Способ производства биологически активных продуктов из бурых водорослей

Изобретение относится к производству пищевого продукта «Водоросли бурые гомогенизированные (ламинария и фукус) для диетического и лечебно-профилактического) питания», вырабатываемого из разновидностей ламинарии (морской капусты) и/или фукуса.

Ламинария является одним из самых распространенных представителей бурых водорослей. Обитает в дальневосточных и северных морях. Слоевище водоросли прикрепляется к субстрату при помощи ризоидов. От ризоидов вверх отходит цилиндрический стволик (до 50 см длиной), он переходит в цельную или рассеченную пластинку длиной 4-5 м. Другим представителем бурых водорослей является фукус. Представляет собой ветвистый куст, прикрепленный к субстрату диском (ризоидом). Ветви ремневидные, на некоторых располагаются воздухоносные полости, заполненные воздухом и служащие для поддержания растения в вертикальном положении.

Бурые водоросли содержат вещества, необходимые человеческому организму, и используются при приготовлении различных биологически активных препаратов.

Известен способ производства гомогенизированных бурых водорослей путем предварительной деструкции бурой водоросли ламинария с последующей ее экстракцией и добавлением компонентов, предусмотренных рецептурой. [1].

Недостатками этого способа являются потеря большинства олигосахаридов и моносахаридов, содержащихся в сырье, нестабильность получаемого препарата, слабая биологическая активность, наличие важных противопоказаний и низкая привлекательность по органолептическим показателям.

Известен способ производства гомогенизированных бурых водорослей, при котором исходные компоненты: ламинарию или ее концентрат, чеснок, альгинат натрия и манит, тщательно смешивают в заявляемых соотношениях и подвергают грануляции общепринятым методом, гарнулят высушивают при t не выше 100°С, целевой продукт получают в виде гранул размером - 2 мм, гранулят расфасовывают в капсулы по 0,3 г. [2].

Недостатками данного способа является потеря большинства полисахаридов, олигосахаридов и моносахаридов, содержащихся в сырье, плохая устойчивость получаемого препарата при хранении, т.е. малый (не более 30 дней) срок годности продукта, слабая биологическая активность и узость диапазона функциональных лечебно-профилактических возможностей, обусловленные неоптимальным технологическим процессом приготовления, при котором не образуется достаточного количества йодорганических комплексов и альгинатов кальция, составом и соотношением ингредиентов, кратковременность действия, низкая привлекательность по органолептическим показателям (неприятное послевкусие). Важным недостатком данного препарата является малая усвояемость входящего в его состав йода. Например, в дальневосточных районах России население, потребляющее в изобилии морепродукты, в том числе морскую капусту (ламинария), подвержено заболеваниям, характерным для йодной недостаточности почти в такой же степени, как в Европейской части. Это обусловлено тем, что прием продуктов, содержащих йод, в природном виде недостаточно эффективен. Такой препарат, содержащий в основном йод в природном виде, противопоказан при нефрите, геморрагических диатезах и других состояниях, при которых нежелательны препараты йода. При этом наиболее легкоусвояемая и ценная часть (полисахариды) не только теряется и снижает ценность биогеля, но и загрязняет технологические стоки, увеличивая нагрузку на очистные сооружения.

Технической задачей изобретения является создание эффективного и недорогого способа производства гомогенизированных бурых водорослей в виде биологически активного препарата широкого спектра действия, а также расширение арсенала способов производства гомогенизированных бурых водорослей в виде биологически активных препаратов

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в минимизации потерь биологически активных веществ и получении препарата в виде стабильного комплекса с повышенным содержанием биологически активных легкоусвояемых веществ с молекулярной массой от 70 Да до 100 кДа: олиго- и моносахаридов (главным образом маннита), аминокислот и пептидов, нуклеотидов и микроэлементов в виде биогенных соединений, преимущественно с белками и пептидами, увеличенным сроком хранения, повышенными биологической доступностью и усвояемостью йода, пролонгированным действием и с расширенным диапазоном лечебно-профилактических (функциональных) возможностей включая повышение сопротивляемости организма при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, а также антиоксидантное и иммуномодулирующее действие, с улучшенными органолептическими характеристиками и минимальной вероятностью побочных явлений. Кроме того, снижается нагрузка на очистные сооружения при производстве препарата.

Сущность изобретения состоит в том, что способ производства биологически активных продуктов из бурых водорослей предусматривает разделку сырья, при которой у свежих бурых водорослей берут слоевища, обрезают ризоиды, промывают морской водой от соли и механических примесей и высушивают, после чего моют в пресной воде при температуре 25-35°С в течение 20-50 минут при периодическом перемешивании для равномерного набухания не менее чем на 30%, затем производят деминерализацию водорослей, для чего заливают 0,1-2%% раствором, по меньшей мере, одной пищевой кислоты из группы: лимонной, щавелевой, фосфорной, уксусной, молочной, янтарной, соляной или серной, имеющим кислотность рН 2,0, при массовом соотношении водоросли и раствора, равном, 1:1,5, и выдерживают в течение 0,5-10 часов при температуре 10-50°С, после чего раствор пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация, фильтруется, обессаливается и отделяется, а водоросли промывают от кислоты в пресной воде в течение 10-12 минут и вымачивают в питьевой воде при температуре 20-35°С в течение 30-50 минут, дают воде стечь в течение 10-20 минут, промытые водоросли измельчают и помещают в варочную емкость с перемешивающим устройством и гомогенизатором, добавляют, по меньшей мере, часть, упомянутого отфильтрованного и обессоленного раствора пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация, питьевую воду с температурой 75-85°С и, по меньшей мере, одну пищевую щелочь из группы: карбонат кальция, бикарбонат натрия, едкий натр, едкий калий, карбонат магния, гидроокись магния до достижения величины кислотности рН от 7 до 12, которую контролируют в процессе варки, проводимой в течение 0,5-18 часов при температуре 40-100°С с непрерывным перемешиванием мешалкой со скоростью вращения 15-25 об/мин, после чего охлаждают до 35-45°С и гомогенизируют в течение 30 мин, затем производят нейтрализацию, для чего вводят растворы лимонной кислоты в количестве 0,1% и пищевой соли кальция в количестве 0,2% от массы водорослей, тщательно перемешивают в течение 10 минут, нагревают до 75°С и преобразуют в форму, пригодную для хранения с содержанием 50-99% воды и не менее 30% полисахаридов в пересчете на сухое вещество.

Предпочтительно раствор пищевой кислоты, которым производилась деминерализация, фильтруют и обессаливают диализом или на полупроницаемых или диффузионных или осмотических мембранах с селективностью 50-1500 Да отфильтрованный и обессоленный раствор пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация, отделяется для использования в качестве биологически активного продукта или компонента биологически активного продукта, раствор пищевой кислоты, которым производилась деминерализация водорослей, повторно используют для деминерализации водорослей до 15 раз.

При этом в качестве бурых водорослей берут водоросли из группы: ламинария и фукус из бассейна Охотского, Берингова или Японского морей, ризоиды обрезают вручную или на дисковых ножах, а слоевища промывают морской водой в каскадной или вихревой мойке или методом душирования, в случае наличия спирорбиса на поверхности слоевищ их очистку проводят щетками, сухие водоросли промывают в пресной воде методом душирования в ванне, отмывая от песка и соли, причем для промывки используют естественную воду питьевую с жесткостью до 1 моль/м³ или умягченную (исправленную) воду питьевую с показателем рН не более 7,8 и жесткостью до 0,2 моль/м³, промытые водоросли измельчают на мясорубке или протирочной машине, для варки промытые водоросли измельчают и заливают горячей водой в варочной емкости с соотношением подводимой нагревающей мощности и полезного объема, равным 0,20-0,25 кВт/л, например, в реакторе с термостатируемой рубашкой и мешалкой, имеющем зарубашечное пространство для обогрева сухим паром, или в электрическом котле с мешалкой, а гомогенизируют во встроенном или вынесенном гомогенизаторе в течение 30 мин воздействием гидроакустических и гидродинамических колебаний.

Одновременно при нейтрализации в массу вводят вкусоароматические добавки, а непосредственно перед варкой добавляют стевиазид в количестве до 1 мг на 1% массы водорослей, перед преобразованием в форму, пригодную для хранения, производят обогащение геля солями поливалентных металлов из группы:

хлорид магния, сульфат магния, хлорид кальция, цитрат кальция, лактат кальция из расчета получения конечной концентрации 0,001-1% в геле, который контролируют на содержание йода, которое должно быть не менее 15 мг/кг, углеводных фракций, которое должно быть: маннит - 245,4±12,1 мг/г, альгиновая кислота - 186,1±10,7 мг/г, а также проверяют гигиенические характеристики в части содержания токсичных элементов: свинец - не более 0,5 мг/кг, мышьяк - не более 0,5 мг/кг, кадмий - не более 1,0 мг/кг, ртуть - не более 0,1 мг/кг, ДДТ - не более 2,0 мг/кг, радионуклиды - не более 6 к/кг.

Для преобразования в форму, пригодную для хранения, гель фасуют в горячем виде или предварительно производят сушку, причем сушку производят с помощью сушильной установки сублимационной сушки, или установки вакуумной сушки, или установки распылительной сушки, или установки конвекционной сушки, при этом подготовленную пастеризованную массу разливают на противни или в кюветы слоем не более 10 мм, которые помещают на полки в сушильную установку, где масса подвергается сушке до заданной конечной влажности.

Способ реализуется следующим образом. При реализации способа применяются следующие ингредиенты:

- ламинария по ГОСТ 20438 (или капуста морская-сырец по ТУ 15-01-360);

- фукусы пищевые по ОСТ 64-026-87;

- кислота уксусная по ГОСТ 61-75;

- кислота лимонная пищевая по ГОСТ 908-2004;

- кислота соляная по ГОСТ 3118 или по ГОСТ 3857;

- щавелевая кислота по ТУ 2431-001-55980238-02;

- фосфорная кислота по ГОСТ 6552-80;

- молочная, янтарная, серная кислота по действующей нормативной и технической документации или получаемый по импорту;

- карбонат кальция, бикарбонат натрия, едкий натр, едкий калий, карбонат магния, гидроокись магния по ТУ 113-08-667-98, ГОСТ 4201, ТУ 6-09-01-263-85 и ТУ 6-09-3839;

- стевиазид по действующей нормативной и технической документации или получаемый по импорту;

- вода питьевая по ГОСТ Р 51232 с жесткостью до 1 моль/м³ или умягченная (исправленная) вода питьевую с показателем рН не более 7,8 и жесткостью до 0,2 моль/м³.

Карбонат кальция является средством улучшения деятельности мозга и снижения сахара в крови, снижения кислотность желудочного содержимого, устранения изжоги.

Натрий двууглекислый (бикарбонат натрия) представляет собой антацидное средство. При приеме внутрь взаимодействует с HCl желудочного сока, нейтрализуя ее. Увеличивает выведение Na+ и Cl-, осмотический диурез; сдвигая в щелочную сторону реакцию бронхиальной слизи, повышает бронхиальную секрецию, снижает вязкость мокроты и улучшает ее отхаркивание. Устраняет болевой синдром при язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки. Ощелачивание мочи предупреждает осаждение мочевой кислоты в мочевыводящих путях. В чистом виде в результате реакции нейтрализации CO₂ может вызывать неприятные ощущения в желудке и отрыжку.

Кальция цитрат (кальций лимоннокислый) (Е331), химическая формула [ООСС(ОН)(СН₂СОО)₂]₂Са₃·4Н₂O - кальция цитрат четырехводный - препарат кальция, допущен и рекомендован к применению в пищевой промышленности. Продукция сопровождается Санитарно-Эпидемиологическим заключением Минздрава РФ.

Установлено, что ионы кальция принимают участие в возбуждении и сокращении мышечных клеток, обеспечении проницаемости клеток, межклеточных взаимодействий, свертывании крови, секреции гормонов, медиаторов, ферментов. Ионы кальция выполняют функцию трансформатора информации, которая поступает в клетку, регулируют внутриклеточный обмен веществ, в том числе энергетический. Из внеклеточного пространства они проникают в протоплазму по специальным кальциевым каналам, влияя на разные физиологические процессы функции клетки всех органов, тонус сосудов, интенсивность систолы, диастолы. Ионы кальция играют важную роль в образовании и сохранении костной ткани. Кальция цитрат пополняет недостаток ионов кальция в организме при функциональной (физиологическая повышенная потребность в результате роста, обычных кровопотерь у женщин, вымывание костного кальция у людей преклонного возраста и т.п.) и патологической (травмы, кровотечения, нарушение всасывания в желудочно-кишечном тракте, неспособность реабсорбции кальция в почках и пр.) недостаточности пополнения организма ионами кальция. При применении препарата в чистом виде могут наблюдаться потеря аппетита, боли в животе.

Едкий натр, едкий калий - широко распространенные препараты пищевой промышленности.

Карбонат магния, гидроокись магния - антацидные препараты, действующие преимущественно в области чувствительных (афферентных) нервных окончаний. Образуют с водой коллоидные растворы и нейтрализуют соляную кислоту желудочного сока и иные раздражающие вещества. Магния гидроокись взаимодействует с соляной кислотой желудочного сока с образованием магния хлорида, последний действует в кишечнике как солевое слабительное.

Кальция лактат - препарат кальция, допущенный и рекомендованный к применению в пищевой промышленности. Продукция сопровождается Санитарно-Эпидемиологическим заключением Минздрава РФ.

Кальция лактат регулирует фосфорно-кальциевый обмен, оказывает противовоспалительное, противорахитическое, витаминное и гемостатическое действие. Ускоряет все фазы свертывания крови, повышает адгезию тромбоцитов, способствует быстрому поступлению в кровь тканевого тромбопластина. При применении препарата может наблюдаться изжога.

Стевиозид - натуральный сахарозаменитель - экстракт медовой травы стевии (Парагвай). Стевиозид - приблизительно в 200-300 раз слаще сахара, бескалориен, не вызывает образования кариеса. Стевиозид улучшает работу сердечно-сосудистой, иммунной и других систем; щитовидной железы, печени, почек, селезенки. Нормализует давление, обладает антиоксидантным, адаптогенным, противовоспалительным, антиаллергенным и умеренным желчегонным действием. Он подавляет развитие многих микроорганизмов и потому рекомендуется при болезнях полости рта: защищает зубы от кариеса, а десны от парадонтоза, который является частой причиной потери зубов, в том числе при сахарном диабете, способствует профилактике неприятного запаха изо рта.

В процессе производства выполняются следующие этапы обработки.

1. Производится подготовка водорослей

В качестве бурых водорослей берут водоросли из группы: ламинария и фукус из бассейна Охотского, Японского или Берингова морей вне зон сброса промышленных и бытовых отходов. Добычу водорослей производят в соответствии с Инструкцией №6, утвержденной приказом "ДАЛЬРЫБА" №466 от 10 июля 1985 г. Используют водоросли - сырец или сушеные, разрешенные для использования в пищевой промышленности ГСЭН РФ:

2. Разделка

У свежих бурых водорослей берут слоевища (стебель морской), обрезают ризоиды (наросты) вручную или на дисковых ножах. Производят изъятие негодных растений.

3. Мойка.

Слоевища промывают морской водой в каскадной или вихревой мойке или методом душирования. В случае наличия на поверхности слоевищ спирорбиса (ракушек) их очистку проводят вручную щетками с последующей промывкой.

После мойки слоевища помещают на сетчатый поднос для стекания воды и высушивания. Сухие водоросли моют в пресной воде, в ванне методом душевания отмывая от песка и соли. После этого при температуре 25-35°С дают выдержку в течение 20-50 минут при периодическом перемешивании для равномерного набухания, по меньшей мере, на 30%.

4. Деминерализация

Водоросли заливают 0,1-2% раствором, по меньшей мере, одной пищевой кислоте из группы: лимонной, щавелевой, фосфорной, уксусной, молочной, янтарной, соляной или серной, имеющим кислотность рН 2,0, при массовом соотношении водоросли и раствора, равном 1:1,5, и выдерживают в течение 0,5-10 часов при температуре 10-50°С. Раствор пищевой кислоты, которым производилась деминерализация водорослей, как правило, повторно используют для деминерализации водорослей от одного до 15 раз. При деминерализации в раствор неизбежно переходит часть биологически активных веществ: полисахаридов, в основном маннит, альгиновая кислота, которая является межклеточным веществом и одним из компонентов клеточных стенок водорослей.

После завершения использования этого раствора для деминерализации его фильтруют и обессаливают диализом или на полупроницаемых или диффузионных или осмотических мембранах с селективностью 50-1500 Да. Отфильтрованный и обессоленный раствор пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация, т.е. кислый экстракт, содержит извлеченные при деминерализации из водорослей полисахариды, в основном маннит, альгиновую кислоту. Этот раствор отделяется (собирается) в специальные емкости в качестве самостоятельного биологически активного продукта.

В отличие от общепринятой практики раствор пищевой кислоты, которым производилась деминерализация водорослей, не сливается. В результате не теряются имеющиеся в нем биологически активные вещества и снижается нагрузка на канализационные водоочистные системы.

Отфильтрованный и обессоленный раствор пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация, может полностью или частично использоваться самостоятельно в качестве биологически активного продукта, а также в качестве компонента для обогащения разнообразных биологически активных продуктов.

В качестве компонента для обогащения биологически активного продукта такой отфильтрованный и обессоленный раствор пищевой кислоты обязательно используется и в настоящем заявляемом способе.

5. Промывка

По прошествии указанного времени водоросли промывают от кислоты в пресной воде душеванием в течение 10 минут и вымачивают в бункере в питьевой воде при температуре 20-35°С в течение 30-50 минут с 1-2-кратной сменой воды в процессе вымачивания.

После последней промывки емкость с водорослью поднимают из бункера и дают воде стечь в течение 10-20 минут.

6. Измельчение

Промытые водоросли измельчают на мясорубке М-250, МИМ-300, МИМ-600, TJI2H (производство Китай) или протирочной машине МПР-350.01 и загружают в варочную емкость.

7. Варка

Измельченные водоросли помещают в варочную емкость с соотношением подводимой нагревающей мощности и полезного объема, равным 0,040-0,045 кВт/л, например, реактор объемом 1050 л, имеющий электронагреватели мощностью 45 кВт и выполненный с зарубашечным пространством для обогрева сухим паром, или в электрический котел с мешалкой (с аналогичным соотношением мощности электронагревателей и объема) и с термостатируемой рубашкой. В реактор заливают, по меньшей мере, часть упомянутого отфильтрованного и обессоленного раствора пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация (кислый экстракт), и горячую питьевую воду температурой 75-85°С в соотношении с массой водоросли 1:1, добавляют по меньшей мере, одну пищевую щелочь из группы: карбонат кальция, бикарбонат натрия, едкий натр, едкий калий, карбонат магния, гидроокись магния до достижения величины кислотности рН в пределах 7-12, которую контролируют в процессе варки, и стевиозид до 1 мг на каждый процент массы. Варку проводят в течение 0,5-18 часов при температуре 40-100°С с непрерывным перемешиванием мешалкой со скоростью вращения 15-25 об/мин.

8. Гомогенизация

После завершения варки полученная масса охлаждается до 35-45°С и гомогенизируется в течение 30 мин, например, гомогенизатором марки РПА. Роторно-пульсационные аппараты (РПА) сочетают в себе принципы работы генератора гидродинамических колебаний и центробежного насоса. Путем пульсационных, ударных и гидродинамических воздействий, воздействием центробежных сил совместно с гидроакустическими и гидродинамическими колебаниями, происходящими в РПА, изменяются физико-механические свойства продукта, который преобразуется в наиболее эффективную и удобную для усваивания организмом форму. В процессе гомогенизации частицы измельчаются примерно до одного микрона, равномерно распределяясь в массе продукта. Под воздействием пульсационных, ударных и гидродинамических воздействий, совместно с гидроакустическими и гидродинамическими колебаниями осуществляются процессы диспергирования, эмульгирования, растворения, экстракции, окисления, полимеризации. Одновременно интенсивное акустическое воздействие приводит к уничтожению на данном этапе бактерий и микроорганизмов. Освобожденные вещества пептидной природы способны регулировать различные этапы пролиферации и дифференцировки Т-лимфоцитов и лимфоцитов, то есть воздействовать на звенья иммунного ответа. Гомогенизированный продукт не расслаивается при длительном хранении, пригоден для транспортировки, сохраняя при этом свои физиологические качества.

9. Нейтрализация

Для нейтрализации в гомогенизированную массу вводят растворы лимонной кислоты в количестве 0,1% и пищевой соли кальция в количестве 0,2% от массы водорослей, тщательно перемешивают в течение 10 минут, нагревают до 75°С. В гомогенизированную массу вводят растворы лимонной кислоты в количестве 0,1% и пищевой соли кальция в количестве 0,2% от массы водорослей. В качестве раствора пищевой соли кальция вводят раствор лактата кальция или цитрата кальция. На этом этапе могут вводиться вкусоароматические добавки (согласно конкретной рецептуре, например мелисса лимонная или тмин в количестве 0,05% от массы водорослей). Массу тщательно перемешивают в течение 10 минут. В процессе обработки освобождаются полисахариды, в основном, маннит, альгиновая кислота, которая является межклеточным веществом и одним из компонентов клеточных стенок водорослей. Введенные вещества образуют комплексные соединения с продуктами гомогенизации водорослей, преимущественно манниты и альгинаты натрия-кальция. Большая часть йода находится в виде йодорганических соединений.

После этого массу нагревают до 75°С (пастеризуют) и преобразуют в форму, пригодную для хранения с содержанием 50-99% воды и не менее 30% полисахаридов в пересчете на сухое вещество, а далее, например, фасуют в горячем виде или подают на сушку.

10. Сушка

Для сушки используют установку сублимационной сушки Р1-ИСС-101, установку типа ТГ-15 или ТГ-50 (Германия) или вакуумной сушки SPT-200, распылительной сушки «Niro atomizer» или конвекционной сушки IP-120 (Венгрия).

Подготовленную пастеризованную массу разливают на противни или в кюветы слоем не более 10 мм, которые помещают на полки в сушильную установку, где масса подвергается сушке. Конечная влажность продукта не должна превышать 10%.

11. Фасовка

11.1. Фасовка в сухом виде

Готовый порошок препарата упаковывают в термосваренные пленочные пакеты по ТУ 15-1106-90 предельной массой 100 г или в другую тару из материалов, разрешенных для контакта с пищевыми продуктами Госсанэпиднадзором РФ и обеспечивающих сохранность продукции.

11.2. Фасовка в горячем виде

Массу фасуют в горячем виде дозатором УД-2 или УФМ в герметичные емкости и охлаждают.

Полученный гель сохраняет практически все биологически активные вещества сырья и содержит 92-94% воды, 6-8% сухих веществ, в состав которых входит альгиновая кислота 5-6% в форме альгината натрия-кальция, клетчатка - 1-1,5%, белок - 1%, минеральные микро- и макроэлементы: молибден (12×10 - 3%), марганец (4,4×10 - 3%), железо (13×10 - 3%), фукоидан, стевиозид и другие. Азотистые вещества представлены 17 аминокислотами, среди которых 7 незаменимых. Получаемый продукт эластичной скользящей консистенции, приятного кисло-сладкого вкуса и с тонизирующим ароматом с нотами жасмина и горных трав. Сохранение (стабильность) свойств контролировалось в течение 6-8 месяцев хранения при температуре 8-12°С по внешнему виду - сохранение вкуса, цвета, консистенции и запаха, отсутствие расслоения, вспучивания, газообразования. Изменений указанных показателей в процессе хранения не обнаружено.

Ниже приведены примеры практического применения полученного заявляемым способом препарата - геля.

Пример 1

Изучение воздействия геля, полученного заявляемым способом, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта проведено на следующих группах больных: больные опытной группы - 34 человека (27 мужчин, 7 женщины) в среднем возрасте 54±8 лет. Контрольная группа - 31 человек в возрасте 55±6 лет.

Больные жаловались на: чувство тяжести правом подреберье, тошноту, отрыжку, изжогу, боли в эпигастрии, расстройство кишечника в виде поносов или запоров. При исследовании лабораторных показателей у ряда больных выявлено повышение уровня АЛТ, ЛДГ, ACT и билирубина за счет непрямой фракции. В копрограмме повышенное количество жирных кислот.

Опытная группа в течение 21 дня наряду с общепринятыми в аналогичных случаях лекарственными средствами получала по 50±5 г геля, произведенного заявляемым способом, за 30 мин до приема пищи утром и вечером. Из них 18 человек получали продукт, для приготовления которого использовалась ламинария, хлорид магния и лактат кальция, другие 16 человек - продукт, для приготовления которого использовались ламинария и фукус в массовом соотношении 1:1, а в качестве пищевой соли кальция - цитрат кальция, в этой партии в состав продукта вводился стевиозид. Срок хранения этих продуктов составлял 6 месяцев. Контрольная группа получала только стандартное лекарственное лечение и известный препарат, содержащии ламинарию, - Ламисан-Л.

Больные опытной группы начиная с 6-7 дня курса, отмечали неуклонное улучшение общего самочувствия: нормализацию аппетита, уменьшение изжоги, отрыжки, тошноты, болей в эпигастрии и тяжести в правом подреберье, а также нормализацию стула. Субъективное улучшение подтверждалось положительной динамикой объективных показателей в опытной группе. У 82% больных при пальпации резко уменьшилась или полностью отсутствовала болезненность в эпигастрии и в области проекции луковицы 12-перстной кишки, а также по ходу кишечника и в правом подреберье. В контрольной группе положительная динамика была менее выражена, улучшение самочувствия больных наступало, как правило, в более отдаленные сроки (позже на 9-16 дней). Такие признаки, как чувство тяжести в правом подреберье, кожный зуд, боли в ногах, диспепсические явления, в опытной группе купированы в более короткие сроки, чем у больных контрольной группы.

В биохимическом анализе пациентов опытной группы, получавших оба варианта продукта, содержание общего белка и билирубина имело отчетливую тенденцию к нормализации. В контрольной группе положительные изменения были менее выражены и наступали в более отдаленные сроки. Опоясывающие боли, диспепсические явления у больных опытной группы купированы в более ранние сроки, чем у больных опытной группы. Никто из пациентов не отмечал неприятных ощущений в желудке и отрыжки, неприятного послевкусия или иных неприятных явлений.

У пациентов опытной группы, получавших любой из упомянутых вариантов продукта, к 18-20 дню курса отмечено улучшение ультразвуковой картины печени. В контрольной группе данные УЗИ на этот момент остались без значимых изменений. У большинства пациентов в течение последующих 6 месяцев не возникали жалобы, характерные для момента начала курса приема геля, полученного заявляемым способом.

Пример 2

Изучение антибактериальных свойств геля, полученного заявляемым способом, проведено на 40 больных, которые были поделены на две группы: основную - 20 человек и контрольную группу - 20 человек. Средний возраст больных (в обеих группах) составлял 50±2 года. Эти группы были идентичны по возрасту и стандарту заболевания в соответствии с МКБ - 10.

В начале курса эндоскопическое исследование при хронических запорах позволило выявить бактериально обусловленные структурные изменения слизистой оболочки толстой кишки, которые выражались в очаговых воспалительных (51,3%) изменениях, а также наличии эрозий на слизистой оболочки толстой кишки (29,6%). Морфологические изменения слизистой оболочки толстой кишки обнаружены у всех больных. Имелись нарушения соотношения условно-патогенной и сапрофитной микрофлоры кишечника, условно-патогенная микрофлора высевалась у 78,5% больных. У больных контрольной и опытной группы в анализе кала на дисбактериоз выявлено наличие золотистого стафилококка и повышенный титр кишечной палочки. Двое из опытной группы страдали нефритом, один - геморрагическим диатезом.

Опытная группа в течение 30 дней наряду со стандартными в аналогичных случаях лекарственными средствами получала по 70±5 г геля за 30 мин до приема пищи утром и вечером. Контрольная группа получала только стандартное лекарственное лечение. Из них 10 человек получали продукт, срок хранения которого составлял 6 месяцев, для приготовления которого использовалась ламинария, сульфат магния и цитрат кальция, в этой партии в состав продукта вводился стевиозид, другие 10 человек - продукт, срок хранения которого составлял 6 месяцев и 20 дней, для приготовления которого использовались ламинария и фукус в массовом соотношении 1:2, а в качестве пищевой соли кальция - лактат кальция.

Лабораторные и инструментальные методы лечения и обследования проводились в соответствии со стандартами.

По данным эндоскопического и морфологического исследований в течение курса у пациентов опытной группы установлена положительная динамика изменений слизистой оболочки толстой кишки, которая выражалась в снижении воспалительных (87,9%) и ликвидации эрозивных изменений слизистой оболочки толстой кишки (100%), уменьшении клеточной инфильтрации (76,3%) больных. Под влиянием геля из бурых морских водорослей нормализовались химические изменения в кале: РН нормализовалась у 97,7% больных, органические кислоты и аммиак нормализовались у 91,5%, муцин сохранился в кале только у 5,0% больных, тканевой белок не отмечен. У всех пациентов опытной группы в более короткие сроки, чем в контрольной, происходило рубцевание язвенного дефекта, рубцовая деформация была менее выраженной. Положительная динамика контролируемых показателей пациентов, страдавших нефритом и диатезом, практически не отличалась от динамики остальных пациентов, ухудшения других показателей не обнаружены. Пациенты отмечали приятный вкус и запах продукта, отсутствие неприятного послевкусия. У большинства пациентов в течение последующих 6 месяцев не возникали признаки дисбактериоза и обострения заболеваний, характерные для момента начала курса приема геля, полученного заявляемым способом.

Пример 3

Оценку эффективности лечения дефицита йода осуществляли в двух группах беременных женщин. 1 группа опытная из 58 человек, 2 группа контрольная из 46 человек.

Обнаружены достоверные различия содержания иодидов крови до и после лечения дефицита йода у женщин. Первая группа включала 86 беременных, получавших комплексное лечение, соответствующее форме анемического состояния, и дополнительно йодсодержащий лечебно-профилактический продукт - гель из бурых морских водорослей по 50±5 г геля за 30 мин до приема пищи утром и вечером в течение 12 дней перед каждым контрольным исследованиием. Из них 22 женщин получали продукт, срок хранения которого составлял 6 месяцев, для приготовления которого использовалась ламинария, сульфат магния и цитрат кальция, в этой партии в состав продукта вводился стевиозид, другие 24 женщин - продукт, срок хранения которого составлял 6 месяцев, для приготовления которого использовался фукус, сульфат магния и лактат кальция, в этой партии в состав продукта вводился стевиозид, остальные 12 женщины - продукт, срок хранения которого составлял 6 месяцев, для приготовления которого использовались ламинария и фукус в массовом соотношении 2:1, хлорид магния и цитрат кальция. Никто из пациентов, получавших продукт, не отмечал неприятного послевкусия, неприятных ощущений в желудке потери аппетита, болей в животе. Улучшение показателей в опытной группе у всех женщин, получавших любой из вариантов продукта, было стабильным и сохранялось в периоды между курсами приема продукта.

Контрольная группа также получала комплексное лечение в зависимости от анемии и один из препаратов, содержащих ламинарию, - Ламинарид или Ламисан-Л (водный концентрат ламинарии), практически эквивалентные прототипу. Контроль осуществлялся путем определения активности иодидов в цельной крови методом прямой потенциометрии с использованием ион-селективных электродов фирмы «СгуШг» (Чехия). В норме эти показатели составляют 20-50 мкмоль/л. Первоначально комплексное клинико-лабораторное исследование проводили при постановке на учет в женскую консультацию в ранние сроки. Женщины, имевшие до 12 недели беременности содержание йодидов крови около 12 мкмоль/л, отбирались в опытную и контрольную группы. В процессе курса комплексное клинико-лабораторные исследования проводились в 16-24, 28-32, 34-38 недель беременности. В первой группе при получении продукта - геля из бурых морских водорослей отмечается увеличение содержание йодидов крови до значений вблизи нижней границы нормы. У женщин, получавших известный продукт, зарегистрировано лишь незначительное улучшение показателей, которые к концу курса остались существенно ниже нормы, т.е. недостаток йода компенсировался незначительно.

Пример 4

Оценку эффективности лечения у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями осуществляли в двух группах. 1 группа из 42 человек (мужчин и женщин) - опытная, 2 группа из 32 человек (мужчин и женщин) - контрольная.

Первая группа получала в течение 45 дней комплексное лечение и лечебно-профилактический продукт - гель из бурых морских водорослей, полученный заявляемым способом, по 50±5 г геля за 30 мин до приема пищи утром и вечером. Из них 18 человек получали продукт, срок хранения которого составлял 6 месяцев, для приготовления которого использовалась ламинария, сульфат магния и хлорид кальция, в этой партии в состав продукта вводился стевиозид, остальные 24 человека - продукт, срок хранения которого составлял 6,5 месяцев, для приготовления которого использовались ламинария и фукус в массовом соотношении 2:1, сульфат магния и лактат кальция.

Вторая группа получала комплексное лечение и один из известных препаратов, содержащих бурые водоросли, - Ламисан-Л или Ламинарид.

В результате курсового приема заявляемого геля из бурых морских водорослей на фоне низкокалорийной диеты (1-я группа) масса тела снизилась в среднем с 94,3±0,52 до 92,5±0,29 кг, р<0,05, тогда как в контрольной группе снижение веса было недостоверным.

Повышенный уровень глюкозы крови натощак снизился с 6,3±0,52 до 5,01±0,17 ммоль/л, р<0,05; в контрольной группе - с 6,1±0,14 до 5,88±0,07 ммоль/л, р>0,1.

Протромбиновый индекс в 1-ой группе снизился с 97,5±2,6 до 86,71±1,7%, р<0,01; в контрольной группе - только со 103,8±0,72 до 102,7±0,4%.

Отмечено улучшение липидного спектра крови, что проявлялось в снижении общего холестерина с 6,09±0,2 до 5,13±0,32, р<0,05, в контрольной - с 7,12±0,30 до 6,84±0,31 ммоль/л, р>0,1; триглицеридов - с 1,5±0,11 до 1,2±0,10, р<0,05, в контрольной - с 1,76±0,87 до 1,68±0,74 ммоль/л, р>0,1; /3-липопротеидов - с 6,61±0,20 до 6,1±0,19, р<0,1, в контрольной - с 7,41±1,25 до 7,28±1,65 г/л, р>0,1; липопротеиды низкой плотности уменьшились в 1-ой группе с 3,51±0,27 до 2,70±0,13, р<0,02, в контрольной - с 5,22±0,27 до 4,99±0,26 ммоль/л, р>0,1.

Разовое систолическое давление, измеренное в утренние часы, снизилось со 143,7±2,1 до 130,0±2,1 мм рт.ст., р<0,01; в контрольной группе только со 147,5±1,8 до 144,2±2,0 мм рт.ст., р>0,1; диастолическое - с 88,0±2,1 до 80,6±1,4, р<0,0 1; в контрольной группе с 97,0±1,5 до 96,8±2,0, р>0,1.

Результаты приведенные выше демонстрируют более эффективное нормализующее влияние препарата, полученного заявляемым способом, на патогенетические звенья сердечно-сосудистых заболеваний, имевшех место у пациентов, получавших любой из вариантов продукта. Контрольные анализы, взятые через 3 и 6 месяцев после завершения курса, показали, что указанные показатели изменились по сравнению с моментом завершения курса незначительно. Пациенты отмечали приятный вкус и запах продукта, отсутствие неприятного послевкусия или диспепсических явлений.

Из приведенных примеров и других исследований видны лечебно-профилактические свойства различных компонентов геля из бурых морских водорослей, полученного заявляемым способом, а также его возможности в восстановительной медицине, как средства общего оздоровления организма и сохранения резерва здоровья, а также продукта, используемого в комплексной терапии заболеваний. Отрицательные последствия приема препарата не выявлены, т.е. побочные явления (являющиеся основанием для установления противопоказаний) не обнаружены. Результат приема препарата сохраняется в течение срока, по меньшей мере, в три раза превышающего длительность курса приема. Подтвержденный испытаниями при температуре 5-10°С срок сохранения свойств 6 месяцев.

Гель из бурых морских водорослей, получаемый заявляемым способом, является одним из самых современных и качественных биологически активных продуктов, предназначенных для самостоятельной, комплексной и вспомогательной терапии, поддержания здоровья человека и комплексного лечения широкого спектра заболеваний желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, обладает антиоксидантным и иммуномодулирующим действием, а также улучшенными органолептическими характеристиками и минимальной вероятностью побочных явлений. Олигосахариды и моносахариды выполняют функции запасных, опорных, защитных веществ, участвуют в иммунных реакциях, обеспечивают сцепление клеток в тканях растений и животных. Лечебно-профилактические свойства олигосахаридов и, частности, маннита, определяются тем, что они не перевариваются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта (не расщепляются ферментами тонкой кишки), а проходят транзитом в толстый кишечник, в котором активно утилизируются нормальной микрофлорой кишечника, в частности лактобациллами и бифидобактериями. Одновременно олигосахариды абсорбируют и обезвреживают токсические вещества (свинец, ртуть, радионуклеиды и т.п.), попавшие в организм из внешней среды или образовавшиеся в результате нарушенного обмена веществ, активируют процессы очищения стенки сосудов, дренируют кишечник и восстанавливают его микрофлору.

В толстом кишечнике происходит утилизация олигосахаридов под действием бактерий с образованием низкомолекулярных органических соединений, главным образом, органических кислот: молочной, уксусной, масляной и пропионовой, которые ведут к снижению значений рН кишечного содержимого. В результате подкисления содержимого кишечника повышается осмотическое давление и разжижается содержимое толстой кишки. Производимые бифидобактериями органические кислоты угнетают рост протеолитических бактерий, соответственно снижая количественные показатели токсичных продуктов белкового метаболизма: скатола, п-крезола, индола и фенола. В процессе ферментации полисахаридов достигается более выраженный стимулирующий эффект композиции на состояние микробиоценоза кишечника. При этом в толстом кишечнике в большем объеме выделяется уксусная, муравьиная, молочная и жирные кислоты, которые подавляют развитие широкого спектра условно-патогенных и патогенных видов микроорганизмов (сальмонелл, шигелл, грибов). Эти продукты, угнетая рост протеолитических бактерий, резко сокращают уровень аммиака, снижая нагрузку токсических продуктов на печень и защищая мозг. Продукты ферментации полисахаридов дополнительно стимулируют перистальтику, способствуют разжижению химуса, устраняя запоры, а также снижают нагрузку на почки и стимулируют иммунные реакции. В присутствии олигосахаридов наблюдается более интенсивный синтез и усвоение витаминов А и Е представителями нормальной микрофлоры кишечника.

Таким образом, создан эффективный и недорогой способ производства гомогенизированных бурых водорослей в виде биологически активного препарата широкого спектра действия, а также расширен арсенал способов производства гомогенизированных бурых водорослей в виде биологически активных препаратов.

Препарат предназначен для диетического, лечебного и профилактического питания, источник полисахаридов и биогенных микроэлементов. В отличие от многочисленных известных препаратов предлагаемый препарат содержит повышенное количество биологически активных легкоусвояемых веществ с молекулярной массой от 70 Да до 100 кДа: олиго- и моносахаридов (главным образом маннита), аминокислот и пептидов, нуклеотидов и микроэлементов в виде биогенных соединений, преимущественно с белками и пептидами, так как содержит 50-99% воды и не менее 30% полисахаридов в пересчете на сухое вещество. Таким образом наиболее легкоусвояемая и ценная часть не теряется, увеличивает ценность биогеля и не загрязняет технологические стоки, т.е. сокращает нагрузку на очистные сооружения.

При этом препарат получается в виде стабильного комплекса с увеличенным сроком хранения, повышенными биологической доступностью и усвояемостью йода, пролонгированным действием и с расширенным диапазоном лечебно-профилактических (функциональных) возможностей.

Таким образом, в результате изобретения создан эффективный и недорогой способ производства гомогенизированных бурых водорослей в виде биологически активного препарата широкого спектра действия, а также расширен арсенал способов производства гомогенизированных бурых водорослей в виде биологически активных препаратов

При этом обеспечены минимизация потерь биологически активных веществ и получение препарата в виде стабильного комплекса с повышенным содержанием биологически активных легкоусвояемых веществ с молекулярной массой от 70 Да до 100 кДа: олиго- и моносахаридов (главным образом маннита), аминокислот и пептидов, нуклеотидов и микроэлементов в виде биогенных соединений, преимущественно с белками и пептидами, увеличенным сроком хранения, повышенными биологической доступностью и усвояемостью йода, пролонгированным действием и с расширенным диапазоном лечебно-профилактических (функциональных) возможностей включая повышение сопротивляемости организма при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, а также антиоксидантное и иммуномодулирующее действие, с улучшенными органолептическими характеристиками и минимальной вероятностью побочных явлений. Кроме того, снижается нагрузка на очистные сооружения при производстве препарата.

Источники информации

1. RU №2000126420, 2002 г.

2. RU №2108108, 2000 г. (прототип).

1. Способ производства биологически активных продуктов из бурых водорослей, предусматривающий разделку сырья, при которой у свежих бурых водорослей берут слоевища, обрезают ризоиды, промывают морской водой от соли и механических примесей и высушивают, после чего моют в пресной воде при температуре 25-35°С в течение 20-50 мин при периодическом перемешивании для равномерного набухания не менее чем на 30%, затем производят деминерализацию водорослей, для чего заливают 0,1-2%-ным раствором, по меньшей мере, одной пищевой кислоты из группы: лимонной, щавелевой, фосфорной, уксусной, молочной, янтарной, соляной или серной, имеющим кислотность рН 2,0, при массовом соотношении водоросли и раствора, равном 1:1,5 и выдерживают в течение 0,5-10 ч при температуре 10-50°С, после чего раствор пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация, фильтруется, обессоливается и отделяется, а водоросли промывают от кислоты в пресной воде в течение 10-12 мин и вымачивают в питьевой воде при температуре 20-35°С в течение 30-50 мин, дают воде стечь в течение 10-20 мин, промытые водоросли измельчают и помещают в варочную емкость с перемешивающим устройством и гомогенизатором, добавляют, по меньшей мере, часть упомянутого отфильтрованного и обессоленного раствора пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация, питьевую воду с температурой 75-85°С и, по меньшей мере, одну пищевую щелочь из группы: карбонат кальция, бикарбонат натрия, едкий натр, едкий калий, карбонат магния, гидроокись магния до достижения величины кислотности рН от 7 до 12, которую контролируют в процессе варки, проводимой в течение 0,5-18 ч при температуре 40-100°С с непрерывным перемешиванием мешалкой со скоростью вращения 15-25 об./мин, после чего охлаждают до 35-45°С и гомогенизируют в течение 30 мин, затем производят нейтрализацию, для чего вводят растворы лимонной кислоты в количестве 0,1% и пищевой соли кальция в количестве 0,2% от массы водорослей, тщательно перемешивают в течение 10 мин, нагревают до 75°С и преобразуют в форму, пригодную для хранения с содержанием 50-99% воды и не менее 30% полисахаридов в пересчете на сухое вещество.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор пищевой кислоты, которым производилась деминерализация, фильтруют и обессаливают диализом или на полупроницаемых или диффузионных или осмотических мембранах с селективностью 50-1500 Да.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что отфильтрованный и обессоленный раствор пищевой кислоты, в котором производилась деминерализация, отделяется для использования в качестве биологически активного продукта или компонента биологически активного продукта.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что раствор пищевой кислоты, которым производилась деминерализация водорослей, повторно используют для деминерализации водорослей до 15 раз.

5. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве бурых водорослей берут водоросли из группы: ламинария и фукус из бассейна Охотского, Берингова или Японского морей.

6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что ризоиды обрезают вручную или на дисковых ножах, а слоевища промывают морской водой в каскадной или вихревой мойке или методом душирования.

7. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в случае наличия спирорбиса на поверхности слоевищ их очистку проводят щетками.

8. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что сухие водоросли промывают в пресной воде методом душирования в ванне, отмывая от песка и соли.

9. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для промывки используют естественную воду питьевую с жесткостью до 1 моль/м³ или умягченную (исправленную) воду питьевую с показателем рН не более 7,8 и жесткостью до 0,2 моль/м³, промытые водоросли измельчают на мясорубке или протирочной машине.

10. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для варки промытые водоросли измельчают и заливают горячей водой в варочной емкости с соотношением подводимой нагревающей мощности и полезного объема, равном 0,20-0,25 кВт/л, например, в реакторе с термостатируемой рубашкой и мешалкой, имеющем зарубашечное пространство для обогрева сухим паром, или в электрическом котле с мешалкой, а гомогенизируют во встроенном или вынесенном гомогенизаторе в течение 30 мин воздействием гидроакустических и гидродинамических колебаний.

11. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что при нейтрализации в массу вводят вкусоароматические добавки, а непосредственно перед варкой добавляют стевиазид в количестве до 1 мг на 1% массы водорослей.

12. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что перед преобразованием в форму, пригодную для хранения, производят обогащение геля солями поливалентных металлов из группы: хлорид магния, сульфат магния, хлорид кальция, цитрат кальция, лактат кальция из расчета получения конечной концентрации 0,001-1% в геле, который контролируют на содержание йода, которое должно быть не менее 15 мг/кг, углеводных фракций, которое должно быть: маннит 245,4±12,1 мг/г, альгиновая кислота 186,1±10,7 мг/г, а также проверяют гигиенические характеристики в части содержания токсичных элементов: свинец не более 0,5 мг/кг, мышьяк не более 0,5 мг/кг, кадмий не более 1,0 мг/кг, ртуть не более 0,1 мг/кг, ДДТ не более 2,0 мг/кг, радионуклиды не более 6 к/кг

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что для преобразования в форму, пригодную для хранения, гель фасуют в горячем виде или предварительно производят сушку, причем сушку производят с помощью сушильной установки сублимационной сушки, или установки вакуумной сушки, или установки распылительной сушки, или установки конвекционной сушки, при этом подготовленную пастеризованную массу разливают на противые или в кюветы слоем не более 10 мм, которые помещают на полки в сушильную установку, где масса подвергается сушке до заданной конечной влажности.