ - 33,33-25,15 мг/кг.

Максимальное содержание макро- и микроэлементов в водных экстрактах в опыте (кальций, калий+натрий, магний, железо, марганец, медь, цинк) не однозначно отражалось в зависимости от параметров процесса проведения экстракции. Так, максимальное содержание кальция 0,15 г/кг наблюдалось при проведении экстракции 2,5 часа, разведении 5:1 и температуре 126⁰ С, суммарное значение калия и натрия - 1,075-1,13 г/л наблюдалось при времени экстракции 1,5-2,5 часа при температуре 120-126⁰С и разведении 5:1, максимальное суммарное значение микроэлементов 21,2-31,3 мг/л - при 1,5-2,5 часах, 120-126⁰ С и разведении 6:1 при высоком, но отличающемся на 5 % их содержании при соотношении 5:1.

Способ получения, биохимический состав биопродуктов из пантов маралов и северных оленей

Для изготовления пантолизатов использовали консервированные панты, свежезамороженные сырые панты среднего, низкого качества и верхушки пантов, а также пантовый жмых, оставшийся после экстракции пантопорошка этанолом. Перед приготовлением биологически активных субстанций (пантолизатов) с части консервированных пантов удалили кожу с волосом и с небольшой части сырых пантов - волос, оставив кожу и подшерсток. Все образцы измельчали на промышленной мельнице, а затем помещали в экстрактор на 3 часа с температурой экстрагирования +99,3…+99,6⁰С, где экстрагентом служила - дистиллированная вода. Изготовили 7 биологически активных субстанций. Пантовые концентраты готовили из пантолизатов путем их вакуумной сушки при температуре 45…50⁰С и вакууме 0,9 атм. Всего изготовлено 5 проб.

Максимальное количество общих аминокислот находится в пантах северных оленей (таблица 1), минимальное - в основе пантов северных оленей (панты без кожного мешка). В пантах марала по сравнению с пантами северного оленя их меньше на 12 %, в пантовом жмыхе соответственно на 45%.

Таблица 1 - Биохимический состав биопродуктов

При получении пантолизата по разработанной технологии в продукте из пантов марала содержится 10,8% общих аминокислот от наличия их в исходном сырье, из пантов северных оленей соответственно 7,1 и 21%, пантового жмыха - 8,9%. Таким образом, в зависимости от исходного сырья, в пантолизат переходит 7,1-21% аминокислот, причем в основе пантов северных оленей аминокислот в 3,2 раза меньше, чем в цельных, зато в пантолизат их переходит в 3,0 раза больше. Учитывая это, по общим аминокислотам пантолизат лучше готовить из основы пантов северных оленей.

В концентрате, за исключением продукта из консервированных пантов северных оленей, разница по общим аминокислотам незначительна (70-80 мг/г). Во всех случаях их количество или равно или больше в 1,9-4,5 раза по сравнению с исходным продуктом.

В пантах и основе пантов северных оленей по сравнению с пантами маралов свободных аминокислот в 2,2 и 2,0 раза больше, однако, в пантолизате из перечисленной продукции наоборот их больше на 16,1 и 19,7 мг/г. Несмотря на то, что в пантовом жмыхе свободных аминокислот несколько больше, чем в пантах марала, в пантолизате их количество меньше в 60,8 раза. Сравнительный анализ количественного содержания общих и свободных аминокислот в сырье и пантолизатах показывает, что в пантолизат переходит лишь 7,1-21,0% общих аминокислот, зато количество свободных аминокислот превышает исходный продукт в 5,4-16,0 раз, за исключением пантового жмыха.

Очевидно, в процессе экстракции пантов северных оленей этиловым спиртом свободные аминокислоты переходят в рантарин. В пантовых концентратах этот разрыв увеличивается в десятки раз.

Коллагена в исходном сырье находится 150,5-481,0 мг/г. В порядке убывания по наличию коллагена биопродукты располагаются следующим образом: цельные панты северных оленей (481,0 мг/г), панты марала (293,08 мг/г), пантовый жмых (207,44 мг/г) и основа пантов северных оленей (150,53 мг/г).

Несмотря на то, что разница в цельных и основе пантов северных оленей по наличию коллагена составляет 330 мг/г, в пантолизате его количество равно 34,1-34,5 мг/г. Максимальное количество коллагена в пантолизате из пантов марала (50,4 мг/г) и минимальное - в продукте из пантового жмыха (28,0 мг/г). Аналогичная тенденция в последующем сохраняется в пантовых концентратах. Примерно равное количество коллагена в концентратах из цельных и основы пантов северных оленей, в два раза его меньше в биопродукте из пантового жмыха и в 1,6 раза больше в концентратах из пантов маралов.

Минимальное количество витаминов содержится в пантовом жмыхе - 107,2 мг/100г. В пантолизат переходит 9-22% витаминов от их общего содержания в исходном продукте, причем больше процент при изготовлении биопродукта из основы панта и пантового жмыха. За исключением концентрата из пантового жмыха, в котором витаминов находится в 1,7 раза меньше, чем в исходном сырье, в других пробах биопродуктов их количество превышает исходное сырье в 3,1-5,5 раза.

Макроэлементный состав исходного сырья представлен железом, калием, кальцием, натрием, магнием и фосфором. По общему содержанию макроэлементов лидирует пантовый жмых из пантов северных оленей, далее в порядке убывания основа пантов северных оленей, панты маралов и панты северных оленей. Несмотря на максимальное количество макроэлементов в пантовом жмыхе, в пантолизат их переходит незначительное количество (в 450 раз меньше). Наличие макроэлементов в пантолизате из пантов марала и северного оленя примерно равное количество (1432 и 1466 мгк/г). В отличие от органических соединений (общих и свободных аминокислот, коллагена, витаминов), которых в концентратах значительно больше, чем в исходном продукте, с макроэлементами ситуация иная. В концентратах из цельных пантов маралов и северных оленей их меньше по сравнению с исходным продуктом в 7,5-8,5 раза, из основы пантов - в 18,6 раза.

Из микроэлементов в биопродуктах находятся медь, кобальт, цинк, марганец, селен, йод. Максимальное их количество содержится в пантовом жмыхе (89,58 мгк/г), далее в пантах северных оленей (82,78 мгк/г), в основе пантов (77,3 мгк/г) и пантах маралов (65,57 мгк/г). По аналогии с макроэлементами, микроэлементов в пантолизат переходит 1,2-7,2%, максимально - из пантов маралов и минимально соответственно из пантового жмыха. В пантовых концентратах их также меньше по сравнению с исходным сырьем.

Исходное сырье (панты северных оленей) доминирует по содержанию общих и свободных аминокислот, коллагену, витаминам, пантовый жмых из пантов северных оленей соответственно по макро- и микроэлементам. Пантолизат из пантов маралов превосходит аналоги по общим и свободным аминокислотам, коллагену, микроэлементам, биопродукт из основы пантов северных оленей - по витаминам и макроэлементам. Концентрат из пантолизата пантов маралов превосходит аналогичные биопродукты из пантов северных оленей по всем изученным показателям.

В целых консервированных пантах северных оленей по сравнению с основой консервированных пантов, за исключением макроэлементов, находится больше общих и свободных аминокислот, коллагена, витаминов, микроэлементов. Аналогичная тенденция, за исключением витаминов, сохраняется в пантолизатах и, за исключением общих аминокислот, в концентратах. Лучше в производстве использовать целые панты северных оленей.

В пантовом жмыхе, как продукте переработки пантов северных оленей, находится значительное количество органических веществ, а по наличию макро- и микроэлементов он превосходит консервированные панты северных оленей. Результаты проведенных исследований показали, что его вполне можно использовать для получения пантового концентрата по разработанной технологии.

В процессе получения пантолизата в биопродукт, в зависимости от исходного сырья, переходит 7,1-22,0% общих аминокислот, 9,0-22,0% витаминов, 7,0-22,0% коллагена, 1,4-7,2% микроэлементов, накапливается больше в 5,4-16,0 раз свободных аминокислот, меньше в 7,5-18,6 раза макроэлементов.

В концентратах, полученных из пантолизатов, преимущество в разы по общим и свободным аминокислотам, коллагену, витаминам, то есть органической части, по сравнению с исходным сырьем, примерно равны или несколько ниже количество микроэлементов и в 7,5-132 раза меньше, в зависимости от исходного сырья, макроэлементов.

Количественное содержание гормонов и факторов роста представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Количественное содержание в биопродуктах гормонов и факторов роста

В сырье, которое использовалось для изготовления пантолизатов, а затем концентратов из десяти определяемых компонентов в пантах марала максимальное количество занимают дегидроэпиандростерон, инсулиноподобны фактор роста-1 и -2, альфа-трансформирующей фактор роста, цилиарный нейротрофический фактор роста и костный морфогенетический протеин-4, равное значение наличие бета-трансформирующего фактора роста с пантами северного оленя. Тестостерона больше в пантовом жмыхе. Эпидермального фактора роста максимально находится в пантах северных оленей и пантовом жмыхе, фактора роста нервов - в консервированных пантах северных оленей.

В пантолизатах, изготовленных из продукции, вышеуказанная тенденция не сохраняется. Большее количество в биопродуктах из пантов марала содержится ДГЭА, IGF₂, TGF-в, EGF, соответственно из цельных пантов северных оленей - тестостерона и TGF-б, в основе пантов северных оленей - IGF₁ и IGF₂, в биопродукте из пантового жмыха - EGF, NGF, NGF₃, BMP-4.

В пантовых концентратах, полученных из пантолизатов вакуумной сушкой, максимальное количество определенных гормонов и факторов роста, за исключением ДГЭА и NGF₃, находится в биопродуктах из пантов марала. Дегидроэпиандростерон и фактор роста нервов превалирует в концентрате, полученном из пантового жмыха.

Выводы

1. Биохимический состав пантовой продукции неоднозначен и зависит от качества консервирования пантов и природно-климатической зоны обитания маралов. Различия выявлены по наличию белка, витаминов, макро- и микроэлементов биологической активности. С увеличением массы пантов и возраста животных повышается их биологическая полноценность с 1:1,5 до 1:2,2 и биологическая активность - с 28,9 до 35,2%.

2. В пантах северных оленей по сравнению с пантами маралов содержится больше в 2,2 раза аминокислот, в 1,6 раз коллагена, в 2 раза жирных кислот. Соотношение заменимых к незаменимым аминокислотам практически равно. Насыщенные жирные кислоты в пантах марала составляют 59%, северных оленей - 18,2%. При практически равном количестве витаминов (128,9 и 130 мг/100%) панты марала содержат больше витаминов А, В₅ и В₆, северных оленей - витаминов В₂ и РР. За исключением кальция, фосфора, натрия и калия панты маралов уступают пантам северных оленей по наличию других макро- и микроэлементов.

3. Панты маралов превосходят панты северных оленей по количеству тестостерона, дегидроэпиандростерона, инсулиноподобных, альфа-трансформирующего факторов роста, цилиарного нейротрофического фактора роста и костного морфогенетического протеина. В пантах северных оленей больше бета-трансформирующего, эпидермального факторов и факторов роста нервов.

4. Сравнительное изучение биохимического состава цельных пантов северных оленей, основы пантов и кожного покрова с волосом показывает, что при переработке пантов северных оленей их необходимо использовать вместе с кожей. Разное содержание органических, неорганических веществ, гормонов и факторов роста предполагает для получения препаратов направленного действия использовать или цельные панты, или основу панта, или кожный мешок пантов с волосяным покровом.

5. Биохимический состав биосубстанций диких маралов (панты, мясо, половые органы, хвосты), полученных по разработанной технологии (вакуумная сушка) по большинству показателей превосходят одомашненных, что обусловлено обитанием и питанием последних.

6. Для максимального извлечения биологически активных веществ при спиртовой экстракции половых органов маралов оптимальным является соотношение 3:1 и время экстрагирования 48 часов, 70%-ным спиртом.

7. При разработке биопродукта из хвостов из трех испытанных вариантов разведения спирт:сырье (2:1, 4:1, 6:1), трех режимах экстрагирования (24, 48, 72 часа) максимальное количество биологически активных веществ определено в разведении 2:1 экстракции 24 часа 50%-ным спиртом. При водной экстракции разных соотношений (1:2,5, 1:5), температуры (110⁰, 116⁰, 120⁰, 126⁰), в режиме экстракции (1,5, 2,5, 3,5 часа) оптимальным для получения биопродукта является соотношение сырье:вода 1:5, температура 120⁰С, экспозиция 1,5-2,5 часа.

8. Пантолизат, полученный по разработанной технологии, представляет собой многокомпонентную смесь, в состав которой входят в зависимости от использованного сырья 1,32-4,94 мг/мл общих аминокислот; 0,28-1,05 мг/мл свободных аминокислот; 11,5-50,4 мг/мл коллагена; 21,6-49,4 ус. ед. витаминов; 0,6-1,6 мг/мл макро- и 1,2-5,5 мкг\мл микроэлементов; 214-427 пг/мл - тестостерона; 0,8-3,0 нг/мл ДГЭА; 6,4-9,6 нг/мл - IGF₁; 24,6-137,6 нг/мл - IGF₂; 0,34-8,2 пг/мл - TGFб; 0,7-1,6 нг/мл - TGFв; 1,5-2,0 пг/мл - EGF; 3,8-8,2 пг/мл - NGF; 1,5-4,2 пг/мл - CNTF; 4,4-28,1 пг/мл - ВМР-4, что составляет 30-60% исходного сырья.

9. Разработанная технология получения пантового концентрата позволяет с одного килограмма сырых пантов получать, в зависимости от качества сырья, 90-200 г биосубстанции, содержащей от исходного сырья 50% и более общих аминокислот (640-919 мг/г); свободных аминокислот (233,4-415,0 мг/г); витаминов (62,9-806,9 ус. ед); гормонов и факторов роста (1153,2-2226,1 ус. ед). Биологическая активность превышает исходный продукт в 1,5-2 раза.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. При оценке качества консервированных пантов маралов использовать рекомендации «Методика оценки качества пантов марала», утвержденные ученым советом ГНУ ВНИИПО СО Россельхозакадемии (протокол № 15 от 25 октября 2006 года) рекомендованные к внедрению НТС Министерства сельского хозяйства Республики Алтай (протокол № 3 от 01 декабря 2006 года).

2. При получении субстанций из хвостов маралов пользоваться технологией, изложенной в патенте «Способ получения биологически активного продукта из хвостов пантовых оленей» (№ 2327476 от 27 июня 2008 года).

3. Пантовую продукцию северных оленей перерабатывать в соответствии с разработанной технологией в пантолизаты и пантовые концентраты. Учитывая высокую концентрацию в порошке аминокислот, коллагена, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, гормонов и факторов роста по сравнению с сырьем биопродукт можно применять в минимальных количествах в косметических, фармацевтических, медицинских препаратах и пищевых добавок.

Список опубликованных работ по теме диссертации

панты марал олень экстракт

1. Володкина, А.И. Способ получения и биохимический состав субстанций из мяса маралов /В.Г. Луницын, А.И. Володкина, Н.А. Фролов //Проблемы пантового оленеводства и пути их решения: Сборник научных трудов /СО РАСХН. ВНИИПО. - Т.3. - Барнаул, 2007. - С. 138-148.

2. Володкина, А.И. Сравнительный биохимический анализ биосубстанций из продукции парковых и диких маралов /В.Г. Луницын, А.И. Володкина //Проблемы пантового оленеводства и пути их решения: Сборник научных трудов /СО РАСХН. ВНИИПО. - Т.3. - Барнаул, 2007. - С. 148-158.

3. Володкина, А.И. Результаты исследований биохимического состава спиртовых экстрактов из половых органов марала (пенисов) /В.Г. Луницын, А.И. Володкина //Проблемы пантового оленеводства и пути их решения: Сборник научных трудов /СО РАСХН. ВНИИПО. - Т.3. - Барнаул, 2007. - С. 158-164.

4. Володкина, А.И. Результаты изучения биохимического состава из половых органов и хвостов самцов маралов /В.Г. Луницын, А.И. Володкина //Проблемы пантового оленеводства и пути их решения: Сборник научных трудов /СО РАСХН. ВНИИПО. - Т.3. - Барнаул, 2007. - С. 164-172.

5. Володкина, А.И. Сравнительный анализ биохимического состава пантов разных природно-климатических зон /В.Г. Луницын, А.И. Володкина //Проблемы пантового оленеводства и пути их решения: Сборник научных трудов /СО РАСХН. ВНИИПО. - Т.3. - Барнаул, 2007. - С. 181-185.

6. Володкина, А.И. Биохимический состав пантов марала /В.Г. Луницын, А.И. Володкина //Сибирский вестник с.-х. науки. - 2007. - № 7. - С. 45-49.

7. Володкина, А.И. Результаты изучения биохимического состава экстрактов из хвостовых желез /А.И. Володкина //Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии и Казахстана: Мат. 10-й Междунар. конф по научному обеспечению азиатских территорий Улан-Батор, 3-6 июля 2007 г /Новосибирск, 2007. - С.225-226 (единоличное авторство).

8. Влияние природно-климатических зон на качественный состав пантов марала /В.Г. Луницын, А.А. Неприятель, А.И. Володкина //Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии и Казахстана: Мат. 10-й Междунар. конф по научному обеспечению азиатских территорий Улан-Батор, 3-6 июля 2007 г /Новосибирск, 2007. - С.271-272.

9. Методика оценки качества пантов маралов: научно-методические рекомендации /В.Г. Луницын, С.И. Огнев, П.И. Краснослободцев, В.М. Мещеряков, А.П. Попов и др., всего 10 человек, А.И. Володкина - 7-я /СО РАСХН. ВНИИПО. - Барнаул, 2007. - 56 с.

10. Патент 2327476 Российская Федерация. МКИ А 61К35/32, А61Р3/00, 9/12, 37/04. Способ получения биологически активного продукта из хвостов пантовых оленей /Луницын В.Г., Попова М.В., Володкина А.И.; заявитель и патентообладатель Всероссийский НИИ пантового оленеводства. - № 2007102378; заявл. 22.01.2007; опубл. 27.06.2008.

11. Володкина, А.И. Сравнительный анализ спиртовых экстрактов из половых органов (пенисов, пенисов с семенниками) и хвостов самцов марала /А.И. Володкина //Развитие АПК Азиатских территорий: Труды XI-й Международной научно-практической конференции (Новосибирск, 25-27 июня 2008 г.). - Новосибирск, 2008. - С. 422-429 (единоличное авторство).

12. Володкина, А.И. Зависимость качества пантов маралов от продуктивности, возраста и места обитания животных /А.А. Неприятель, В.Г. Луницын, А.И. Володкина //Сибирский вестник с.-х. наук. - 2008. - № 11. - С. 44-51.

Размещено на Allbest.ru