способ стабилизации пчелиного маточного молочка

Формула изобретения

1. Способ стабилизации пчелиного маточного молочка, включающий адсорбирование маточного молочка на лактозу и последующую вакуумную сушку, отличающийся тем, что перед адсобированием изготавливают водный раствор лактозы, который подвергают одновременному воздействию ультразвуком и электромагнитным полем при избыточном гидростатическом давлении, затем водный раствор сорбента сушат, а адсорбирование маточного молочка сорбентом - высушенной лактозой осуществляют при отношении, мас.%:

Маточное молочко	37-51
Сорбент	Остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в лактозу дополнительно вводят 2÷3 мас.% глюкозы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие ультразвуком осуществляют при мощности 850÷900 Вт/л.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие электромагнитным полем осуществляют при мощности 8÷10 Вт/л на частоте в области электрофизического резонанса в интервале 24÷27 кГц.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют избыточное гидростатическое давление до 50 МПа, предпочтительно 45 МПа.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор лактозы подвергают одновременному воздействию ультразвука и электромагнитного поля в течение до 3 мин.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор сорбента сушат в вентилируемом термошкафу при температуре +25÷27°С, а после адсорбирования и вакуумной сушки производят таблетирование препарата, полученные таблетки покрывают внешней оболочкой.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при таблетировании препарата в его состав вводят крахмал и/или стеарат кальция.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что состав внешней оболочки включает аэросил А-380, и/или карбонат магния, и/или желатин, и/или пищевой краситель, и/или пчелиный воск, и/или сахар.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности и служит для получения стабильной при хранении субстанции - адсорбированного пчелиного маточного молочка, используемого его в качестве сырья для промышленной переработки в пищевых целях, а также для получения лекарственных и лечебно-профилактических средств. Изобретение позволяет сохранить биологическую активность маточного пчелиного молочка - секрета аллотрофических желез рабочих пчел.

Среди продуктов пчеловодства заслуживает особого внимания маточное молочко (его называют также "королевским желе") - секрет верхнечелюстной и глоточной желез, выделяемый рабочими пчелами, предназначенный для кормления личинок и матки. Маточное молочко имеет весьма сложный состав, включающий гормоноподобные и стимулирующие вещества белковой природы, 22 аминокислоты, ферменты (амилаза, каталаза, инвертаза, протеаза, холинестераза, кислая фосфатаза), биологически активные деценовые кислоты, витамины, минеральные соли, 15 микроэлементов. Один из белков, обнаруженных в маточном молочке, гамма-глобулин обладает антитоксичными, противовирусными и противобактериальными свойствами. Маточное молочко повышает жизненный тонус (особенно у пожилых и ослабленных людей) и выносливость организма, его устойчивость против стрессов и инфекции, оказывает омолаживающее и укрепляющее действие, улучшает аппетит, нормализует обменные процессы, улучшает вегето-сосудистую регуляцию, зрение, память, регулирует артериальное давление, обладает антиспастическими свойствами, стимулирует кроветворную функцию, понижает уровень сахара и холестерина в крови, обладает противорадиационными свойствами, ускоряет выведение из организма токсичных веществ, стимулирует и регулирует функцию эндокринных желез, иммунной системы (Синяков А.Ф. Пчелиная аптека. М.: Физкультура и спорт, 1995, с.88-91).

Однако натуральное маточное молочко при хранении теряет биологическую активность за счет окислительно-восстановительного взаимодействия входящих в его состав ингредиентов и воздействия внешних факторов.

Существуют различные способы стабилизации маточного молочка. Распространен метод лиофильной сушки маточного молочка, с использованием которого получают препарат "Апилак" (Синяков А.Ф. Пчелиная аптека. М.: Физкультура и спорт, 1995, с.91 и 92). Препарат "Апилактоза" помимо лиофилизированного маточного молочка содержит стабилизирующее вещество лактозу, позволяющую продлить срок его хранения (Синяков А.Ф. Пчелиная аптека. М.: Физкультура и спорт, 1995, с.92).

Известен также усовершенствованный способ стабилизации маточного молочка, включающий адсорбирование его лактозой, в котором лактоза дополнительно содержит пектин при массовом соотношении (10,0-10,2):1, а адсорбирование проводят при массовом отношении маточного молочка и адсорбента 1:2, мас.%:

Маточное молочко	33,32-33,34
Лактоза	60,55-60,65
Пектин	5,95-6,05

(RU 2186573 C1).

Срок хранения "сырого" адсорбированного маточного молочка составляет 10 месяцев при температуре не более +10°С, а высушенного при температуре не более +37°С до остаточной влажности 2-3% - 2 года.

Наиболее близким является способ сохранения биологической активности маточного молочка, в котором маточное молочко после извлечения из мисочек с привитыми личинками растирают с адсорбентом, не обладающим щелочной реакцией, например лактозой (Авторское свидетельство СССР №213257, опубл. 12.03.1968 г.).

В соответствии с данным способом маточное молочко извлекают из мисочек с привитыми личинками, установленных в гнезде пчелиной семьи «воспитательницы», и предварительно (до вакуумной сушки) тщательно перемешивают с лактозой в весовой пропорции 1:4 (молочко: сорбент), после чего осуществляют вакуумную сушку с последующим таблетированием получаемого препарата. Данный способ обеспечивает сохранение биологической активности маточного молочка до 1,5-2 лет.

Существенными недостатками этих известных изобретений являются:

- малая сорбционная емкость используемого сорбента, что приводит к относительно малому содержанию собственно маточного молочка в получаемом препарате (33% - сохраняемое маточное молочко, остальное - сорбент и пектин);

- селективность применяемого сорбента по отношению к адсорбатам, входящим в состав маточного молочка, что приводит к ингредиентным потерям и снижению биологической ценности пчелиного маточного молочка.

Другим недостатком является отсутствие у препарата, используемого в таблетированной форме, внешней защитной оболочки, препятствующей проявлению негативных процессов окисления и ресорбции в процессе хранения.

Решаемая изобретением задача - повышение качества и биологической ценности продукта.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - увеличение сроков хранения препарата и увеличение содержания маточного молочка в получаемом препарате.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном способе стабилизации пчелиного маточного молочка, включающем адсорбирование маточного молочка на лактозу и последующую вакуумную сушку, согласно заявленному техническому решению перед адсобированием изготавливают водный раствор лактозы, который подвергают одновременному воздействию ультразвуком и электромагнитным полем при избыточном гидростатическом давлении, затем водный раствор сорбента сушат, а адсорбирование маточного молочка сорбентом - высушенной лактозой осуществляют при отношении, мас.%:

Маточное молочко	37-51
Сорбент	остальное.

Возможны дополнительные варианты осуществления заявленного способа, в которых целесообразно, чтобы:

- в лактозу дополнительно вводили 2÷3 мас.% глюкозы;

- воздействие ультразвуком осуществляли при мощности 850÷900 Вт/литр;

- воздействие электромагнитным полем осуществляли при мощности 8÷10 Вт/литр на частоте в области электрофизического резонанса в интервале 24÷27 кГц;

- использовали избыточное гидростатическое давление до 50 МПа, предпочтительно 45 МПа;

- водный раствор лактозы подвергали одновременному воздействию ультразвука и электромагнитного поля в течение до 3 минут;

- водный раствор сорбента сушили в вентилируемом термошкафу при температуре +25÷27°С, а после адсорбирования и вакуумной сушки производили таблетирование препарата, полученные таблетки покрывают внешней оболочкой, в состав которой включают биологически активные добавки, отсутствующие в маточном молочке.

Кроме того, при таблетировании препарата в его состав можно вводить крахмал, и/или стеарат кальция.

И, кроме того, в состав внешней оболочки можно включать аэросил А-380, и/или карбонат магния, и/или желатин, и/или пищевой краситель, и/или пчелиный воск, и/или сахар, и/или железосодержащие вещества.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения.

Решение поставленной задачи в части повышения сорбционной емкости используемого сорбента обеспечивается тем, что водную взвесь мелкодисперсного порошка сорбента предварительно в течение до ˜3 минут подвергают одновременному воздействию гидростатического давления, ультразвука и электромагнитного поля преимущественно на частоте его электрофизического резонанса.

В результате такого комплексного физического воздействия в сорбенте происходит трансформация молекулярного строения с формированием дополнительных активных электростатических центров сорбции дипольного характера.

Увеличение количества центров сорбции повышает сорбционную емкость используемого сорбента, что позволяет значительно уменьшить ее расход на единицу маточного молочка, в результате чего удается уменьшить геометрические размеры таблетки, что является важным, например, при сублингвальном виде применения (таблетка кладется под язык).

Достижение поставленной цели в части уменьшения селективности используемого сорбента обеспечивается тем, что приобретенный дипольный характер дополнительных центров сорбции обеспечивает адсорбцию как положительно, так и отрицательно заряженных ингредиентов маточного молочка, что существенно снижает селективность используемого сорбента и приводит к существенному уменьшению ингредиентных потерь при адсорбции.

Дополнительно в заявленном техническом решении осуществляется покрытие препарата (в таблетированной форме) защитной растворимой внешней оболочкой, препятствующей возникновению негативных процессов окисления и ресорбции в процессе хранения.

Дополнительно в предлагаемом изобретении осуществляется включение в состав внешней защитной растворимой оболочки дополнительных биологически полезных веществ, например железосодержащих веществ, отсутствующих в нативном маточном молочке.

При воздействии ультразвуковых колебаний на водную мелкодисперсную взвесь сорбента происходит релаксационное поглощение звука, определяемое выражением

где - коэффициент поглощения звука;

- круговая частота поглощения звуковой волны;

- время релаксации;

C₁ ² и С₀ ² - скорости звука, зависящие от приложенного гидростатического давления при <1 и >1 соответственно.

Это вызывает образование кавитационных полостей, которые пульсируя расширяются в зонах разрежения и охлопываются в зонах повышенного давления. При этом на частицы водной взвеси сорбента, находящиеся в кавитационных областях, действуют переменные давления, достигающие на частотах 20-30 кГц порядка нескольких тысяч МПа.

Давление увеличивается на несколько порядков при наступлении резонанса, условия возникновения которого можно найти из уравнения первой производной, дифференцируя переменную часть выражения (1)

1+ ^{2 2}-2 ^{2 2}=0,

^{2 2}=1.

Отсюда имеем

Существование резонансной частоты доказано аналитическим путем (2), определение же ее практического значения осуществлялось экспериментально на модельной физической установке методом последовательного приближения.

Кавитационные схлопывания дополнительно диспергируют твердую фазу сорбента и приводят к трансформации его молекулярной структуры с формированием дополнительных поверхностных зарядовых центров. Под воздействием одновременно прилагаемого электромагнитного поля распределение поверхностных зарядов частиц сорбента приобретают ярко выраженный дипольный характер.

Оценку сорбционной емкости сорбентов можно получить на основе параметра сорбции Брунауэра-Эммета-Теллера, имеющего вид

где z - количество дополнительных центров сорбции;

K₁ - константа в зависимости от характера взаимодействия сорбент-сорбат;

K₂ - константа в зависимости от физического воздействия на сорбент.

При отсутствии дополнительных активных центров сорбции (z=0) выражение (3) приводится к известной формуле Люнгрема

Отношение _z=0,n/ _z=0 дает количественную оценку тенденции увеличения сорбционной емкости сорбента, например в результате его предварительной физической обработки предлагаемым способом. Так, при K₁=0.25, K₂ =1 и z=3 сорбционная емкость исходного сорбента увеличивается в 4,2 раза.

Таким образом, по сравнению с аналогом (SU №213257) количество сорбента, в котором использовалось соотношение маточного молочка и лактозы 1:4 (20% маточного молочка, 80% сорбента), может быть значительно уменьшено (до 49%). Соответственно количество маточного молочка в препарате, как показали исследования, может быть увеличено до 37÷51%.

Получаемый положительный эффект может быть направлен как на уменьшение расхода сорбента (до 49%), так и на увеличение допустимого срока хранения пчелиного маточного молочка в адсорбированном виде при количестве маточного молочка (37% и более). Последнее является особенно важным при изготовлении таблетированных форм продукта.

Устройство для реализации предварительной физической обработки сорбента может быть выполнено в виде гермоконтейнера с электрическими гермовводами, рассчитанного на гидростатические давления до 500 атм, с размещенными внутри ультразвуковым излучателем и излучающим электромагнитное поле диполем, например, выполненным в виде катушки из изолированного проводника, в котором сигнал возбуждения ультразвукового и электромагнитного излучателей одновременно подается через соответствующие гермовводы от внешнего генератора, настроенного на частоту электрофизического резонанса сорбента-лактозы.

Физическому воздействию ультразвуком, электромагнитным полем при избыточном гидростатическом давлении лактоза подвергалась в виде водной взвеси лактозы и глюкозы (при содержании глюкозы 2÷3 мас.% относительно лактозы) при содержании воды 50÷55%, остальное - сорбент. Незначительное количество глюкозы водят в лактозу для того, чтобы лучше сохранялась биологическая активность препарата за счет уменьшения его окисляемости. При этом мощность ультразвукового излучателя для количества обрабатываемой водной взвеси 25 литров составляла порядка 850÷900 Вт/литр, мощность излучателя электромагнитного поля 8÷10 Вт/литр, частота воздействия находилась в пределах околорезонансного интервала 24÷27 кГц, величина гидростатического давления составляла до 50 МПа˜500 атм, выбиралась около 450 атм. После обработки взвеси сорбента указанным физическим воздействием в течение 2÷3 мин, водную взвесь сорбента сепарируют, затем выделенный сорбент сушат в вентилируемом термошкафу при температуре +25÷27°С. Для адсорбирования пчелиного маточного молочка используют высушенный сорбент в виде мелкодисперсного порошка при остаточной влажности до 5%. Адсорбирование осуществляют при массовом соотношении: 37÷51% маточное молочко, остальное - сорбент.

После чего осуществляют вакуумную сушку при температуре до 35°С и остаточном давлении около 10^-3 мм рт.ст. и таблетирование получаемого препарата на таблетировочной установке. Затем таблетки препарата покрывают внешней растворимой защитной оболочкой, в состав которой дополнительно могут быть введены биологически активные вещества (например, железосодержащие), отсутствующие в исходном нативном пчелином маточном молочке.

Например, ядро таблетки может содержать: адсорбированное пчелиное маточное молочко, крахмал, стеарат кальция, а внешняя защитная оболочка может содержать: аэросил А-380, карбонат магния, желатин, пищевой краситель, пчелиный воск, сахар, а также дополнительно, например, железосодержащие вещества. Крахмал в ядре таблетки служит для связывания гранул адсорбированного маточного молочка при формировании таблетки, а стеарат кальция используется для регулирования во времени периода растворения (рассасывания), таблетки при сублингвальном приеме. Внешняя оболочка служит для устранения процессов окисления и ресорбции ядра таблетки в процессе хранения.

На основе заявленного способа была выпущена биологически активная пищевая добавка «АП-ИТОН 25», применяемая в качестве общеукрепляющего средства. Препарат «АП-ИТОН 25» прошел антидопинговую экспертизу ЭЗ №014-12-АПи, сертифицирован органами Минздрава РФ РУ №005209.Р.643.12.2002 ТУ 9882-002-53196364-02 с допустимым сроком хранения до 3 лет, что на 1 год превышает предельно допустимый срок хранения аналогичных препаратов, получаемых известными способами.

Препарат «АП-ИТОН 25» содержит: (таблетки, покрытые оболочкой)
Наименование ингредиентов	Содержание, г
Ядро:
Молочко маточное адсорбированное	0.358
Крахмал модифицированный	0.009
Кальция стеарат	0.003
Средняя масса ядра	.370
Оболочка:
Аэросил А-380	0.001650
Магния карбонат основной	0.018850
Желатина	0.000430
Титана диоксид	0.001650
Краситель Кислотный красный 2С	0.000002
Воск пчелиный	0,000010
Сахар песок	0,0132408
Общая масса таблетки с оболочкой 0.525

Наиболее успешно заявленный способ стабилизации пчелиного маточного молочка промышленно применим в медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности.