способ получения железосодержащей биологически активной пищевой добавки

Формула изобретения

1. Способ получения железосодержащей биологически активной пищевой добавки, отличающийся тем, что гемолимфу анадары (Anadara broughtoni) замораживают, дефростируют, центрифугируют, фильтруют на мембране с размером пор 0,2 мкм, 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 ч при температуре 29-39°С, затем полученный гемопротеин отмывают дистиллированной водой от низкомолекулярных продуктов гидролиза и концентрируют на ультрафильтрационной установке с мембраной на 30 кДа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве протеолитического фермента используют комплекс протеиназ камчатского краба, или папаин, или пепсин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что целевой продукт лиофильно высушивают.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства биологически активных добавок к пище, которые могут быть использованы для профилактики железодефицитных состояний человека.

По данным Всемирной организации здравоохранения, железодефицитной анемией (ЖДА) страдают 2 миллиарда человек в мире. Скрытый дефицит железа (предстадия ЖДА) у жителей Европы и России составляет 30%. ЖДА возникает при уменьшении количества гемоглобина крови по сравнению с физиологической нормой из-за недостаточности поступления железа с пищей.

Известно, что кровь крупного рогатого скота является ценным источником железосодержащих белков для фармацевтической промышленности.

Известен способ очистки гемоглобина из сырого раствора крови путем ионообменной хроматографии [RU 2145873 С1, 27.02.2000]. Данный способ получения гемоглобина является трудоемким и достаточно сложным.

Существует способ выделения гемоглобина, используемого в качестве пищевой добавки, из крови сельскохозяйственных животных посредством получения гемолизата эритроцитов путем разбавления эритроцитарной массы дистиллированной водой и замораживания с последующим концентрированием гемолизата ультрафильтрацией, стерилизующей фильтрацией и лиофилизацией [RU 2080865 C1, 10.06.1997]. Данный способ многоэтапен, требует значительных затрат и не позволяет производить гемоглобин, не содержащий патогенных вирусных частиц, без дополнительных стадий очистки.

Биологически активная добавка, представляющая собой порошкообразный состав, включающая очищенный гемоглобин крови крупного рогатого скота, содержит железо в гемовой форме в количестве 0,3±0,05% от массы содержащегося в добавке гемоглобина и используется при изготовлении конфет [RU 2161888 C1, 20.01.2001].

В настоящее время ведутся поиски альтернативных источников гемопротеидов, филогенетически удаленных от млекопитающих и не подверженных опасным для человека вирусным заболеваниям.

Известен способ комплексной переработки анадары Anadara broughtoni , при которой в качестве сырья для получения биологически активной пищевой добавки используют гемолимфу. Гемолимфу, отобранную при разделке из анадары, замораживают или сушат, при этом для предупреждения коагуляции белков смешивают с этиловым спиртом в соотношении 2:1 и высушивают методом сублимации. Высушенный порошок используют как биологически активную добавку к пище либо как сырье для выделения БАД к пище - гепарина, препятствующего свертыванию крови и образованию тромбов [RU 2231272 С2, 27.06.2004].

Этот способ предполагает использование органического растворителя для стабилизации экстрактивных веществ и сублимационную сушку спиртового раствора, что не позволяет выделять один из активных компонентов гемолимфы - гемосодержащий белок в хроматографически чистом виде.

Задача изобретения - разработка способа получения железосодержащей биологически активной пищевой добавки с использованием нетрадиционного источника данного вещества.

Для этого гемосодержащий продукт выделяют из гемолимфы промыслового моллюска Anadara broughtoni, остающейся в процессе промышленной переработки и содержащей большое количество дыхательных пигментов.

Гемолимфу замораживают (для проведения гемолиза клеточных структур и удобства транспортировки, хранения), дефростируют, центрифугируют, фильтруют на мембране с размером пор 0,2 мкм, 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. По данным атомно-адсорбционного спектрального анализа препарат содержит 0,2% железа.

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. Получают биологически активную пищевую добавку гемопротеиновой природы, содержащую двухвалентное железо в количестве 3-5% от массы сухого вещества.

В качестве протеолитического фермента используют комплекс протеиназ камчатского краба, или папаин, или пепсин.

С целью увеличения сроков хранения целевой продукт лиофильно высушивают.

Существуют данные о лучшей усвояемости двухвалентного железа в присутствии аскорбиновой кислоты [Annals N.Y. Academy of Sciences Vol.355, p.32-44. (1980)]. Поэтому при применении к целевому продукту целесообразно добавлять аскорбиновую кислоту (0,05 мг/мл).

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в получении железосодержащей биологически активной пищевой добавки, в которой содержание железа в 15-20 раз выше по сравнению с содержанием железа в добавке, полученной из крови сельскохозяйственных животных.

Использование в качестве источника геминового железа - моллюска А. broughtoni, филогенетически удаленного от млекопитающих и не подверженного опасным для человека вирусным заболеваниям, позволяет производить железосодержащую биологически активную пищевую добавку, не содержащую патогенных вирусных частиц, без дополнительных стадий очистки в отличие от получения таковой из крови сельскохозяйственных животных.

Технический результат заключается также в расширении сырьевой базы для получения железосодержащей биологически активной пищевой добавки, а также в расширении арсенала железосодержащих биологически активных добавок к пище.

Заявляемый способ основан на современных мембранных технологиях, не требует значительных материальных затрат, так как в качестве сырья используют побочный продукт промышленной переработки промыслового моллюска А. broughtoni.

На чертеже представлен спектр поглощения оксигемоглобина, полученного из гемолимфы A. broughtoni.

Осуществление изобретения.

Пример 1.

1,0 л гемолимфы анадары подвергают заморозке, дефростируют, центрифугируют до полного удаления клеточного материала, стерилизуют посредством фильтрации на мембране с размером пор 0,2 мкм, концентрируют ультрафильтрационным способом на установке с мембраной, пропускающей глобулярные белки с молекулярной массой 300 кДа и ниже. Сконцентрированный оксигемоглобин отмывают от посторонних примесей дистиллированной водой при тех же условиях ультрафильтрации. К полученному продукту V=0,2 л (3,0 г сухого вещества) добавляют комплекс протеиназ камчатского краба V=5,0 мл (45,0 мг, активность 1,3 ед/мг), инкубируют 4 часа и при температуре 37°С, рН 8. Далее полученный в результате ферментативного гидролиза гемопротеин отмывают дистиллированной водой от низкомолекулярных продуктов гидролиза и концентрируют на ультрафильтрационной установке с мембраной на 30 кДа. Целевой продукт (V=50,0 мл, 108,0 мг) содержит железо в количестве 5,0% в расчете на сухое вещество.

Пример 2.

Способ осуществляют, как описано в примере 1, но в качестве фермента используют папаин. Целевой продукт (V=50,0 мл, 190,0 мг) содержит железо в количестве 3,0% в расчете на сухое вещество.

Пример 3.

Способ осуществляют, как описано в примере 1, но в качестве фермента используют пепсин. Целевой продукт (V=50,0 мл, 136,0 мг) содержит железо в количестве 4,2% в расчете на сухое вещество.

Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели гемопротеина из анадары представлены в таблице.

Таблица Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели гемопротеина из анадары
№ п/п	Наименование показателей	Значения показателей
1	Внешний вид	Аморфный порошок
2	Цвет	Серо-бордовый
3	Запах	Свойственный свежим морепродуктам
4	Массовая доля влаги, %, не более	1
5	Массовая доля золы в пересчете на абсолютно сухое вещество, %, не более	6
6	Массовая доля сырого протеина в пересчете на абсолютно сухое вещество, %, не менее	97
7	Содержание гемопротеина, %, не менее	96
8	Массовая доля липидов в пересчете на абсолютно сухое вещество, %, не более	2
9	Содержание железа, г/кг, не менее	30
10	Содержание свинца, мг/кг, не более	Не допускается
11	Содержание кадмия, мг/кг, не более	Не допускается
12	Содержание ртути, мг/кг, не более	Не допускается
13	Содержание магния, мг/кг, не более	20
14	Металломагнитная примесь, мг/кг, не более	Не допускается
15	Растворимость, 1 г в 10 мл дистиллированной воды, мин, не менее	10
16	Общая бактериальная обсемененность 1 г продукта клеток, не более	4×10 5
17	Бактерии рода Кишечная палочка	Не допускается
18	Бактерии рода Сальмонелла	Не допускается
19	Токсичность	Не допускается