способ получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей

Формула изобретения

Способ получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей, характеризующийся размолом сырья до состояния фарша с размером частиц 3-5 мм и его сушкой, при этом в качестве сырья используют половые органы самцов и хвосты или матки с эмбрионами и околоплодной жидкостью и кровью, причем сушку фарша осуществляют инфракрасными лучами с плотностью теплового потока Е=4,5-8,5 кВт/м² при температуре 45-50°C в слое массы толщиной 12-16 мм, а при достижении остаточной влажности от первоначальной влажности 30-40% производят доизмельчение слоя сырья с последующей сушкой до влажности 7-10% и размолом готового продукта до ультрадисперсного порошка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к переработке оленеводческой продукции, в частности к способу получения биологически активного продукта в виде порошка из хвостов, половых органов самцов, маток с эмбрионами и околоплодной жидкостью, крови посредством инфракрасной сушки, и может быть использовано при производстве биологически активных продуктов.

Известен способ получения биологически активного продукта из пантов и/или крови, и/или внутренних органов пантовых оленей, включающий измельчение сырого сырьевого компонента при температуре не выше 60°C и вакууме 10-60 мм рт.ст. (см. патент РФ № 2130777, А61К 35/32). Однако данный способ характеризуется длительностью процесса сушки и малым сроком хранения готового продукта.

Известен способ получения активного продукта из побочного сырья пантовых оленей, включающий размол сырья до размера частиц 3-5 мм, вакуумную сушку фарша при температуре 45-50°C и давлении 0,9 атм, при этом перед вакуумной сушкой фарш подвергают СВЧ нагреванию в течение 30 мин при мощности микроволн не выше 500 Ватт и температуре не выше 55°C. При использовании околоплодной жидкости ее предварительно высушивают до влажности фарша, приготовленного из маток с эмбрионами (см. заявку на патент РФ № 2011100388 (000519) от 11.01.2011) - прототип.

Однако в данном способе использованы два вида сушки, что повышает энергозатраты. Кроме этого способ при использовании СВЧ нагрева характеризуется высокой сложностью реализации, требующей генераторов высокой частоты, защитных экранов и т.д., высокой энергозатратностью нагрева и сложностью регулировки температурных режимов, что отражается на качестве продукта.

Следует отметить, что ограничением этого метода является относительно низкий (60%) КПД преобразования энергии электрического тока в энергию СВЧ поля. В этой связи целесообразно использовать СВЧ поля при низких влажностях (ниже 50%), при которых энергоемкость этого метода ниже, чем конвекционного.

Задачей, на решение которой направлено изобретение при разработке способа получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей, является улучшение технологичности, производительности и качестве продукта.

Сущность заявленного способа получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей заключается в том, что в способе используются инфракрасная сушка, которая, как технологический процесс, основана на том, что инфракрасное излучение определенной длины волны активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому удаление влаги может происходить при невысокой температуре и без наличия вакуума, что позволяет не только снизить энергозатраты и упростить процесс, но и полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, запах продукта при отработанных температурных и временных режимах воздействия инфракрасного излучения на побочное сырье пантовых оленей, характеризующееся, например, по сравнению с пантами более нежной, легко разрушаемой, уязвимой структурой тканей.

Инфракрасная сушка сырья как технологический процесс основана на том, что инфракрасное излучение определенной длины волны активно поглощается водой, содержащейся в сырье, но не поглощается тканью высушиваемого сырья, что дает практически полную сохранность витаминов, биологически активных веществ, естественный цвет и аромат подвергающегося сушке сырья. Сушка сырья по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья. По сравнению с традиционной сушкой, сырье, обработанное инфракрасным излучением, после восстановления обладает органолептическими показателями, максимально приближенными к свежей продукции. Кроме того, порошки, прошедшие инфракрасную сушку, обладают противовоспалительными, детоксирующими и антиоксидантными свойствами. Инфракрасная сушка дает продукцию, не содержащую консервантов и других посторонних веществ, это сырье не подвергается воздействию вредных электромагнитных полей и излучений. Прошедший хранение продукт не критичен к условиям хранения и стоек к развитию микрофлоры. До года порошки могут храниться без специальной тары, при этом потери витаминов составляют 5-15%.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей включает размол хвостов и/или половых органов самцов, маток с эмбрионами и околоплодной жидкостью и/или крови до состояния фарша, сушку сырья инфракрасными лучами с плотностью теплового потока Е=4.5-8.5 кВт/м² при температуре 45-50°C в слое массы толщиной 12-16 мм, при этом по достижению остаточной от первоначальной влажности продукта 30-40% производят размельчение слоя сырья, с последующей сушкой до требуемой влажности и размолом готового продукта до ультрадисперсного порошка. Размол сырья перед сушкой осуществляют до частиц 3-5 мм, а сушку проводят до 7-10% влажности.

В связи с тем, что определяющими параметрами процесса сушки, влияющими на качество конечного продукта, являются температурные и временные параметры, а также толщина слоя сырья, влияющая на длительность сушки и производительность в целом, для выявления оптимальных параметров процесса был проведен ряд опытов. Все сырье было разделено на две группы по структурным и влажностным показателям, а именно первая группа - половые органы самцов и хвосты, вторая - матки с эмбрионами и околоплодной жидкостью и кровь. Режимы тепловой обработки сырья определялись рядом требований, соблюдение которых обеспечивало высокую биологическую активность конечного продукта. С учетом этих требований было установлено, что оптимальным режимом ИК-обработки для данного вида сырья является сушка в диапазоне волн =2-10 мкм, что соответствует энергии кванта 0.62-0.12 с плотностью лучевого потока 4.5-8.5 кВт/м². Сырье обеих групп было размолото до состояния фарша с размером частиц 3-5 мм и размещено на поддоне сушилки слоем 12 мм, сушку сырья осуществляли до влажности 7-10%.

Опыт 1. Определение оптимальной температуры инфракрасной сушки побочного сырья пантового оленеводства.

Таблица 1
Определение оптимальной температуры сушки продукции пантового оленеводства
Группа	Температура воздействия, °C	Масса сырья, г	Время сушки, мин	Биологическая активность, % ФС-42-0041-0860-01
1	30	500	375	14,84
	40	500	320	15,3
	45	500	270	20,21
	50	500	240	19,7
	55	500	210	17,5
	60	500	180	15,9
2	30	500	255	14,29
	40	500	230	15,72
	45	500	215	19,87
	50	500	205	18,61
	55	500	200	15,4
	60	500	180	14,35

Как видно из опыта, оптимальной температурой воздействия ИК-излучения на побочное сырье пантовых оленей следует считать температуру 45-50°C, при которой биологическая активность сухого продукта находилась в пределах 18,61-20,21%.

С целью исключения возникновения гнилостных процессов в период сушки, что неизбежно при высокой длительности сушки, а также с целью повышения производительности процесса, зависящей как от скорости сушки, так и от толщины слоя обрабатываемого сырья, были проведены исследования по выявлению оптимальных параметров процесса при толщине слоя сырья 8, 10, 12, 14, 16 мм и времени сушки с использованием операции размельчения сырья в процессе сушки, при остаточной от первоначальной влажности продукта, %: 20, 30, 40, 50. Размельчение в процессе сушки позволяет разрушить верхний слой и разрыхлить сырье, предоставляя более высокую доступность воздействия инфракрасного излучения. Сушку осуществляли до влажности готового продукта 7-10%.

Таблица 2
Влияние размельчения сырья на время сушки
Группа	Толщина слоя сырья, мм	Время сушки
		Без размельчения	С размельчением при остаточной влажности сырья, %
			50	40	30	20
1	8	245	230	175	165	160
	10	260	245	195	190	185
	12	280	265	220	210	205
	14	300	285	245	230	225
	16	330	315	285	265	260
2	8	190	160	125	100	95
	10	205	175	145	115	110
	12	225	200	165	145	140
	14	230	215	180	160	155
	16	250	230	215	175	170

Как видно из таблицы 2, осуществление процесса размельчения сырья в процессе сушки существенно отражается на ее длительности. Несмотря на то что согласно теории инфракрасной сушки, по которой глубина проникновения инфракрасных лучей для пищевых продуктов находится в пределах 6-12 мм, использование процесса размельчения в процессе сушки позволяет сушить слои толщиной до 16 мм. Согласно данному опыту оптимальной остаточной влажностью для сырья обеих групп, при котором производилось размельчение слоя, следует считать 30-40%, оптимальным слоем 12-16 мм, при которых время сушки (по сравнению с сушкой без размельчения) сокращается в среднем для сырья 1 группы (в зависимости от остаточной влажности при оптимальных параметрах) от 65 до 70 мин, для 2 группы - от 75 до 80 мин, при повышении производительности в виду увеличения толщины слоя и сокращения времени сушки.

Антибактериальное (обезвреживающее) действие инфракрасного излучения представлено в таблице 3.

Таблица 3
Бактериальная обсемененность готовых продуктов
Вид бактерий	Обсемененность
	Группа 1	Группа 2
В. subtilis	He обнаружен	Не обнаружен
Е. coil	1·10 1	1·101
Proteus	1·10 1	1·101
S. saprophyticus	1·101	1·101
Achromobacter	He обнаружен	Не обнаружен
Aeromonas	He обнаружен	Не обнаружен

При разработке способа были проведены исследования по выявлению биохимических показателей в биосубстанциях (порошках), приготовленных из побочного сырья пантового оленеводства. Определение аминокислотного состава опытных образцов проводили с использованием аминокислотного анализатора «Hitachi L-8800», общие аминокислоты - «Hitachi L835», жирнокислотный состав и липиды - методом газожидкостной хромотографии, влаги, жира, золы, белка - по общепринятым методикам. Результаты исследований отражены в таблице 4.

Таблица 4
Биохимический состав субстанций из продукции пантового оленеводства
Показатели	Группа 1	Группа 2
М.д. золы, %	3,48+0,6	10,65±0,3
М.д. влаги, %	9,87+0,1	9,5+0,7
М.д. белка, %	96,9±0,3	85,0±8,2
Сумма аминокислот, %	76,93±0,9	56,7±1,3
заменимые	54,02±0,7	34,2±0,4
незаменимые	22,91+1,5	21,48±0,1
Соотношение:	0,43±0,5	0,63±0,25
Сумма жирных кислот, %	96,7±1,5	95,4±0,5
ненасыщенные	40,7±1,0	43,8±2,1
насыщенные	56,0±4,2	52,6+3,5
Соотношение:	0,73±0,24	0,83±0,6

Исследование биохимических данных образцов группы 1 и 2 при воздействии инфракрасного излучения выявило оптимальное соотношение биохимических показателей по основным группам веществ (аминокислоты, жиры, витамины).

Пример 1. В поддон, предназначенный для сушки в инфракрасной сушилке, помещали фарш из половых органов самцов и хвостов слоем 14 мм и сушили при температуре 50°C инфракрасными лучами с плотностью теплового потока Е=4.5-8.5 кВт/м². При достижении остаточной влажности (от первоначальной) 30% производили доизмельчение слоя сырья, придавая ему рыхлую структуру, и производили досушку субстанций. Остаточную влажность определяли прибором цифровой термометр-влагомер AR827. При достижении 10% влажности сушку прекращали, а готовый продукт размалывали до ультрадисперсного порошка. Длительность сушки составила 3 часа 40 мин.

Пример 2. В поддон инфракрасной сушилки помещали фарш из маток с эмбрионами и околоплодной жидкостью и кровью слоем 12 мм и сушили при температуре 45°C и тех же характеристиках инфракрасного излучения, что и в первом примере. При достижении остаточной влажности 40% слой сырья размельчали до рыхлой структуры и сушили до 8% влажности с последующим размолом готового продукта до ультрадисперсного порошка. Длительность сушки составила 2 часа 45 мин (см. таблицу 2).

Таким образом, использование заявленного способа позволяет улучшить технологичность способа, упростить процесс, сократить энергозатратность при более высокой производительности и качестве готового продукта.