Капсульований білоквмісний продукт та спосіб його одержання

Реферат: Винахід належить до медичної, хімічної, фармацевтичної, харчової промисловості, тваринництва, рибної промисловості, дієтології та біотехнології і може бути використаний при створенні капсульованих білоквмісних продуктів. Винахід полягає в створенні альгінової оболонки з солями кальцію, барію або їх суміші, які знаходяться в складі внутрішнього вмісту капсульованого білоквмісного продукту, вказаний внутрішній вміст капсулюється через розчин альгінату натрію 0,5…3,0 %, у результаті чого утворюється альгінова оболонка зі співвідношенням: внутрішній уміст:оболонка 100:(20-50), рН внутрішнього умісту складає 7,5…8,5. UA 103834 C2 (12) UA 103834 C2 UA 103834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до медичної, хімічної, фармацевтичної, харчової промисловості, тваринництва, рибної промисловості, дієтології та біотехнології і може бути використаний при створенні капсульованих білоквмісних продуктів, наприклад терапевтичних препаратів, харчових продуктів, кормів, дієтичних продуктів, продуктів або препаратів спеціального харчування, функціональних компонентів спеціального призначення, білкових та біологічноактивних речовин, лікарських препаратів, бактерій та корисних мікроорганізмів. Також винахід належить до одержання капсульованих білоквмісних продуктів, які захищені від активної дії пепсинолізу та низького значення рН середовища шлунково-кишкового тракту, у результаті чого відбувається збереження нативних властивостей білкових речовин, які містяться у білоквмісних продуктах. Відоме технічне рішення, а саме спосіб виготовлення лікарського препарату "Лінекс". Згідно з ним висушені штами бактерій поміщають у механічно зібрану шовну капсулу на основі желатину, яка є контейнером для бактерій. Білоквмісний продукт готовий до споживання. Недоліком цього технічного рішення є те, що термотропна шовна капсула для мікробіологічних препаратів не є герметичною, тобто є проникною для шлункових секрецій ферментам, результатом дії яких є пепсіноліз, а за способом одержання вона здатна розчинятися під дією температури тіла та середовища шлунка. За цих умов штами бактерій внутрішнього вмісту стають незахищеними до дії середовища (особливо при низьких значеннях рН середовища), що суттєво знижує ефективність препарату. Також відоме технічне рішення, а саме спосіб одержання харчової зернистої ікри із білоквмісної сировини тваринного походження (Пат. РФ 2035171 МПК6 A23L 1/328, Способ производства пищевой зернистой икры из белоксодержащего сырья животного происхождения. /З.А. Яковлева; Южный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии. - № 5015500 / Заявл. 09.12.91; Опубл. 20.05.93), обраний нами за прототип. Згідно з прототипом для одержання аналога ікри білоквмісну сировину у вигляді білоквмісної суміші, яку одержують шляхом змішування увареного до 10…20 % бульйону з мідій з гелеутворювачем желатином та казеїнатом натрію, рослинною дезодорованою олією, барвником, піддають екструзії за температури 45…50 °C до охолодженої до 6…10 °C олії з одержанням шароподібних форм - гранул. Гранули після промивання водою обробляють 0,2 % розчином пектину та 0,25 % розчином оцтовокислого кальцію для одержання поверхневої оболонки, а потім додають смако-ароматичні та інші речовини. Недоліком прототипу є те, що не зважаючи на те, що гранули містять білкові речовини, занурені всередині гелю та покриті кальцій-пектиновою оболонкою, є повністю проникні для ферментів, і, вочевидь, піддаються пепсинолізу, інактивуючи видову специфічність білків, лишаючи їх нативності, піддаючи денатурації. Цьому сприяє також те, що термотропний желатиновий гель гранули під дією температури змінює свій колоїдний стан у рідину, тим самим сприяючи небажаним з точки зору нативності білків, змінам білків. Оскільки гранули є проникними для пепсину та шлункових кислот, то при низьких значеннях рН (рН = 1,9-2,2) буде проходити інтенсивний гідроліз білкових речовин, вони втратять свою видову специфічність і перетворяться на продукти гідролізу. Недоліки аналогів та прототипу з точки зору збереження нативності білкових речовин внутрішнього вмісту капсульованого продукту усуваються при використанні винаходу, що заявляється. Задачею винаходу є одержання капсульованих білоквмісних продуктів, які захищені від дії пепсину у шлунку на фоні низьких значень рН середовища (рН 1,9…2,2).у міру викладення дійсного опису. Суть винаходу полягає в створенні альгінової оболонки з солями кальцію та барію, у 2+ 2+ результаті реакції обміну, що відбувається завдяки дифузії іонів Са , Ва , донором яких є водорозчинні солі кальцію, барію, які знаходяться в складі внутрішнього вмісту капсульованого білоквмісного продукту. При цьому вказаний внутрішній вміст, який має співвідношення білок:сіль (111):(1,04) (мас. %/ мас. %), капсулюється через розчин альгінату натрію 0,5…3,0 %, у результаті чого утворюється альгінова оболонка (з співвідношенням внутрішній уміст:оболонка 100:(120150) (мас%/мас%)) іонотропної природи, яка інертна до впливу пепсину, шлункових кислот та низького значення рН середовища. Завдяки наявності солей-коректорів рН, які забезпечують рН внутрішнього вмісту на рівні 7,5…8,5 створюється додатковий захист від дії (впливу) низького рН середовища на білоквмісний продукт, а також відбувається нейтралізація дії пепсину на білкову складову внутрішнього умісту капсульованого продукту. Запропонований спосіб надає можливість одержати нові форми капсульованих білоквмісних продуктів, які захищені від дії пепсінолізу та низьких значень рН середовища альгіновою 1 UA 103834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оболонкою (з співвідношенням внутрішній уміст:оболонка 100:(120150) (мас%/мас%)), яка стійка до руйнування в кислих (низьких) значеннях рН та непроникних для ферментів пепсінолізу. Доцільність створення таких білоквмісних продуктів продиктована у деяких випадках необхідністю подолання бар'єру шлунково-кишкового тракту, який характеризується низькими значеннями рН 1,9…2,2 і високою активністю пепсину та шлунковими кислотами - умовам, що приводять до гідролізу незахищених білків, їх інактивації і втрати ними видової специфічності, функціональних властивостей. На цих принципах побудована система захисту організму людини та система травлення. Але в деяких випадках є необхідність подолання цих функцій організму з максимальним збереженням білкової складової (у т.ч. білків) нативних властивостей. Спосіб здійснюється наступним чином. Приготовляють внутрішній уміст капсульованого білоквмісного продукту, для чого білоквмісну складову внутрішнього вмісту, у тому числі білки, диспергують у воді, у якій попередньо розчинені солі кальцію, барію або їх суміші з одержанням дисперсії у формі розчину, або колоїдної системи у стані золя, або дисперсії. До дисперсії додають солі-коректори рН, наприклад лужні фосфати, карбонати або гідрокарбонат натрію, що переводять значення рН внутрішнього вмісту до 7,5…8,5. До внутрішнього вмісту можуть бути додані інші небілкові речовини, наприклад: вуглеводи, вітаміни, тощо. Утворену водну дисперсію (внутрішній вміст капсульованого продукту) вводять в розчин альгінату натрію 0,5…3,0 %, у якому внутрішній вміст покривається іонотропною альгіновою оболонкою, набуваючи за колоїдним станом стан міцели. Одержані міцели виділяють із надлишку розчину альгінату натрію і одержують білоквмісний продукт, покритий альгіновою оболонкою іонотропної природи. Форма капсульованого білоквмісного продукту залежить від способу введення внутрішнього вмісту альгінату натрію. При введенні внутрішнього умісту через трубчатий отвір у вигляді безперервної струї у розчин альгінату натрію одержують ниткоподібний білоквмісний продукт з захищеною альгіновою оболонкою іонотропної природи, при введенні внутрішнього вмісту в крапельному режимі у розчин альгінату натрію одержують шароподібний білоквмісний продукт з захищеною альгіновою оболонкою іонотропної природи. Але за всякої фізичної форми білкова складова буде покрита альгіновою оболонкою, яка не розчиняється при низьких значеннях рН 1,9…2,2, характерної для рН шлунково-кишкового тракту. Одночасно наявність під оболонкою солей-коректорів рН (які забезпечують рН внутрішнього умісту на рівні 7,5…8,5) в сукупності з білковою складовою створює буферну ємність, яка буде протистояти випадково потрапившими під альгінатну оболонку дозам соляної кислоти. Одночасно в лужних розчинах (рН 7,5…8,5) стає неактивним пепсин. За таких умов білкова речовина буде захищена від дії секретів шлунково-кишкового тракту. При потраплянні до відділу тонкого кишечнику, де рН змінюється на слаболужний, проникність альгінатної оболонки змінюється і вміст може звільнюватися від оболонки, виконуючи своє функціональне призначення. Покриття внутрішнього вмісту альгіновою оболонкою дозволяє доставити у максимально незмінному стані білоквмісну складову внутрішнього вмісту до зони кишкового тракту. Більш повно сутність винаходу пояснюється наступними прикладами. Приклад 1. В 97,5 г води диспергують 1 г яєчного альбуміну та 1,0 г солі-коректора рН бікарбонату кальцію, та 0,5 г кальцію хлориду. Одержують 100 г водного розчину альбуміну, у якому співвідношення білок:сіль складає 1:1,5 і значення рН складає 7,5, а співвідношення солікоректора рН до солі кальцію складає 2:1. Розчин через голку шприца екструдують безперервним потоком у ванну з розчином 0,5 % альгінату натрію і витримують утворені ниткоподібні структури у розчині 30 секунд. Після цього їх виймають із розчину, промивають у воді і одержують 120 г ниткоподібних покритих полісахаридною оболонкою білків, у яких співвідношення внутрішній вміст:оболонка складає 100:20. При поміщенні ниткоподібних покритих оболонкою білків у водний розчин соляної кислоти з рН 1,9, що містить пепсин, протягом 4 хвилин вони захищаються у незмінному стані. Мета способу досягається. Приклад 2. В 85 г води диспергують 11 г казеїну молока, 3,0 г лактату барію і 1,0 г солікоректора рН фосфату натрію. Одержують 100 г розчину казеїну у стані золю, у якому співвідношення білок:сіль складає 11:4 мас. %/мас. %, а співвідношення солі-коректора рН до солі кальцію при значенні рН 8,5 складає 1:3 мас. %/мас. %. Розчин через голку шприца екструдують в крапельному режимі до 3,0 % розчину альгінату натрію, одержують капсули і витримують в розчині протягом 30 хвилин. Утворюється 150 г капсул, у яких співвідношення внутрішній вміст:оболонка складає 100:50 мас. %/мас. %. При розміщенні капсуло подібних, покритих оболонкою, білків у водний розчин соляної кислоти з рН 2,2, що містить пепсин 2 UA 103834 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 протягом 30 хвилин капсули залишаються у незмінному стані, що свідчить про захищеність казеїну. Мета винаходу досягається. Приклад 3. В 90 г води диспергують 5,0 г висушеного білка інсуліну свинячого, 2,5 г кальцію цитрату та барію хлориду у рівних співвідношеннях та 2,5 г солі-коректора рН натрію бікарбонату, у якому співвідношення білок:сіль складає 1:1 мас. %/мас. % при співвідношенні сіль кальцію до солі-коректора рН 1:1 мас. % / мас. %. Розчин з рН 8,0 через овальний отвір екструдера додають в 1,5 % розчин альгінату натрію і витримують в розчині 15 хвилин. Утворюється 130 г капсульного овального продукту, у якому співвідношення внутрішнього вмісту до оболонки становить 100:30 мас. %/мас. %. Капсули розміщують у розчин соляної кислоти з рН 2,0, що містить пепсин і витримують 15 хвилин. Овальні капсули не змінюють свою форму, що свідчить про те, що інсулін знаходиться в захищеному стані. Мета винаходу досягається. Приклад 4. Все як у прикладі 1, але відрізняється тим, що у внутрішній вміст не додають 0,5 г бікарбонату натрію, а концентрацію альгінату натрію беруть 0,4 % і витримують 1 хвилину. При співвідношенні внутрішній вміст:оболонка 100:10 мас. % / мас. %, і за відсутності солі-коректора рН спостерігається в соляній кислоті помутніння розчину, що свідчить про проникність оболонки. Мета не досягається. Приклад 5. Все як у прикладі 4, але у внутрішній уміст додають 0,5 г бікарбонату натрію. За рахунок тонкої оболонки, як результату недостатньої витримки у формуючому розчині в часі вона є частково проникною для субстанцій шлунку. Спостерігається часткове помутніння умісту. Мета не досягається. Приклад 6. Все, як у прикладі 1, але відрізняється тим, що беруть солі кальцію 0,4 %, бікарбонату натрію 0,4 %, концентрацію альгінату натрію 3,1 %, а вміст утримують у розчині 40 хвилин. Одержують співвідношення внутрішній вміст:оболонка - 100:10 мас. %/мас. %, а значення рН вмісту 7,2. Завдяки тому, що співвідношення білок:сіль менше зазначених, а вміст альгінату натрію вище зазначеного, в результаті реакції обміну не виникає потрібне співвідношення внутрішній вміст:оболонка і капсульований білок видозмінюється у розчині соляної кислоти через 2 хвилини. Мета не досягається. Дані прикладів 1-3 наведені в таблиці прикладів для досягнення мети. Реалізація винаходу, що заявляється, дозволяє отримати білоквмісний продукт, який доставляє внутрішній вміст до кишкового тракту в незмінному стані, що є необхідним у деяких випадках спеціального харчування або вживання. Зрозуміло, що вище представлено декілька можливих прикладів реалізації винаходу, що заявляється. Винахід не обмежується прикладами, які було викладено вище. Технічним результатом заявленого винаходу є одержання капсульованих білоквмісних продуктів, покритих альгінатною оболонкою з рН внутрішнього вмісту на рівні 7,5…8,5, які стійки до руйнування при низьких значеннях рН середовища та непроникних для ферментів пепсинолізу. Також технічним результатом заявленого винаходу є збереження нативності білкових речовин, які містяться у білковмісних продуктах, під впливом на них пепсину та низьких значень рН середовища. Також слід зазначити, що перевагою винаходу, що його може буди здійснено при нормальній кімнатній температурі 20-25 °C, без додаткового нагрівання, що також є перевагою винаходу, що заявляється. Джерела інформації: 7 1. Пат. RU 2 223 014 С2, МПК А 23 Р 1/04, А 23 L 1/325, А 61 К 9/48. Желатиновая основа для капсулирования жирорастворимых пищевых продуктов / Деркач СР., Воронько Н.Г., Петров Б.Ф.-2002102110/13; Заявл. 23.01.2002; Опубл. 10.02.2004. 7 2. Пат. RU 2 157 192 С1, МПК А 61 К 9/48. Мягкая желатиновая капсула / Макаров В.Г., Дадали В.А., Шиков А.Н.-99111660/14; Заявл. 01.06.1999; Опубл. 10.10.2000. 5 3. Пат. SU 1829933 A3, МПК А61 К 9/48. Способ получения желатиновых капсул / Иштван Замбо, Эржебет Сабо, Шандор Янчо, Дьердь Ваго, Бела Данош, Пал Капоши, Петер Тетеньи, Дьердь Бача, Жужанна Эмри и Золтан Гомбош.-4355582/14; Заявл. 15.04.88; Опубл. 23.07.93; Бюл. №27. 3 4. Пат. СССР 1016871, МПК А 23 L 1/325. Пищевая зернистая икра и способ ее получения / Рогожин С.В., Вайнерман Е.С, Пивоваров ПП., Перцевой Ф.В., Быков В.П., Галкин О.М., Андреев С.М. и Белис Г.Ю.-3284151/28-13; Заявл. 02.06.81 с присоединением заявки №3284152/28-13, 3284153/28-13, 3284155/28-13. 3 UA 103834 C2 Таблиця прикладів для досягнення мети Приклад Білок Сіль кальцію, барію Сіль-коректор Натрій Внутрішній вміст рН Вміст:оболонка Час витримки у водному розчині соляної кислоти з рН 1 2 3 1   0,5  1 : 15 , 1 : 2  10  ,  5  2,5  1: 1 1: 1 2,5    0,5 7,5 100:20 11  3,0  11 : 4 3 : 1 10   ,  3,0 8,5 100:50 4 хв. 30 хв. 15 хв. 1,5 8,0 100:30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 1. Спосіб одержання білоквмісних продуктів, який полягає в приготуванні внутрішнього вмісту з білковою складовою з наступним капсулюванням внутрішнього вмісту з отриманням білоквмісного продукту з оболонкою, який відрізняється тим, що вказаний внутрішній вміст має співвідношення білок:сіль (1-11):(1,0-4), при цьому як солі у суміші використовують розчинні солі кальцію, барію та солі-коректори рН зі співвідношенням (1,0-3,0):(1,0-2,0), а капсулювання внутрішнього вмісту здійснюють через розчин альгінату натрію 0,5…3,0 %. 2. Спосіб за п. 1, в якому співвідношення внутрішнього вмісту до оболонки складає 100:(20-50). 3. Капсульований білоквмісний продукт, що має внутрішній вміст та оболонку, який відрізняється тим, що має альгінову оболонку на основі кальцію, барію або їх суміші зі співвідношенням внутрішній вміст:оболонка 100:(20-50), при цьому внутрішній вміст має рН на рівні 7,5…8,5. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4