биологически активная добавка на основе цист, или науплий, или взрослых особей рачка artemia salina для наружного или внутреннего применения

Формула изобретения

Биологически активная добавка на основе цист, или науплий, или взрослых особей рачка Artemia salina для наружного или внутреннего применения, характеризующаяся содержанием липидной и белково-аминокислотной фракций из экстракта измельченных цист, или науплий, или взрослых особей рачка Artemia salina в соотношении от 1000:1 до 1:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевым или косметическим биологически активным добавкам и может быть использовано в пищевой промышленности или косметике.

Несмотря на достижения современной науки, проблема дефицита комплексных добавок, сбалансированных по витаминам, минералам и аминокислотам остается актуальной. Для поддержания этих показателей в пище должно содержаться не только нужное количество протеина, но и требуемый витаминный и аминокислотный состав. Ценность цист Артемии определяется ее химическим составом, который характеризуется достаточно высоким содержанием белков, жиров, незаменимых аминокислот и жирных кислот, витаминов, гормонов, других биологически активных соединений. Артемия распространена по всему Земному шару. В России она обитает в солевых водоемах побережья южных морей, озерах Кавказа, Киргизии, Западной и Восточной Сибири. Акватория только исследованных водоемов Западной Сибири составляет 2,1 тыс.км², из которых в Алтайском крае 1,1 тыс.км².

Известно применение цельных яиц жаброногого рачка артемии (Artemia salina (L) в виде сухого порошка в качестве кормовой добавки для птиц, а также кормовая добавка, в качестве которой используют цельные яйца жаброногого рачка артемии (Artemia salina (L) в виде сухого порошка (до 10-15 мас.%) с добавлением зерна или другого корма (до 100 мас.%), используемой для кормления кур-несушек (Патент РФ №2158519, МПК А23К 1/16, 1/00; опубл. 10.11.2000 г.).

Однако цельные яйца артемии покрыты хитиновой оболочкой и могут усваиваться только организмом птиц, которые перетирают данный продукт в соответствующем отделе пищевого тракта. Использовать цельные яйца артемии в качестве пищевой добавки в рационе питания человека или в качестве компонента лекарственного, косметического или бальнеотерапевтического препарата неэффективно в связи с плохой усвояемостью цельных цист Артемии в данной форме.

Известна пищевая биологически активная добавка, представляющая собой очищенный концентрат омега-3 полиненасыщенных жирных кислот, полученный из экстракта ракообразных Artemia salina (Патент США №5340594, МПК А23D 9/00, опубл. 23.08.1994).

Недостатком указанной биологически активной добавки является отсутствие в ней многих полезных компонентов, содержащихся в липидно-витаминном комплексе цист рачка Артемии (полиненасыщенные жирные кислоты омега-6, сквален, астаксантин и другие), что ограничивает ее биологическую активность и область применения.

Известна сухая форма биологически активной добавки на основе цист рачка Artemia salina, которые измельчены до ультрадисперсного состояния с размером частиц не более 20 мкм и содержанием влаги не более 5,0 мас.%. Сухая форма лечебно-профилактического препарата представляет собой таблетку, выполненную в виде монолитного дискообразного твердого тела из порошка цист рачка Артемии, или цилиндрическую пустотелую разъемную капсулу, заполненную порошком цист рачка Артемии, или газонепроницаемый пакет, заполненный порошком цист рачка Артемии под вакуумом (Свидетельство на полезную модель РФ №45270, МПК А61К 35/56, опубл. 10.05.2005).

Известно использование в составе твердого сычужного сыра пищевой биологической активной добавки на основе декапсулированных цист солоноводного рачка Artemia salina в количестве 0,25-1,0 мас.% (заявка на патент РФ №2003112517, МПК А23С 19/068, опубл. 27.11.2004).

Известны составы кремов, мазей, эмульсий на основе экстракта ракообразных Artemia salina, используемые в косметике для профилактики и лечения кожи и волос (Патент Франции №2817748, МПК А61К 35/56, 7/48, опубл. 14.06.2002 г.).

Известен также наиболее близкий аналог (прототип), которым является биологически активная добавка для медицинских и косметических препаратов, обладающая антипролиферативным действием и представляющая собой водный или спиртовый экстракт яиц (цист) ракообразных Artemia salina (Патент США №6342254, МПК А61К 35/78, 35/12, опубл. 29.01.2002 г.). Средство предлагается использовать в медицине и косметике для лечения и профилактики кожных заболеваний.

Недостатком данных аналогов, в том числе и прототипа, является то, что жидкий экстракт яиц (цист) или взрослых особей ракообразных Artemia salina содержит кроме липидно-витаминной фракции большое количество белков, пептидов и аминокислот, которые при добавлении в пищевые продукты или использовании в медицине или косметике могут вызвать аллергические реакции организма, которыми подвержены от 20 до 40% детей и до 15% взрослого населения России и других стран. Вышеуказанные факторы сужают область применения данных высокоаллергенных биологически активных добавок как в пищевой промышленности, так и в медицине и косметике.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание биологически активной добавки на основе экстракта цист, или науплий, или взрослых особей рачка Artemia salina с регулируемым содержанием белков и аминокислот путем дозированного введения белково-аминокислотной фракции в состав биологически активной добавки, содержащей липидную фракцию этого экстракта.

Указанный технический результат достигается созданием биологически активной добавки (БАД), содержащей липидную и белково-аминокислотную фракции из экстракта измельченных цист, или науплий, или взрослых особей рачка Artemia salina в соотношении от 1000:1 до 1:1.

Белково-аминокислотная фракция водно-спиртового экстракта цист рачка Artemia salina характеризуется достаточно высоким содержанием белков, незаменимых и заменимых аминокислот и других биологически активных соединений.

Липидная фракция водно-спиртового экстракта цист рачка Artemia salina содержит полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, стероиды и гормоноподобные вещества, ростовые факторы и другие жирорастворимые биологически активные соединения.

Дозированное введение в липидную фракцию белково-витаминной фракции (от 1000:1 до 1:1) в зависимости от назначения конечного продукта обеспечивает снижение аллергических реакций у потребителей данного продукта.

Пример 1. Технология получения липидной и белково-аминокислотной фракций из экстракта цист Артемии

Яйца (цисты), науплии и взрослые особи ракообразных Artemia salina добывают из озер Западной Сибири, многократно отмывают в пресной воде от посторонних примесей, солей и некачественных яиц или науплий. На стадии отмывки цельные цисты, науплии или взрослые особи рачка Артемии могут быть дополнительно обработаны детергентами. Мокрый продукт сушат в воздушном потоке влажностью не более 5 мас.%, при температуре не выше 50°С. Далее порошок перемалывают в вихревой мельнице, разработанной фирмой "Вихревые технологии", г. Новосибирск (патент РФ N 2057588, МКИ В02С 19/06, опубл. 10.04.96 г.), которая представляет собой газодинамический измельчитель, использующий энергию сжатого газа для ускорения измельчаемых частиц продукта в вихревом потоке до ультрадисперсного состояния с размером частиц не более 20 мкм и содержанием влаги не более 5,0 мас.%. В качестве измельчителя может также служить шаровая или дисковая мельница или другие технические средства, которые обеспечивают соответствующий дисперсный состав продукта без ухудшения его полезных свойств. В соответствии с примерами 1 и 2 из сырья получают биологически активную добавку.

Для этого берут 1 кг порошка цист Артемии экстрагируют водно-этанольной смесью (1:2) в объемном соотношении 1:6 (сырье:растворитель) при комнатной температуре и перемешивании в течение 1,0-2,0 час. Затем массу фильтруют через бязевый мешок на нутч-фильтре и промывают небольшими порциями той же смесью растворителей.

Полученный фильтрат отстаивают до полного формирования двух слоев жидкостей. Нижний липидный слой сливают в емкость с последующей фасовкой во флаконы готового продукта. При необходимости для удаления из продукта спирта нижний липидный слой сливают в выпарной аппарат через бязевый мешок и спирт удаляют в вакууме полностью. Полученный продукт коричневого цвета представляет собой комплекс липидов, легкоплавкий (t плавления 50°С). Выход 3,7% от сухого веса сырья.

Верхний водно-спиртовый слой также сливают в емкость с последующей фасовкой во флаконы продукта. Для удаления спирта верхний водно-спиртовый слой также сливают в выпарной аппарат и удаляют основную часть спирта в вакууме. При необходимости полученный раствор сушат, остаток представляет собой порошок кремового цвета, включающий концентрат аминокислот и пептидов. Кроме того, этот продукт содержит небольшое количество углеводов, фосфолипидов. Выход 7,0% от сухого веса сырья.

Пример 2. Технология получения липидной и белково-аминокислотной фракций из экстракта науплий или взрослых особей Артемии

Науплии и взрослые особи ракообразных Artemia salina также добывают из озер Западной Сибири, многократно отмывают в пресной воде от посторонних примесей, солей и некачественных яиц или науплий. На стадии отмывки цельные цисты, науплий или взрослые особи рачка Артемии могут быть дополнительно обработаны детергентами. Мокрый продукт сушат в воздушном потоке влажностью не более 5 мас.%, при температуре не выше 50°С. Далее порошок перемалывают в вихревой мельнице, разработанной фирмой "Вихревые технологии", г.Новосибирск (патент РФ №2057588, МКИ В02С 19/06, опубл. 10.04.96 г.), которая представляет собой газодинамический измельчитель, использующий энергию сжатого газа для ускорения измельчаемых частиц продукта в вихревом потоке до ультрадисперсного состояния с размером частиц не более 20 мкм и содержанием влаги не более 5,0 мас.%. В качестве измельчителя может также служить шаровая или дисковая мельница или другие технические средства, которые обеспечивают соответствующий дисперсный состав продукта без ухудшения его полезных свойств. В соответствии с примерами 1 и 2 из сырья получают биологически активную добавку.

Для этого берут 1 кг порошка науплий или взрослых особей Артемии экстрагируют водно-этанольной смесью (1: 2) в объемном соотношении 1:5 (сырье:растворитель) при комнатной температуре и перемешивании в течение 1,0-2,0 час. Затем массу фильтруют через бязевый мешок на нутч-фильтре и промывают небольшими порциями той же смесью растворителей (0,2 объема в 3 раза по отношению к полученному объему).

Полученный фильтрат отстаивают до полного формирования двух слоев жидкостей. Нижний липидный слой сливают в емкость с последующей фасовкой во флаконы готового продукта. Для удаления из продукта спирта нижний липидный слой сливают в выпарной аппарат через бязевый мешок и спирт удаляют в вакууме полностью. Полученный продукт коричневого цвета представляет собой комплекс липидов, легкоплавкий (t плавления 50°С). Выход 5,0% от сухого веса сырья.

Верхний водно-спиртовый слой также сливают в емкость с последующей фасовкой во флаконы продукта. Для удаления спирта верхний водно-спиртовый слой также сливают в выпарной аппарат и удаляют основную часть спирта в вакууме. Полученный раствор сушат, остаток порошок белковый комплекс кремового цвета, представляет собой концентрат аминокислот и пептидов. Кроме того, этот продукт содержит небольшое количество углеводов, фосфолипидов. Выход 8,0% от сухого веса сырья.

Далее полученные продукты (липидно-витаминная и белково-аминокислотные фракции) смешивают в соотношении от 1000:1 до 1:1 в зависимости от назначения и могут применяться в качестве диетической пищевой добавки или компонента фармацевтического или косметического средства.

Пищевой или фармацевтический продукт в сухой форме приготавливают в порошковом смесителе. Смеситель представляет собой емкость со сферическим днищем, имеющим наклонную к горизонтали ось вращения. Эффективность смешения обеспечивается инертными телами шаровой формы, значительно меньшего, чем у днища емкости радиуса кривизны, и существенно большего удельного веса, чем удельный вес перемешиваемых компонент материала. Инертные тела предотвращают агрегацию частиц и обеспечивают смешение с частицами любой дисперсности в малом зазоре между поверхностью инертных тел и днища емкости. Количество инертных тел обеспечивает их расположение только в один слой для избежания активного их соударения и, как следствие, избежания перегрева перемешиваемых материалов.

Пример 3. Получение фармацевтического препарата

В смеситель вводят следующие компоненты фармацевтического препарата (мас.%):

липидная и белково-аминокислотная фракции
экстракта измельченных цист, или науплий,
или взрослых особей рачка Artemia salina
в соотношении 1000:1	1,0-10,0
смесь мела с крахмалом (2:1)	остальное до 100%

Далее смесь пропускают через пресс для приготовления таблеток.

Пример 4. Получение пищевой добавки

В смеситель вводят следующие компоненты пищевого продукта (мас.%):

липидная и белково-аминокислотная фракции
экстракта измельченных цист, или науплий,
или взрослых особей рачка Artemia salina
в соотношении 1:1	0,1-1,0
соль	остальное до 100%

Далее полученный продукт фасуют в упаковку.

Пример 5. Получение пищевого продукта в жидкой форме

В гомогенизатор вводят следующие компоненты пищевого продукта (мас.%):

Липидная и белково-аминокислатная фракции
экстракта измельченных цист, или науплий,
или взрослых особей рачка Artemia salina
в соотношении 100:1	0,1-1,0
растительное масло	остальное до 100%

Далее полученный продукт разливают в тару.

Пример 6. Получение косметического средства

При производстве препарата используется простое технологическое оборудование, укомплектованное реактором с мешалкой.

Для приготовления крема в реактор с мешалкой загружают гелевую основу при температуре +(18-20)°С и добавляют биологически активную добавку при перемешивании согласно приведенной ниже рецептуре (мас.%):

липидная и белково-аминокислотная фракции
экстракта измельченных цист, или науплий,
или взрослых особей рачка Artemia salina
в соотношении 500:1	5,0-30,0
гелевая основа	остальное до 100%

Компоненты перемешивают в течение 20-30 минут и измеряют рН смеси. Если рН смеси оказывается ниже 7,2 (гель имеет кислую среду), то в состав вводят фосфатно-солевую добавку (Na₂HPO₄×12H ₂O) в количестве, достаточном для поддержания в составе рН 7,2. Далее смесь еще раз гомогенизируют в реакторе в течение 20-30 минут, готовое косметическое средство расфасовывают в тару и хранят при температуре +7°С. Холодный способ приготовления крема позволяет максимально сохранить активность входящих в него компонентов.

Определение белков в цистах, науплиях и взрослых особях рачка Artemia salina осуществляли хроматографическим методом, а аминокислот - капиллярным электрофорезом.

Аминокислотный состав. В белках Артемии обнаружено 18 аминокислот, относительное содержание которых изменяется в процессе развития (табл.1). Количество свободных аминокислот уменьшается у науплиев в период развития. Однако такие аминокислоты, как пролин, аланин, глицин, серии, остаются в неизменном количестве. Обращает на себя внимание высокое содержание незаменимых аминокислот: треонина, валина, метионина, изолейцина, лейцина, фенилаланина, лизина и гистидина. Как известно, эти аминокислоты имеют большую биологическую ценность, так как они необходимы для полноценного питания организмов и синтеза белков в них. Вместе с тем наибольшее содержание эссенциальных аминокислот отмечено в науплиях по сравнению с соответствующими показателями в цистах и взрослых особях, что определяет достоинства личинок Артемии в качестве эффективного биопродукта.

Таблица 1
Содержание общих аминокислот в Артемии на разных стадиях ее развития (%)
Аминокислота	Цисты	Науплии	Взрослые особи
Цистин	1,6-1,8	1,0-3,4	2,3
Аспарагиновая	10,6-22,8	4,7-14,2	9,3
Треонин	0,01-1,9	4,2-9,5	4,1
Серии	5,8-8,6	3,9-13,1	4,8
Глютаминовая	15,2-19,5	5,9-14,8	14,4
Пролин	4,9-5,9	4,2-11,2	5,3
Глицин	4,9-6,0	5,2-13,5	5,5
Алании	13,7-16,3	3,6-24,0	7,0
Изолейцин	0,01-0,5	0,7-6,5	5,8
Лейцин	0,6-1,4	1,5-9,5	8,2
Тирозин	1,9-8,5	2,6-9,1	4,5
Гистидин	0,8-1,8	0.8-4,2	1,8
Лизин	1,8-2,6	1,8-10,1	7,7
Аргинин	3,2-6,3	1,8-9,9	6,6
Валин	0,02-2,0	2,3-8,3	5,6
Фенилаланин	0,0-0,2	1,7-8,9	4,7
Метионин	-	1,5-3,2	2,7
Таурин	0,01-27,0	0,0-19,8	-

Белки. Артемия характеризуется высоким содержанием белка. Однако этот показатель также варьирует в зависимости от стадии развития ракообразного, расы Артемии и ее пищи (табл.2). При этом доля растворимых белков составляет 29%, нерастворимых - 71%, соотношение высокомолекулярных белков к низкомолекулярным - 43% и 57% соответственно.

Таблица 2
Содержание белка в Артемии на разных стадиях ее развития (% к сухой массе)
Цисты	Декапсулированные цисты	Науплии	Взрослые особи
52,35	61,14	48,25	29,87

Содержание белка в цистах Артемии может изменяться в разные годы. Кроме того, для каждой стадии Артемии характерны специфические белки, идентификация которых представляет большой интерес для выяснения их биологической роли и физиологической активности.

Определение липидов в исходном сырье (цисты, или науплии, или взрослые особи) осуществляли хроматографическим методом.

Содержание липидов в цистах, науплиях и взрослых особях Артемии представлено в таблице 3. В период интенсивного роста, особенно в первые сутки, концентрация липидов снижается в пределах 10-20%. Концентрация жиров в цистах Артемии может меняться в зависимости от времени сбора.

Таблица 3
Содержание липидов Артемии на разных стадиях развития (%, к сухой массе)
Цисты	Декапсулированные цисты			Науплии		Взрослые особи
2,96	25,57			15,25		7,64
Таблица 4
Липидный состав цист Артемии (% к общему содержанию липидов)
Фосфолипиды		Холестерин	Свободные жирные кислоты		Триглицериды		Эфиры холестерина
14.6		10.6	3.0		59.8		12.0

Из анализа липидного состава цист Артемии видно (таблица 4), что основными компонентами цист Артемии являются триглицериды.

Особое значение имеют жирные кислоты Артемии, входящие в состав липидов и определяющие их свойства. Общее содержание жирных кислот увеличивается в процессе развития ракообразного: в яйцах Артемии содержится 490-704 мг жирных кислот на 1 г липидов, у науплиев этот показатель возрастает до 602-854 мг/г.

В цистах, науплиях и взрослых рачках в относительно больших количествах содержатся незаменимые жирные кислоты - С18:2 (линолевая), С18:3 (линоленовая) и С20:4 (арахидоновая). Из ненасыщенных жирных кислот у Артемии превалирует пальмитиновая и стеариновая кислоты, из мононенасыщенных - олеиновая и пальмитолеиновая, из полиненасыщенных - эйкозапентаеновая, а у науплиев и цист - линоленовая.

Высокие концентрации незаменимых жирных кислот, репродуктивных, ростовых и адаптивных гормонов, витаминов, каротиноидов, незаменимых аминокислот определяет биологическую активность заявляемому продукту, обеспечивающему восстановление обмена веществ и способствующему нормальному росту и развитию организма человека и животных. Кроме того, дозированное введение в липидную фракцию белково-витаминной фракции (от 1000:1 до 1:1) в зависимости от назначения конечного продукта обеспечивает снижение аллергических реакций у потребителей данного продукта.