Спосіб отримання мікроелементного комплексу для збагачення продуктів харчування

1. Спосіб отримання мікроелементного комплексу для збагачення продуктів харчування, що заснований на отриманні у водному середовищі карбоксилатів біогенних металів, який відрізняється тим, що карбоксилати біогенних металів отримують шляхом взаємодії у водному колоїдному розчині карбонової кислоти з наночастинками біогенних металів або наночастинками оксидів біогенних металів, або наночастинками гідроксидів біогенних металів, отриманими абляцією металевих гранул у рідині або у вакуумі, або у інертному газі. 2. Спосіб отримання мікроелементного комплексу для збагачення продуктів харчування за п. 1, який відрізняється тим, що наночастинки біогенних металів або наночастинки оксидів біогенних металів, або наночастинки гідроксидів біогенних металів мають розмір від 1 нм до 10 мкм. 3. Спосіб отримання мікроелементного комплексу для збагачення продуктів харчування за п. 1, який відрізняється тим, що наночастинки біогенних металів або наночастинки оксидів біогенних металів, або наночастинки гідроксидів біогенних мета U 2 UA 1 3 в процесах кровотворення, росту, розмноження, диференціювання і стабілізації клітинних мембран, тканинному диханні, імунних реакціях і багатьох інших процесах. Відомо, що дефіцит мікроелементів веде до розвитку характерних симптомів недостатності, аналогічних тим, що мають місце у разі недостатності вітамінів, але при цьому синдроми недостатності мікроелементів, що виникають, супроводжуються специфічними структурними і функціональними порушеннями. Мікроелементи потрібні в малих кількостях в порівнянні з основними живильними речовинами. У наш час люди вживають продукти харчування (шліфований рис, рафінований цукор, білий хліб, консервовані продукти і так далі), з яких видалені мінеральні солі в процесі переробки. Тому включення мікроелементів в раціон харчування здорових людей має важливе значення для профілактики захворювань і підвищення працездатності. Відомо, що процеси старіння також пов'язані з порушенням мікроелементного складу життєво важливих систем організму. Лікувальна дія мікроелементів, що входять до складу фізіологічно активних сполук, пояснюється головним чином тим, що вони впливають на метаболічні процеси (Демин В.Ф. МикроэлементыММЭ, 1992, т. 3, с. 443-444). Найбільш ефективне застосування мікроелементів у вигляді карбоксилатів металів. У карбоксилатах металів, внаслідок проведення обмінної реакції в процесі їх отримання, як правило, присутні хлор-, нітрат- або сульфат-іони. Для отримання екологічно чистих мікроелементних комплексів на основі карбоксилатів металів потрібна велика кількість промивних стічних вод (витрачається від 10тис. л до 40тис. л і більш очищеної води на одну операцію фільтрування готового продукту) (див. Гусев А. В. Синтез карбоксилатов неодима и полибутадиена с высоким содержанием 1,4-цис звеньев в их присутствии: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. Воронеж, 2004). Нанотехнології дозволяють отримувати екологічно чисті мікроелементні комплекси на основі надчистих нанокарбоксилатів металів за реакцією прямої взаємодії наночастинок металів, наночастинок гідроксиду або оксиду металу з карбоновою кислотою (див. Патент України на корисну модель №39397. НАДЧИСТИЙ ВОДНИЙ КОЛОЇДНИЙ РОЗЧИН НАНОКАРБОКСИЛАТУ МЕТАЛУ. МПК (2006): С07С 51/41, C07F 5/00, C07F 15/00. С07С 53/00. Опубл. 25.02.2009, бюл. №4.). Відомий спосіб отримання мікроелементного комплексу для збагачення продуктів харчування (патент России №2290838. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЙ ПРЕПАРАТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ. МПК A23L 1/30 (2006.01), A23L 1/304 (2006.01), А61К 36/00 (2006.01). Опубл.: 2007.01.10), заснований на отриманні у водному середовищі суміші солей мікроелементів Ва, Sn, Co, Cr, V, Zn, Fe, Mn, Mo при наступному співвідношенні, мг/кг рослинної сировини: Ва - 4,0-8,0; Sn - 6,0-15,0; Co - 1,6-3,5; Cr - 0,10-0,49; V - 0,4-0,8; Zn - 300-600; Fe - 400-800; Mn - 5,5-8,5; Mo - 0,5-5,0. Недоліком відомого способу є використання в якості вихідної речовини солей неорганічних кис 43674 4 лот, що знижує екологічну чистоту способу. Наслідком цього є отримання мікроелементного комплексу, що важко засвоюється, з низькою біосумісністю і низькою ефективністю. Відомий спосіб отримання мікроелементного комплексу для збагачення продуктів харчування, заснований на отриманні в окремих водних розчинах водорозчинних неорганічних солей в кількостях, мг/л: І - 0,49-0,56; Se - 0,63-0,72; З - 0,15-0,17; Мо - 0,5-0,57; Zn - 67,3-76,8; Сu - 12,81-14,64; Mn 31,5-36,0 (патент России № 2271725. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ К ПИЩЕ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ЙОДНОГО ОБМЕНА. МПК A23L 1/30 (2006.01), A23L 1/304 (2006.01). A23L 1/10 (2006.01). Опубл.: 2006.03.20). Недоліком відомого способу є використання в якості вихідної речовини неорганічних солей, що знижує екологічну чистоту способу. Наслідком цього є отримання мікроелементного комплексу, що важко засвоюється, з низькою біосумісністю і низькою ефективністю. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб отримання мікроелементною комплексу для збагачення продуктів харчування, заснований на отриманні у водному середовищі карбоксилатів біогенних металів з використанням лимонної кислоти, солей кислот, вибраних з гідрокарбонатів або карбонатів, вітамінів групи В, вітаміну С, мікроелементів - заліза, хрому, селену, цинку, марганцю, міді, молібдену, магнію, натрію, кальцію, калія або їх суміші (заявка России №2004112761. СОДЕРЖАЩАЯ ОСНОВАНИЯ СМЕСЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ПИЩИ. МПК A23L1/30. Опубл.: 2005.10.10). Недоліком відомого способу є використання в якості вихідної речовини неорганічних солей, що знижує екологічну чистоту способу. У відомому способі присутня значна кількість хлор-, нітрат- і сульфат-іонів, що важко піддаються очищенню, знижують екологічну чистоту, біосумісність і ефективність отриманого мікроелементного комплексу. В основу корисної моделі поставлена задача створення екологічно чистого способу, що дозволяє отримати біосумісний і ефективний мікроелементний комплекс для збагачення продуктів харчування на основі нанокарбоксилатів біогенних металів. Це досягається за допомогою нанотехнології, яка дозволяє отримувати надчисті нанокарбоксилати мікроелементів не застосуванням в якості вихідної речовини неорганічних солей мікроелементів, а за реакцією прямої взаємодії наночастинок біогенних металів з карбоновою кислотою. Запропонований, як і відомий спосіб отримання мікроелементного комплексу для збагачення продуктів харчування заснований на отриманні у водному середовищі карбоксилатів біогенних металів і, відповідно до цієї пропозиції, карбоксилати біогенних металів отримують шляхом взаємодії у водному колоїдному розчині карбонової кислоти з наночастинками біогенних металів, або наночастинками оксидів біогенних металів або наночастинками гідроксидів біогенних металів, отриманими абляцією металевих гранул у рідині, або у вакуумі, 5 або у інертному газі. При цьому наночастинки біогенних металів, або наночастинки оксидів біогенних металів, або наночастинки гідроксидів біогенних металів мають розмір від 1нм до 10мкм і їх отримують або електроімпульсною, або лазерною, або електроннопроменевою, або плазмовою, або електродуговою абляцією металевих гранул у рідині, або у вакуумі, або у інертному газі. У запропонованому способі карбоксилати біогенних металів отримують шляхом взаємодії карбонової кислоти з наночастинками біогенних металів, або наночастинками оксидів біогенних металів, або наночастинками гідроксидів біогенних металів у водному колоїдному розчині металів. Це дозволяє значно понизити сторонні домішки і отримати відношення маси нанокарбоксилатів до маси хлор-, нітрат- і сульфат-іонів в мікроелементному комплексі не менше 104, оскільки відпадає необхідність застосування в якості вихідної речовини солей неорганічних кислот (соляної, азотної, сірчаної). Це дозволяє підвищити екологічну чистоту способу і отримати біосумісний і ефективний мікроелементний комплекс за рахунок того, що в якості вихідної речовини застосовуються не солі металів, а наночастинки. Водний колоїдний розчин металів отримують абляцією металевих гранул у рідині, або у вакуумі, або у інертному газі. Це підвищує екологічну чистоту способу за рахунок того, що вихідні метали можуть бути вибрані високочистими (з чистотою 99,99 і більш), що, у свою чергу, знижує кількість шкідливих домішок і дозволяє отримати відношення маси нанокарбоксилатів до маси хлор-, нітрат- і сульфат-іонів в кінцевому продукті не менше 104. Водний колоїдний розчин металів, отримують або електроімпульсною, або лазерною, або електроннопроменевою, або плазмовою, або електродуговою абляцією металевих гранул у рідині, або у вакуумі, або у інертному газі (див.: 1. Лазерная абляция. / В кн. Нанотехнология. Под ред. Ю.Д. Третьякова. М..: Физматлит, 2008. - с. 114-115.; 2. Патент України № 37412. СПОСІБ ОТРИМАННЯ ЕКОЛОГІЧНО ЧИСТИХ НАНОЧАСТИНОК ЕЛЕКТРОПРОВІДНИХ МАТЕРІАЛІВ «ЕЛЕКТРОІМПУЛЬСНА АБЛЯЦІЯ» МПК B01J 2/02. Опубл. 25.11.2008. Бюл. №22.; 3. Патент України №38230. СПОСІБ ОТРИМАННЯ НАНОЧАСТИНОК ЕЛЕКТРОПРОВІДНИХ МАТЕРІАЛІВ І КОЛОЇДНИХ РОЗЧИНІВ НАНОЧАСТИНОК ЕЛЕКТРОПРОВІДНИХ МАТЕРІАЛІВ "ПЛАЗМОВА АБЛЯЦІЯ". МПК (2006): B01J 2/02, В01.І 13/00, B22F 9/00, B22F 9/14 (2008.01), А61К 9/50. Опубл. 25.12.2008, бюл. №24). Це також підвищує екологічну чистоту способу за рахунок використання фізичних методів, які не вимагають додаткових операцій очищення розчинів, як це має місце в хімічних способах отримання наночастинок металів. При цьому відпадає необхідність для отримання наночастинок застосовувати в якості вихідної речовини солі неорганічних кислот - соляної, азотної, сірчаної. Спосіб отримання мікроелементного комплексу для збагачення продуктів харчування здійснюють таким чином. В якості вихідної сировини використовують металеві гранули необхідних мікроелементів, воду і карбонову кислоту. Спосіб 43674 6 здійснюють в два етапи. На першому етапі отримують нанодисперсію мікроелементів диспергуванням гранул відповідних металів або групи металів імпульсами електричного струму, наприклад, у воді, (див. Патент України №37412. СПОСІБ ОТРИМАННЯ ЕКОЛОГІЧНО ЧИСТИХ НАНОЧАСТИНОК ЕЛЕКТРОПРОВІДНИХ МАТЕРІАЛІВ «ЕЛЕКТРОІМПУЛЬСНА АБЛЯЦІЯ» МПК В0U 2/02. Опубл. 25.11.2008. Бюл. №22.) Металеві гранули поміщають в судину для диспергування і рівномірно розміщують їх на дні судини між електродами. У судину наливають воду. При проходженні через ланцюжки металевих гранул імпульсів електричного струму, в яких енергія імпульсів перевищує енергію сублімації випарованого металу, в точках контактів металевих гранул одна з одною виникають іскрові розряди, в яких здійснюється вибухоподібне диспергування металу. У каналах розряду температура досягає 10тис. градусів. Ділянки поверхні металевих гранул в зонах іскрових розрядів плавляться і вибухоподібно руйнуються на найдрібніші наночастинки і пару. Розплавлені наночастинки, що розлітаються, потрапляють у воду, охолоджуються в ній і утворюють високочистий колоїдний розчин наночастинок мікроелементів. Висока екологічна чистота забезпечується абляційною нанотехнологією, оскільки якість продуктів в ній забезпечується високою чистотою вихідних речовин. Абляційна нанотехнологія, заснована на фізичних методах, на відміну від хімічних нанотехнологій не вимагає застосування хімічних речовин, що містять хлор-, нітрат- і сульфат-іони. На другому етапі отримують нанокарбоксилати біогенних металів. Для цього у водний колоїдний розчин, що містить наночастинки металу, оксиду металу, гідроксиду металу додають карбонову кислоту. За рахунок високої хімічної активності наночастинок здійснюється утворення карбоксилату металу. Оскільки до числа реагентів не входять ніякі інші речовини, а наночастинки практично повністю беруть участь в хімічній реакції утворення солей карбонових кислот, то утворюється продукт високої екологічної чистоти з відношенням маси нанокарбоксилатів до маси хлор-, нітрат- і сульфат-іонів в кінцевому продукті не менше 104. Отриманий мікроелементний комплекс для збагачення продуктів харчування на основі нанокарбоксилатів біогенних металів має змінний кількісний спектр мікроелементів, що дозволяє адекватно підвищувати або знижувати їх концентрацію в рецептурі для збагачення відповідної групи харчових продуктів. В якості мікроелементів використовують метали з групи, що включає цинк, срібло, магній, марганець, золото, мідь, кобальт, молібден, селен, залізо, кремній, германій, ванадій, вісмут. При одночасному використанні декількох мікроелементів в збалансованому складі з'являються нові різноспрямовані біологічні ефекти, тоді як кожен окремо інгредієнт такої біологічної активності сам по собі проявляти не може. Це додає отриманому мікроелементному комплексу нові біологічні властивості, потенціювання і пролонгації ефекту, що дозволяє меншими концентраціями 7 43674 отримати більш виражену дію, що істотно знижує вірогідність розвитку побічних реакцій і підвищує безпеку його застосування. Кількість використовуваного мікроелементного комплексу для різних застосувань залежить від концентрації мікроелементів, з тим розрахунком, щоб концентрація мікроелементів в кінцевому продукті відповідало їх потребі. Отримані запропонованим способом мікроелементні комплекси можуть бути використані для Комп’ютерна верстка Л. Купенко 8 збагачення різних харчових продуктів: питної столової води, тонізуючих і інших напоїв, соків, компотів, молочних продуктів, варення, джемів, пива, винно-горілчаних виробів, консервів, живильних сумішей, харчових концентратів, кондитерських . і хлібобулочних виробів, цукру, солі, соусів, смакових приправ і так далі При цьому підвищується біологічна цінність харчових продуктів, поліпшується їх засвоюваність, активізуються біологічно активні компоненти. Підписне Тираж 28 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