Спосіб виготовлення молока або молочних продуктів з високим вмістом мелатоніну

1. Спосіб отримання молока зі збільшеним вмістом мелатоніну або молочних продуктів на його основі, у якому добовий цикл одного або більше ссавців жіночої статі розділяють на денну фазу з першим режимом освітлення з часткою синього світла і нічну фазу з другим режимом освітлення і ссавця або ссавців доять принаймні один раз протягом нічної фази, з можливістю отримання молока зі збільшеним вмістом мелатоніну, який відрізняється тим, що протягом нічної фази принаймні одне джерело світла використовують у та 2 (19) 1 3 90719 4 12. Спосіб за будь-яким з пп.1-11, який відрізняється тим, що денна фаза триває довше 14год. 13. Спосіб за будь-яким з пп.1-12, який відрізняється тим, що лактозу видаляють з молока та/або зменшують вміст жиру у молоці. 14. Спосіб за будь-яким з пп.1-13, який відрізняється тим, що джерело світла, що використовують протягом нічної фази, випромінює світло з силою понад 50 люкс, бажано понад 100 люкс. 15. Спосіб за будь-яким з пп.1-14, який відрізняється тим, що молоко, збагачене мелатоніном, перетворюють на сухе молоко. 16. Спосіб за будь-яким з пп.1-15, який відрізняється тим, що підвищують молочну продуктивність дійних ссавців. 17. Сухе молоко з концентрацією мелатоніну понад 150пг/г, отримане згідно зі способом за п.15. 18. Застосування молока або молочних продуктів за будь-яким з пп.1-16, або сухого молока за п.17 як або для харчових продуктів та харчових домішок. 19. Застосування молока або молочних продуктів за будь-яким з пп.1-16, або сухого молока за п.17 як або для медикаментів. Винахід відноситься до способу отримання молока з високим вмістом мелатоніну та молочних продуктів, що можуть бути з нього отримані. Головним продуктом секреції епіфізу або шишковидної залози є індоламіновий мелатонін, відкритий у 1958 році Лернером і який утворюється через серотонін з амінокислотного триптофана. Ефекти, спричинені мелатоніном, були досліджені у наступні роки. Позитивні ефекти можуть бути досягнені через оральний прийом мелатоніну, так що багато можливих застосувань були розкриті у медицині людини та у галузі харчових домішок. У той же час синтетичний мелатонін з фармацевтичного джерела повинен бути для цього використаний, тому що зазначений мелатонін не можна отримати у достатніх кількостях з природних джерел. Мелатонін є похідним гідрофільної амінокислоти. Як такий він діє як гормон і антиоксидант. Його численні нейробіологічні функції були відкриті у теперішній час у людей, такі, як, наприклад, "борець проти старіння", уловлювач радикалів, регулятор циркадного годинника та ендогенної індукції сну, так само як і вплив на репродуктивну функцію, іммунну систему, температуру тіла та активність мозку. Гормон мелатонін секретується шишковидною залозою як у людей, так і у ссавців. Під час синтезу амінокислота триптофан декарбоксилізується та гідроксилізується. Таким чином утворений мелатонін утворюється з серотоніну Nацетилюванням і метилюванням (= N-ацетил-5метокситриптамін). Використання молока, збагаченого мелатоніном або отриманих з нього молокопродуктів проти зниження рівня мелатоніну, що збільшується з віком, може бути логічним поняттям з наукової точки зору. Добовий рівень мелатоніну у крові становить від близько 20 до 70пг/мл для молодих людей (віком 20-30 років). Він збільшується вночі до близько 125пг/мл. Цей діапазон концентрації може бути збільшений після вживання молока або сухого молока. З оральним прийомом мелатонін є, у той же час, залежним від великою мірою спорідненого первинного механізму, тобто близько 30% метаболізує і зменшує печінка, і, відповідно, не спостерігається дієвого рівня у крові. Таким чином, на близько 30% більшу кількість треба спожити орально, щоб отримати бажану намічену концентрацію. Мелатонін з натуральних джерел дотепер доступний тільки з обмеженнями. Попередньо дуже незначні концентрації були знайдені у кількох видах рослин. Але у той же час немає способу для систематичного виділення і натуральних сховищ для зберігання харчових продуктів, збагачених мелатоніном. Вивчення та дослідження медичної ефективності та біологічної доступності природньо отриманого мелатоніну дотепер не були опубліковані. Те, якою мірою мелатонін з натуральних джерел відрізняється від фармацевтично виробленого мелатоніну за своїм біологічним ефектом і доступністю, дотепер не було достатньо досліджене. Відомо, що мелатонін зустрічається у невеликих кількостях у плазмі крові людини і ссавців і постійно відтворюється. Мелатонін зв'язаний з плазмою крові і у той же час незручний для використання у медицині людини або як їжа чи харчова домішка. У той же час, добре відомі харчові продукти, що отримують за допомогою крові у тілі різних ссавців, зручні для виділення натурального мелатоніну, а саме молоко. Так, мелатонін частково зв'язується з молочним протеїном. Відомо, що зміна світлового освітлення важлива для контролю за поведінкою, пов'язаної з часом дня і сезонами для людей. Цикли світа/темряви контролюють багато поведінкових особливостей у людей, включаючи зимову депресію, цикли засинання/пробудження, температуру тіла, активність мозку, суб'єктивну поінформованість і діяльність. Ці впливи, відомі для людей, також у великій мірі стосуються і ссавців. Усі ссавці адаптувалися до циклічної зміни дня і ночі. Так звані внутрішні годинники контролюють усі життєво важливі функції, такі як метаболізм, температура тіла, гормональна та імунна система, так само як і поведінка на протязі добового циклу. 24-годинний цикл цього внутрішнього годинника є, у той же час, не контрольованим зовнішньою інформацією у часі. Ця так звана циркадна система також функціонує у відсутності зовнішніх факторів, але не відповідає точно одній добі. Слово "циркадна" походить від латинських слів "circa" (приблизно) і "dies" (доба). Синхронізація внутрішнього годинника із зовнішнім циклом дня/ночі досягається через генератори часу, зовнішні стимули, що передають інформацію про час доби до тіла. Найбільш важливим 5 генератором часу для ссавців є світло. Але також такі фактори, як температура, активність та соціальна взаємодія можуть компенсувати циркадний цикл. Існує багато ознак того, що циркадна система ссавців може бути синхронізована світлом через сітківку, де інформація про умови освітлення великою мірою сприймається через фоторецептори сітківки. Способи звичайного сільського господарства, що зараз застосовуються для отримання молока у ссавців, дозволяють ссавцям вільно пересуватись, і вони можуть вільно прямувати до своїх місць для сну, годування та доїння на протязі дня і вночі. Приміщення для поголів'я звичайно обладнані аварійними білими світильниками для того, щоб ссавці могли відрізняти друга від ворога и могли знайти свої бажані місця призначення. Системи умовного освітлення такого типу зменшують вироблення мелатоніну вночі. У WO 01/01784 описаний спосіб виробництва молока, збагаченого мелатоніном, у якому добовий цикл ссавців поділений на один світлий і один темний період, і ссавців доїли наприкінці темної фази. Кількість світла на протязі темного періоду бажано менша 40 люкс. Також у GB-A-2387099 описаний спосіб виробництва молока, збагаченого мелатоніном, у якому добовий цикл ссавців поділений на один світлий і один темний період, де інтенсивність світла у темний період не повинна перевищувати 50 люкс. Також описані експерименти у затемненні та використання невидимого випромінення у темний період. Попередні відомі способи мають загальну ознаку - у "темній фазі" утримання ссавців бажана найнижча з можливих кількість світла. Це, у той же час, пов'язане з труднощами, тому що ссавці можуть визначати своє положення з труднощами, або взагалі анітрохи на протязі темної фази через нестачу світла або неадекватне світло, яке не є придатним на протязі доїння. Таким чином, вміст мелатоніну у молоці зазнає негативного впливу. Зокрема, якщо ссавці утримуються у сараї або у великому приміщенні, нестача орієнтації являє собою серйозну проблему. Тому вищезазначені способи найбільш прийнятні для маленьких ферм. Для більш великих груп ссавців у вільних системах ці способи важко застосовувати згідно рівня техніки. Отже, промислове виробництво, що є суттєвим для ринку, навряд чи можливе. Отже, об'єктом даного винаходу є забезпечення способу виробництва молока з підвищеним вмістом мелатоніну, який сприяє адекватній орієнтації для ссавців і технічного персоналу на протязі ночі і який також є прийнятним для зростаючої кількості ссавців. Неочікувано ці проблеми виявилися здатними бути розв'язаними способом отримання молока або молочних продуктів з високим вмістом мелатоніну, в якому добовий цикл однієї або більше самок ссавців розділений на денну фазу з першим режимом освітлення з часткою синього світла та нічну фазу з другим режимом освітлення, і ссавця або ссавців доять принаймні один раз на протязі нічної фази, щоб отримати молоко з високим вміс 90719 6 том мелатоніну, і який відрізняється тим, що на протязі нічної фази принаймні одне джерело світла, що використовують для режиму освітлення і яке випромінює світло у діапазоні довжини хвиль500нм і вище і по суті не випромінює світло у діапазоні довжини хвиль менше 500нм. Джерело світла, зокрема, випромінює світло жовтого, помаранчевого, бурштинового або ι червоного кольорів, або суміші цих кольорів, де червоне світло є особливо бажаним. У даному винаході описаний спосіб з використанням відповідних режимів освітлення таким чином впливає на циркадний цикл і супрессію мелатоніну у ссавців, що отримують молоко з підвищеним вмістом мелатоніну. Досягається це не дивлячись на те, що на протязі нічної фази ссавці знаходились у режимі освітлення, який забезпечував адекватну орієнтацію. Таким чином, спосіб може також бути застосований до великої кількості ссавців. Фіг.1 демонструє усереднену криву циркадної відповіді у залежності від довжини хвиль світла. Фіг.2 порівнює залежність довжини хвиль від фотопічного, скотопічного та циркадного ефектів. Фотопічний ефект відноситься до зору при нормальній яскравості. Скотопічний ефект відноситься до зору у сутінках чи у темряві. Фіг.3 демонструє спектральний розподіл червоного світлодіоду. Для виробництва молочного протеїну, високо збагаченого мелатоніном, придатні усі дійні ссавці, зокрема самиці, обрані з молочних порід овець, корів та кіз. У відповідності до своїх фізіологічних передумов, ці три види ссавців забезпечують ідеальне економічне співвідношення маси тіла до надоїв молока. Вони мають споріднені циркадні цикли і системи зберігання натурального молока (вим'я). На додачу, вони широко розповсюджені у сукупності по всьому світу з доброю доступністю. Одна або більше ссавців утримуються під щоденним циклом згідно винаходу, бажано принаймні 10, більш бажано принаймні 50 або 100 або навіть більше ніж 200 ссавців. Бажано, щоб група дійних ссавців піддавалась циклу згідно винаходу. Перебування цілої групи під щоденним циклом згідно винаходу вигідне, тому що потім не потрібне будьяке спеціальне втручання, ссавці не набувають незвичайних змін у досвіді і різних способів тваринництва відповідно до розділення можна уникнути. Якщо не зазначене інше, термін "світло" тут означає падаюче на око видиме випромінення, що спричиняє відчуття зору, тобто випромінення у діапазоні довжини хвиль від 380 до 780нм. Сила світла загалом визначається як кількість світла, що падає на поверхню, а не кількість світла, що падає на сітківку. Остання у той же час має вирішальне значення для циркадного ефекту світла. Не інтенсивність світла, що випромінює джерело світла у люксах, а колір світла і довжина хвилі кольорів світла є важливими для бажаного впливу на циркадну систему, який є важливим для виробництва мелатоніну. Джерела світла подібрані відповідно тільки такі, що випромінюють світло у видимому діапазоні. 7 90719 Спектральний розподіл світла, що випромінюється джерелами світла, стає чітким у спектрах випромінювання, у яких інтенсивність видається залежною від довжини хвиль. Часто відносна інтенсивність дається у співвідношенні найвищого значення до 100%. Кількість світла, його спектральний склад, розподіл у просторі, час і тривалість, яких потребує зір ссавців, значно відрізняються від потреб, що випливають з циркадних функцій. Серед іншого, винахід базується на залежності супресії мелатоніну від спектрального складу задіяного джерела світла. За винаходом, оптимально придатне освітлення штучним світлом може бути досягнуте для максимального вироблення мелатоніну. Для цього були досліджені кольорові параметри різних джерел світла по відношенню до їх ефективності для супресії мелатоніну. Світло є первинним подразником для контролювання утворення мелатоніну. Використання вибраних джерел світла для специфічного впливу на циркадні функції призводить до контрольованої супресії або стимуляції секреції мелатоніну шишковидною залозою відповідно до різних режимів освітлення і у кінцевому результаті до збільшення концентрації мелатоніну у плазмі крові. Вміст мелатоніну у плазмі крові корелюється до деякої міри по-різному і компенсується у часі з концентрацією мелатоніну у молоці. Використовують новий тип і комбінацію джерел світла і кольорів, тому що кількість джерел світла, спектр кольорів світла та їх довжина хвилі, розподіл у просторі, а також час і тривалість світла, що застосовують для циркадного впливу на ссавців, повністю відрізняються від таких, що є важливими для нормального зору. Було виявлене світло, придатне для впливу на рівень мелатоніну у крові ссавців і світло, яке для цього непридатне. Виявлені системи освітлення, придатні для точного контролювання фотопічного, і також циркадного ефектів світла для супресії мелатоніну. Адаптація фізіологічних і психологічних процесів у тілі до часових зовнішніх умов відбувається через внутрішній годинник. Разом зі зменшенням генераторів часу внутрішній годинник йде вільні 8 ше. Так, наприклад, у повній темряві вільно протікаючий циркадний період у людини продовжується у середньому на від 10хв. до 20хв. довше за 24годинну добу. Порушення у синхронізації внутрішнього годинника і, як наслідок цього, невірний добовий цикл дуже негативно впливає на виробництво мелатоніну. Адаптація циркадного добового періоду до поточного денного/нічного циклу відбувається через світло, що поглинається сітківкою, і механізм супресії мелатоніну. Не сила світла джерела світла, що вимірюється у люксах, має вирішальне значення для супресії мелатоніну, а спектральний розподіл. Було виявлено, що у порівнянні з кривою чутливості до яскравості світла для денного зору спектральна чутливість циркадних фоторецепторів може зазнавати впливу головним чином у короткохвильовому діапазоні видимого спектру. Це призводить, наприклад, до того, що у синіх частинах спектру світло є більш ефективним для контролювання циркадної системи, ніж інші спектральні кольори. Тобто, з точки зору найбільш можливої ефективності виробництва мелатоніну, спектральна чутливість, тобто залежність ефективності від довжини хвиль є вкрай важливою. Тут повинна бути зроблена різниця між фотопічним або скотопічним ефектами світла та циркадним ефектом світла, тому що це спричиняє утворення мелатоніну. Фіг.1 демонструє криву циркадної відповіді у залежності від довжини хвиль світла. Фіг.2 демонструє криві чутливості для фотопічного, скотопічного і циркадного ефектів у залежності від довжини хвиль. Фотопічна і скотопічна світловіддачі суттєво відрізняються у залежності від типу обраного джерела світла. Обчислення світловіддачі у люксах або люменах на ватт є, таким чином, незручним для оцінки супресії мелатоніну. Максимальна ефективність супресії мелатоніну відбувається при світлі з довжиною хвилі від приблизно 450 до 470нм. Такі довжини хвиль містяться у спектральному кольоровому діапазоні сонячного світла і у штучному кольорі світла "синій". Фотопічний і циркадний ефекти різних джерел світла наведені у прикладах у наступній таблиці. Таблиця 1 Джерело світла 3000 К флуоресцентний рідкоземельний 4100 К флуоресцентний рідкоземельний 7500 К флуоресцентний рідкоземельний Сірко-скандієвий з випаровуванням металу Сірковий під високим тиском Світлодіод червоний (630 нм) Світлодіод жовтий (590 нм) Світлодіод зелений (520 нм) Світлодіод синій (460 нм) Світлодіод білий (460 нм + флуоресцент) Денне світло (6500 К) Світловіддача (фотопічна) (лм/В) 87(1,00) 87 (1,00) 65 (0,75) 108(1,24) 127(1,46) 44(0,51) 36 (0,41) 25 (0,29) 11(0,13) 18(0,21) Світловіддача (циркадна) (лм/В) 149 (1,00) 275 (1,85) 285(1,91) 300 (2,02) 115(0,70) 2 (0,02) 10 (0,07) 88 (0,59) 681 (4,59) 90 (0,60) Співвідношення світловіддач, циркадна/фотопічна 1,00 1,85 2,56 1,63 0,53 0,03 0,17 2,06 36,2 2,91 2,78 9 Фотопічна світловіддача по відношенню до флуоресцентної лампи з 3000 К (Кельвінів) дорівнює 44 для світлодіоду з червоним спектральним кольором, але дорівнює 11 зі світлодіодом синього кольору. Циркадна світловіддача по відношенню до флуоресцентної лампи з 3000К дорівнює 2 для світлодіоду червоного кольору, але дорівнює 681 зі світло діодом синього кольору. Для вмісту мелатоніну суттєвим є лише те, що кольорове джерело світла з максимальною світловіддачею у короткохвильовому діапазоні максимізує циркадний ефект, а кольорове джерело світла у довгохвильовому діапазоні мінімізує його. Наприклад, синій світлодіод (максимум близько 460нм) і червоний світлодіод (максимум близько 630нм) мають приблизно одну і ту саму фотопічну силу світла. Циркадна світловіддача цих двох кольорів у той же час відрізняється приблизно у співвідношенні 1200:1. Співвідношення відносної циркадної до фотопічної світловіддачі по відношенню до флуоресцентних ламп з 3000К зі світлодіодом червоного кольору досягає найкращої з можливих ефективності для стимулювання утворення мелатоніну. Зменшений, але адекватний ефект отриманий зі світлодіодом бурштинового, помаранчового або жовтого кольорів або зі змішаними кольорами цих спектрів або через використання натрієвої парової лампи жовтого кольору. Фаза денного світла є фазою максимальної супресії мелатоніну, що контролюється конкретним застосуванням світла, бажано протягом дня шляхом використання природньої денної яскравості, тоді як нічна фаза є фазою максимального інгібування супресії мелатоніну, що контролюється конкретним застосуванням світла, бажано використовуючи вночі природну темряву. Відповідно, добовий цикл ссавців ділиться на денну фазу з одним режимом освітлення і нічну фазу з іншим режимом освітлення. Частково режим освітлення на протязі денної фази включає режим освітлення з часткою синього світла. На протязі нічної фази світло, що використовують, по суті не містить частки синього світла. Режими освітлення згідно винаходу можуть бути в основному контрольованими згідно вимог до інтенсивності і застосування у часі. Відповідні фази можуть бути скорочені, збільшені або перенесені вперед або назад за необхідністю. У той же час, циркадні цикли можуть бути змінені тільки дуже повільно, тому що циркадна система є дуже інертною. Отже, може бути застосована повільна зміна денного циклу, наприклад, у кілька стадій, до того добового циклу, що вимагається та/або починати фактичну екстракцію молока з підвищеним вмістом мелатоніну тільки після ознайомчого періоду, наприклад, після кількох днів. Незалежно від того факту, що застосування світла може бути контрольованим у часі, як вимагається, сприятливо, щоб денна фаза тривала, наприклад, від 8 до 22 годин, практично від 12 до 21 години і бажано від 14 до 20 годин. Сприятлива тривалість, наприклад, 17 годин плюс/мінус 1 година або більше. Нічна фаза може тривати, на 90719 10 приклад, від 2 до 16 годин, практично від 3 до 12 годин і бажано від 4 до 10 годин. Частково сприятлива тривалість, наприклад, 6 годин плюс/мінус 1 година або менше. Денна фаза тут є фазою супресії утворення мелатоніну, тоді як на протязі нічної фази ця супресія інгібується. Щоб використати добові світлі та темні фази, денна і нічна фази повинні бути зорієнтовані одна відносно одної. Це, у той же час, не є принципово необхідним, але дієвим у сенсі практичного розгляду. Денна фаза (фаза супресії) може, напрклад, бути застосована у часі від приблизно 5,00год. до 22,00год. і нічна фаза (фаза інгібування супресії) -у часі від приблизно 22,00год. до приблизно 5,00год. Звичайно, фази можна також застосовувати з іншими часовими інтервалами. Перехід від однієї фази до іншої повинен бажано у кожному випадку відтворювати перехід світла у темряву і навпаки, який змодельовано на природнім світлі при переході від ночі до дня та навпаки. Будь-яке порушення звичайних циклів зменшує секрецію мелатоніну. Цей природній перехід може тривати, наприклад, від приблизно 30хв. до 1,5год., бажано близько 1 год. Час переходу може також бути збільшений ще наполовину як для денної, так і для нічної фази. І денна, і нічна фаза відрізняються різними світловими режимами. Обидва режими освітлення можуть контролювати штучним світлом; на протязі денної фази звичайно застосовують природне сонячне світло. На протязі денної фази ссавці частково підпадають під режим освітлення з часткою синього світла, що демонструє високий фотопічний і циркадний ефекти. Синє світло є світлом, що лежить у діапазоні довжини хвиль від приблизно 440 до 490нм. Максимальна супресія мелатоніну може бути досягнута ссавцями, що виходять на сонячне світло, або через застосування джерел світла з високим циркадним ефектом. Згідно винаходу, бажані повноспектрові лампи (близько 375-725нм), які є найбільш подібними до сонячного світла (близько 290-770нм) та містять важливе ультрафіолетове (УФ) світло, так само як і відомий кольоровий спектр веселки. Відтворення випромінення сонячного світла більше кількох годин також призводить до максимальної супресії мелатоніну через сильний ефект циркадної системи. Повноспектрові лампи є комерційно доступними. Прикладами є теплий колір 940 білий від Osram або Biolux від Osram з теплим кольором 965. Остання більш бажана, тому що приблизно відтворює спектр сонця. Подібні повноспектрові лампи також пропонуються іншими виробниками. Окремо від сонячного світла і повноспектрових ламп, також можуть бути задіяні інші джерела світла, що пригнічують утворення мелатоніну через високу циркадну відповідь. Можливе, наприклад, використання синього світла (довжина хвилі приблизно 460нм) або інших джерел світла з частиною синього світла, при яких досягається висока супресія мелатоніну. При використанні синього світла 11 повинен бути прийнятий до уваги ризик теплового враження сітківки. При режимі освітлення з використанням штучного світла, наприклад, повноспектрових ламп, денна фаза може бути збільшена або скорочена за потребою. Молочна продуктивність молочних ссавців значно зростає при збільшенні світлової фази. На протязі нічної фази ссавці підпадають під режим освітлення, який інгібує супресію мелатоніну і таким чином сприяє утворенню мелатоніну. Максимальне інгібування супресії мелатоніну може бути в принципі досягнуте природньою темрявою (нестачею світла). У той же час, це призводить до порушень, при яких орієнтація стає надалі неможливою. В основному, це не застосовують на протязі доїння. На додачу, втрата орієнтації спричиняє стрес для ссавців, коли вони в основному утримуються у великих приміщеннях та в обмеженому середовищі. Це також зменшує утворення мелатоніну. Лампи невидимого світла є УФ лампами (приблизно 345-400нм), вплив яких на циркадну систему доволі незначний, але через їх низьку світловіддачу вони непридатні для нічної фази, частково у господарствах, де ссавці знаходяться на вільному вигулі, тому що не можна досягти адекватної орієнтації при низькій світловіддачі. Так само як і УФ світло, лампи невидимого світла можуть також випромінювати світло у синьому діапазоні. Неочікувано було знайдено, що ці недоліки можуть бути подолані, якщо, у протидію темряві, використовувані джерела світла, які випромінюють світло у діапазоні довжини хвиль від 500нм та по суті не випромінюють будь-яке світло у діапазоні довжини хвиль менше 500нм, внаслідок чого джерело світла частково випромінює світло жовтого, помаранчевого, бурштинового або червоного кольорів або суміші цих кольорів. Таким чином, у діапазоні довжини хвиль видимого світла, джерело світла демонструє спектр випромінювання, який має найвище значення з відносною інтенсивністю 100% при довжині хвиль 500нм або вище. Таке джерело світла, що головним чином не випромінює світло з довжиною хвиль менше 500нм означає, що частково у спектрі випромінювання менше 500нм будь-яке вимірюване значення, якщо представлене повністю, являє собою відносну інтенсивність нижче 15%, бажано нижче 10% і особливо бажано нижче 5% або нижче 3%. Бажано, щоб джерело світла, що застосовується, суттєво не випромінювало світло у діапазоні довжини хвиль менше 520нм і бажано менше 540нм. Особливо бажано, щоб джерело світла, що застосовується, не випромінювало світло у діапазоні довжини хвиль менше 500нм, зокрема менше 520нм, і більш бажано менше 530нм. Такі звичайні лампи - джерела світла, як, наприклад, теплові випромінювачі, випромінювачі безперервного спектру, лінійні випромінювачі і газорозрядні лампи, що містять монохроматор, можуть бути використані для того, щоб не було суттєвого випромінювання світла з довжиною хвиль менше 500нм. Прикладами монохроматорів є призми, дифракційні решітки та оптичні фільтри. 90719 12 Зручними фільтрами є, наприклад, інтерференційні фільтри, полосові фільтри або довгі полосові фільтри, які блокують короткохвильові діапазони. Такі 10 фільтри, наприклад, є доступними від Schott. Лампи червоного світла можуть біти вироблені так само. Лампи червоного світла з адекватним блокуванням синього світла можуть бути використані у винаході, що розглядається. Джерела світла такого типу, які використовуються з фільтрами або іншими монохроматорами, також мають кілька недоліків. Одним аспектом є те, що діапазони довжини хвиль не повністю розділяються, але скоріше у більшій мірі зменшуються. Також недоліки у бар'єрі призводять до маленьких піків на інших довжинах хвиль або гармонік в області проходження, так що незначні кількості світла також можуть бути присутні у діапазоні нижче 500нм. Тобто, лампи з червоним світлом не є чисто червоними за кольором, але радше вони також можуть містити незначні частки інших спектральних кольорів. До того ж, частину світла, що випромінюється, не використовують для освітлення, але фільтрують. Це збільшує споживання енергії. Отже, придатними джерелами світла є такі, що не потребують будь-якого монохроматора. Відповідно, бажано не використовувати теплових випромінювачів. Як джерела світла переважно використовуються люмінесцентні випромінювачі. Люмінесцентними випромінювачами можуть бути так звані лінійні випромінювачі або монохроматичні випромінювачі. Прикладами люмінесцентних випромінювачів є газоразрядні лампи та світловипромінюючі діоди. Отже, як джерело світла переважно використовують люмінесцентний випромінювач, який в основному не випромінює світло з довжиною хвилі менше 500нм або взагалі не має світла з довжиною хвилі менше 500нм. Спектр випромінювання джерела світла у діапазоні довжини хвиль видимого світла має переважно понад 550нм, бажано понад 570нм і більш бажано понад 600нм. Бажано, щоб джерело світла не мало максимуму менше 550нм, більш бажано менше 570нм і ще більш бажано менше 600нм у видимому діапазоні довжини хвиль з відносною інтенсивністю більше 5%. Було знайдено, що важливо на протязі нічної фази використовувати світло, при якому частка світла з довжиною хвилі менше 500нм, краще менше 520нм і ще краще менше 550нм мінімізована і бажано майже повністю або повністю відсутня. Це можливо з джерелами світла, які демонструють сталий спектр із застосуванням зручного фільтру. Люмінесцентні випромінювачі, такі як СВД і НПЛ, є у той же час бажаним, тому що на відміну від теплових випромінювачів вони випромінюють вузькополосний спектр і не потребують фільтрації. За допомогою способу згідно винаходу може бути досягнута поліпшена орієнтація ссавців відповідно до більш високого фотопічного ефекту використовуваних джерел світла, а саме люмінесцентних випромінювачів. Зручним джерелом світла є, наприклад, натрієва парова лампа (НПЛ). НПЛ є газорозрядними 13 лампами, що відрізняються високими фотопічними світловіддачами і випромінюють монохроматичне жовте світло з довжиною хвилі від приблизно 589 до 590нм. Випромінення НПЛ є зручним для надійного розпізнавання об'єктів і перешкод. Жовте світло повинно бути також менш привабливим для комах. Також зручними люмінесцентними випромінювачами є світловипромінюючі діоди, також відомі як СВД. СВД є дуже ефективними джерелами світла. Вони зазвичай демонструють відносно вузькополосний сигнал з максимумом у спектрі випромінення як показано, наприклад, на Фіг. 3. З СВД лампами бажаний діапазон довжини хвиль може бути спеціально настроєний, і вони також мають адекватно великий фотопічний ефект для того, щоб ссавці могли легко орієнтуватися під світлом з цими джерелами світла. Як джерела світла для нічної фази, обрані джерела світла мають низьку циркадну світловіддачу. Основним фактором є вибір правильних теплих кольорів. Сині СВД або білі СВД є незручними через частку синього світла. Ідеальним теплим кольором є червоний, менш прийнятними, але також можливими є бурштиновий (також "суперпомаранчовий") (максимум приблизно 612нм), помаранчо вий (максимум приблизно 605нм), або жовтий (максимум приблизно 585нм) так само як і суміш кольорів цих спектрів. Жовте світло також може випромінюватись НПЛ. Червоні світловипромінюючі діоди є бажаними (максимум приблизно 630нм; включаючи "ультрачервоний" з максимумом приблизно 660нм), тому що вони мають дуже високу фотопічну світловіддачу незважаючи на мінімальний циркадний ефект, і які, як наслідок, є ідеально зручними для нічної діяльності. До того ж, СВД є єдиними джерелами світла, що забезпечують червоне світло у чистому вигляді. СВД такого типу є широко комерційно доступними. Прикладами комерційно доступних СВД і такими, що застосовуються для винаходу, є LumiLEDs® Luxeon red 1 watt, LumiLEDs® Luxeon Star/О red 1 watt, або SOUL R32 red 1 watt. Немає необхідності використовувати джерело світла на протязі всієї нічної фази. Але у той же час, його потрібно використовувати принаймні на протязі доїння, тому що потім необхідність в орієнтації серед ссавців і обслуговуючого персоналу є найбільшою. Бажано використовувати джерело світла на протязі принаймні однієї третини або принаймні половини тривалості нічної фази. Через те, що у якості джерела світла головним чином використовують люмінесцентну лампу, вона практично не має негативного впливу на утворення мелатоніну, і, разом з тим, поліпшення орієнтації ссавців і обслуговуючого персоналу є також можливим, джерела світла зокрема бажано застосовувати в основному на протязі повної нічної фази Джерело світла, а саме СВД лампа, звичайно використовують на протязі нічної фази принаймні 1 годину, бажано принаймні 2 години, більш бажано принаймні 5 годин і ще більш бажано принаймні 6 годин. З іншого боку, ніякі інші джерела світла не повинні застосовуватись на протязі нічної фази. У 90719 14 той же час, повна темрява не є необхідною. Природня нічна темрява у комбінації з джерелом або джерелами світла на протязі нічної фази цілком застосовна. Зокрема, немає суттєвого освітлення зі світлом, у якому присутня синя складова (зокрема, від 450 до 470нм). Треба зауважити, що природна система включає так звані короткотермінові збурення системи (грози, нестача світла і т.д.), і варіанти (адаптація до сезону через зміщення денної та нічної фаз) є можливими і містяться у способі за даним винаходом. Через те, що виконуються світлові режими денної і нічної фаз, джерела світла повинні бути бажано встановленні по висоті і частоті таким чином, щоб світло впливало на всі території, які є доступними для ссавців. При використанні сонячного світла території, які є доступними для ссавців, звичайно, повинні бути відповідним чином задіяні. Визначення світловіддачі у люксах для інгібування або стимулювання супресії мелатоніну є практично стороннім по відношенню до виробництва мелатоніну, тому що властивості світла, що застосовується, розглядаються відповідно до суттєвих ознак як для циркадної системи, так і для зорової системи. Не інтенсивність джерела світла у люксах, а колір світла та довжина хвилі теплих кольорів є вирішальними для бажаного впливу на циркадну систему, який є важливим для виробництва мелатоніну. Несподіванкою є те, що навколишнє середовище, що оточує ссавців, може навіть бути відносно яскраво освітлене на протязі нічної фази джерелами світла, що використовуються згідно винаходу, і це не призведе до значного зменшення концентрації мелатоніну у молоці. Це протирічить попередньому рівню техніки, у якому умови найтемнішого оточуючого середовища вважалися необхідними. Це є вирішальною перевагою, завдяки якій орієнтація є значно легшою і освітлення може бути ввімкнене без подальшого утруднення на протязі повної нічної фази. Сила світла, отриманого з джерел світла, що використовуються на протязі нічної фази, може бути бажано більшою за 50 люкс, більш бажано більшою за 100 люкс, і зокрема, бажано більшою за 250 люкс. Сила світла може бути, наприклад, 500 люкс і більше. Сила світла може вимірюватись нормальними люксметрами. Для лінійних джерел, таких як СВД, можуть використовуватись спектрорадіометри для більш точних вимірів. Сила світла відноситься до падаючого на око ссавця випромінення. Отже, уточнена сила світла вимірюється на висоті ока ссавців. Таким чином, уточнена сила світла для корів вимірюється на рівні близько 1,50м від підлоги, і для кіз на рівні близько 50см від підлоги. Разом з силою світла потрібно у той же час прийняти до уваги, що довгохвильове світло, що визначене тут, також демонструє циркадний ефект, навіть якщо і дуже низький, який збільшується у напрямку менших довжин хвиль. З високими значеннями сили світла цей циркадний ефект може впливати на вміст мелатоніну. Отже, зі значеннями сили світла понад 50 люкс, зокрема, ба 15 жано використовувати джерело світла, що випромінює світло з довжиною хвиль максимум близько 620нм, таке як червоний СВД. Відповідних ссавців доять принаймні один раз на протязі нічної фази. Залежно від кількості дійних ссавців, початок процесу доїння організовується таким чином, щоб бути закінченим до кінця нічної фази. Процес доїння розпочинається, наприклад, практично приблизно у середині нічної фази, зокрема, коли треба подоїти велику кількість ссавців, треба мати можливість подоїти усіх ссавців на протязі нічної фази. Отримане таким чином молоко має підвищений вміст мелатоніну. Гормон мелатонін перетворюється у печінці головним чином у 6-сульфатоксимелатонін і виводиться через нирки. Період напівперетворення менший ніж близько 60 хвилин. Для збереження рівню мелатоніну у молоці інгібування супресії мелатоніну повинне підтримуватись до кінця доїння ссавців, тобто доїння має місце на протязі нічної фази з освітленням джерелом світла. Чим сильнішою і довшою є супресія, тим більший максимум мелатоніну потім буде отриманий у молоці. Таким чином, через скорочені нічні фази при режимі освітлення з найнижчим з можливих циркадним ефектом і доїнням наприкінці нічної фази може бути отримане молоко з вищою концентрацією мелатоніну. Наприклад, подовжені денні фази від 16год. і бажано більше ніж 18год. є зручними для отримання збільшеного максимуму мелатоніну на протязі нічної фази. Світлова експозиція для денної фази може потім йти безпосередньо після доїння. Ссавців можна, звичайно, доїти більше ніж один раз кожний день і за потребою, наприклад двічі або більш часто. Бажано, щоб доїння також відбувалось принаймні один раз протягом денної фази. Виходячи з того, що це молоко не містить будь-якого збільшеного вмісту мелатоніну, його також використовують окремо від молока зі збільшеним вмістом мелатоніну, що було зібране на протязі нічної фази. Молоко, зібране на протязі нічної фази переважно швидко охолоджують нижче 10°С, наприклад, від 3 до 8°С. Термін "швидко" тут означає, наприклад, до двох годин або менше. Молоко може бути перероблене звичайним шляхом, щоб отримати усі добре відомим молочні продукти, у який будуть отримані молочні продукти зі збільшеним вмістом мелатоніну. Молочні продукти, отримані з молока, такі як сухе молоко і способи його виробництва добре відомі. Основний опис може бути знайдений, наприклад, у Ullman's Encyklopädie der technischen Chemie (Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry), 4th edition, volume 16, p.689 ff. Прикладами молочних продуктів є сухе молоко, сир, йогурт, кварк і продукти з сироватки. Переважно молоко перетворюється у сухе молоко з високим вмістом мелатоніну сушінням. Загалом, для цього можуть використовуватись відомі способи. Гормон мелатонін зв'язується з молекулами протеїну у молоці і не руйнується під тиском, а також під дією жари або холоду. Молоко або молочні продукти, зокрема сухе молоко, можуть бути використані за звичайним 90719 16 призначенням, зокрема як або для харчових продуктів, харчових домішок та медикаментів. Через подальшу обробку молока, таку як зменшення вмісту жиру або видалення лактози, відносна частка мелатоніну у кінцевому продукті (тобто молоці, порошку з молочних вершків, або знятого молока) може бути у подальшому збільшена. Звичайне щоденне молоко має вміст мелатоніну близько 1,5-3пг/мл. Молоко, вироблене за способом згідно винаходу загалом містить принаймні вдвічі більше або навіть до десяти разів і більше, ніж ця кількість. Це може, наприклад, продемонструвати вміст мелатоніну понад 10пг/мл, наприклад 15-50пг/мл. Молоко, збагачене мелатоніном, що отримане згідно способу за даним винаходом, може бути перероблене таким чином, що гранична концентрація гормону мелатоніну до молекул молочного протеїну у кінцевому продукті суттєво зросте до 350 разів у порівнянні зі звичайною концентрацією мелатоніну у молоці. Сухе молоко, що може бути отримане, містить, наприклад, концентрацію мелатоніну понад 100пг/г, бажано понад 150пг/г і більш бажано 200пг/г. Концентрація мелатоніну може становити, наприклад, 1000пг/г за потребою. Ринковий кінцевий продукт у формі сухого молока, отриманий згідно винаходу, містить, наприклад, концентрацію мелатоніну від близько 200 до 500пг/г. Зі збільшеною таким чином концентрацією можливі численні способи застосування у галузі медицини і у якості продуктів харчування або харчових домішок. Сухе молоко може, наприклад, може застосовуватись з або без прийнятного носія, наприклад, порошку, капсул, розчину або таблеток. Воно може бути змішане з іншими зручними домішками та/або активними інгредієнтами, такими як поживні речовини, наприклад, вітаміни або мінерали або фармацевтично активні інгредієнти. Спосіб за винаходом є зручним для екологічного промислового виробництва натурального мелатоніну, зокрема також для виробництва за участю понад 200 ссавців. Натуральний мелатонін тут зв'язується з молочним протеїном. Таким чином, натуральний мелатонін, зв'язаний з молочним протеїном, може бути вироблений у великих кількостях і простим способом, бажано у формі сухого молока. Цілі, що можуть бути досягнуті за способом згідно винаходу, включають наступні: 1. Природній циркадний цикл ссавців підтримується і протягом доби інформація про час передається до тіла. 2. Шляхом встановлення та контролювання джерел світла, що використовуються згідно винаходу у приміщеннях, де утримуються ссавці, утворення гормону мелатоніну у кров'яній сироватці, а отже, також і у молоці збільшується у багато разів у порівнянні з нормальною концентрацією. У середньому по стаду отримують вміст мелатоніну у кінцевому продукті понад 200пг/г сухого молока, а у окремих ссавців він досягає значення понад 500пг/г. 3. Шляхом спеціального застосування у часі вищезазначених джерел світла щоденні фази денного світла і темряви є специфічно керованими 17 90719 таким чином, що секреція мелатоніну шишковидною залозою максимально подавляється або максимально стимулюється таким чином, що у межах точно визначеного періоду доби отримується найвища з можливих концентрація мелатоніну у молоці, і шляхом точно визначеного часу доїння ссавців отримується молоко зі збільшеною у багато разів концентрацією мелатоніну. 4. У приміщеннях, де утримуються ссавці, можливо розподіляти з попереднім нормальним аварійне освітлення, використовуючи біле світло (наприклад, нитку накала, неонові або флуоресцентні лампи). 5. Не вимагається затемнення приміщень, що пристосовує ссавців до уникання падаючого світ 18 ла, тому що природна нічна темрява і використання вищезазначених джерел світла є адекватним для інгібування супресії мелатоніну. Приклади Був досліджений вплив різних джерел світла на дійних корів відносно досягаемого вмісту мелатоніну. Дослідження проводилося на великому стаді, у якому режим освітлення на протязі денної і нічної фаз змінювався від Прикладу 1 до Прикладу 3. На протязі нічної фази випадково обраних дійних корів доїли і визначали вміст мелатоніну умолоці. Обраний режим освітлення і знайдені середні вмісти мелатоніну у молоці зведені у наступну таблицю. Таблиця 2 Природне світло Приклад 3 (порівняння) Природне світло Тільки світло з червоних світло-випромінюючих діодів** 10,25 Біле аварійне світло 4,57 Приклад 1 Режим освітлення, Штучне денне освітлення біденна фаза лом світлом, 16 год Режим освітлення, Тільки світло з червоних світнічна фаза ло-випромінюючих діодів** Мелатонін* 20,35 Приклад 2 * Середній вміст мелатоніну у молоці (пг/мл); ** Довжина хвиль від 600 до 640нм Можна одразу побачити, що чітко збільшений вміст мелатоніну може бути досягнутий способом згідно винаходу. Подробиці плану доїння у прикладах наведені у наступних таблицях. Таблиця 3 Приклад 1 № з/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. Номер ссавця 205 392 305 312 303 252 375 277 298 233 299 386 241 286 250 322 234 319 257 237 255 331 Час ранкового доїння 05:00 05:00 05:10 05:10 05:10 05:10 05:20 05:25 05:25 05:30 05:35 05:40 05:45 05:50 05:50 05:50 05:50 05:50 04:50 04:50 04:40 04:50 Мелатонін, пг/мл 9,95 33,40 10,72 31,11 10,71 13.69 32,98 32,49 27,49 17,79 32,03 11,15 14,53 11,68 24,18 26,77 16,44 33,48 13,16 22,26 24,12 10,97 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 315 356 403 280 254 212 276 344 309 316 04:50 04:50 04:55 04:55 04:55 05:50 05:30 06:10 06:10 06:10 Середнє значення 14,40 11,79 32,08 10,62 11,35 9,73 32,14 11,80 34,11 22,14 20.35 Таблиця 4 Приклад 2 № з/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Номер ссавця 17 205 314 303 256 34 386 254 286 356 257 366 315 370 Час ранкового доїння 05:00 05:00 05:10 05:10 05:10 05:10 05:20 05:25 05:25 05:30 05:35 05:40 05:45 05:50 Мелатонін, пг/мл 3,30 17,79 5,53 11,79 4,15 9,47 16,44 14,53 11,68 10,71 13,16 7,35 9,95 8,56 19 90719 Продовження таблиці 4 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 241 234 233 237 330 250 322 270 312 227 403 340 313 365 392 319 344 309 05:50 05:50 05:50 05:50 04:50 04:50 04:40 04:50 04:50 04:50 04:55 04:55 04:55 05:50 05:30 06:10 06:10 06:20 Середнє значення 11,15 11,35 10,62 22,26 9,28 10,72 10,97 6,44 9,73 9,27 13,69 3,40 8,06 2,70 14,40 11,18 8,31 10,12 20.35 Таблиця 5 Приклад 3 (порівняння) № з/п 1. 2. 3. 4. Номер ссавця 386 375 363 370 Час ранкового доїння 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 Мелатонін. пг/мл 8,06 5,63 5,06 7.18 20 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 265 34 301 383 314 17 250 247 305 286 205 382 322 392 330 142 303 241 296 340 405 316 345 411 344 365 309 319 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 3,10-4,10 Середнє значення 3,58 3,51 4,35 3,90 3.60 1,91 9,47 5,72 5,88 4,40 6,41 8,24 3,98 5,24 6.60 1,47 2,40 1,52 4,99 3,50 7,10 0,36 4,65 4,94 3,74 3,21 3,48 2,31 -1.57 21 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 90719 Підписне 22 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601