В биотехнологии ведется поиск эффективных способов получения биологически активных веществ (БАВ) из органического сырья за счет интенсификации технологических процессов. Несомненно, ценным и достаточно редким сырьем для производства биопродуктов служит пчелиный подмор. Обычно его перерабатывают способом щелочной экстракции белка, а затем деацетилированием продукта под действием раствора NaOH и ферментативного гидролиза. В результате получают полимер, названный «Пчелозаном» и имеющим степень деацетилирования 80–85%, то есть высокий показатель преобразования хитина в хитозан. В том, что из пчелиного подмора впервые была получена биодоступная форма биополимера, несомненна заслуга компании «Тенториум» и ее руководителя Р.Г. Хисматуллина.
Напомним, что данный метод предполагает предварительную СО2-экстракцию подмора для выделения основных активных веществ. Но в целом химические и ферментативные технологии обработки пчелиного подмора включают постадийное удаление оставшихся полезных компонентов из тельца пчелы.
Пчелиный подмор представляет собой природный уникальный комплекс с частичками меда, пыльцы, прополиса, воска, хитина, пчелиного яда, маточного молочка. Необходимо иметь в виду, что хитиновый покров пчелы, который является источником полисахаридов — хитина, хитозана, меланинов, гепариноидов, составляет всего 12–15% от общей массы ее тельца. Больше всего в составе сушеного подмора находится протеинов — 50% и сырого жира — 7,6%. Значительную долю занимают меланины — приблизительно 6–7%. Минеральные вещества составляют примерно 2–3% удельного веса пчелы. Поэтому основная задача при обработке пчелиного подмора — максимально сохранить потенциал полезных характеристик исходного сырья.
Биологически активные вещества в подморе находятся не в свободном состоянии, а связаны в сложные комплексы различной физической и химической природы и лишь частично могут находиться в биодоступной форме. Для решения задач по организации растворения труднорастворимых веществ, экстрагирования биологически активных веществ мы рассмотрели возможности пульсационно-механических методов обработки животного сырья, позволяющих обеспечить экологически чистые и малоотходные процессы при максимальном выделении БАВ в водные экстракты. В предложенной нами технологии деструкции биологического сырья используется гидродинамическая пульсационная обработка исходного материала.
При механической активации в органических веществах происходят многочисленные изменения: разрыв внутримолекулярных ковалентных связей, образование более слабых межмолекулярных связей. Вместе с этим изменяются физические свойства веществ (растворимость, активность, внешний вид).
Таким образом, перерабатывая пчелиный подмор по новой технологии, мы добиваемся не только уменьшения размеров частиц материала на макроуровне, но и понижаем молекулярную массу биополимеров за счет их частичной деструкции с сопутствующим увеличением содержания активных функциональных групп.
Процесс механической активации осуществляется с помощью высокоэффективного оборудования, созданного специально под переработку пчелиного подмора и позволяющего усилить кавитационное воздействие на сырье. Переработка новым способом позволяет уменьшить средний размер частиц на 1–2 порядка по сравнению с пчелиным подмором, подвергнутым простому механическому помолу.
На выходе, после обработки, образуется продукт в виде водного экстракта (суспензии) пчелиного подмора, получившего название «Апитин» (от лат. аpis — пчела и последнего слога слова «хитин»). В этом продукте выявлено значительное возрастание концентрации экстрактивных веществ, сырого жира, свободных аминокислот и стеринов. Остальные показатели существенно не отличаются в сравнении с биохимическим составом пчелиного подмора.
В опытном продукте суммарное содержание растительных стеринов составляет 0,41%, сырого жира — не менее 11,83%, сырого протеина — не менее 35%, аминокислот — 35,68%. Из них количество незаменимых аминокислот, в том числе фенилаланина, лизина, лейцина, изолейцина, аргинина, валина, треонина, гистидина, метионина составляет не менее 25,7%; а заменимых аминокислот, в том числе глутаминовой кислоты, аланина, аспарагиновой кислоты, тирозина, глицина, серина — не менее 9,98%. Содержание низкомолекулярных хитозанов — не менее 11%, меланинов — не менее 7,79%.
В продуктах активации присутствуют достаточно низкомолекулярные водорастворимые олигосахариды, что связано с протеканием процессов значительной деструкции биополимеров — хитина и хитозана. Повышение выхода экстрактивных (растворимых в воде) веществ также объясняется деструктивным расщеплением биополимеров: белков, хитина, хитозана, меланина и других полисахаридов. Количество стеринов повышается в результате разрушения гликозилированных форм и отщеплением свободных агликонов.
Анализ профиля органических водорастворимых веществ в составе продукта «Апитин» показал, что основная доля водорастворимых органических соединений нового продукта приходится на низкомолекулярные вещества с массой не более 600 Да и их комплексы.
Химический состав пчелиного подмора и продукта «Апитин» практически не различается благодаря механо-пульсационной обработке: из состава сырьевой смеси не удаляются продукты химических соединений (не образуются летучие вещества, а также осадки). Размер капельки дисперсной фазы суспензии «Апитина» варьирует от 0,1 до 10 мкм. Продукт не имеет видимых твердых частиц, обладает хорошей текучестью. При лиофильной сушке суспензии получили микрокристаллический порошок с размером частиц 1–15 мкм.
Так как хитин из наружного скелета насекомых отличается плотной структурой, то в процессе переработки подмора, кроме микрочастиц, получены частицы кутикулы пчел размером до 0,5–1 мм. Поэтому суспензия проходит сепарирование. Отсепарированные частички кутикулы представляют собой ценный промежуточный продукт, далее подвергаемый ферментативному гидролизу с получением низкомолекулярных хитозан-меланиновых комплексов, что позволяет увеличить их общий выход до 20–22% от массы исходного сырья.
Опытный продукт перспективен для применения в качестве функционального ингредиента в пищевой промышленности, при производстве натуральных косметических препаратов и средств гигиены, медицинских и фармацевтических изделий. «Апитин» сочетается с лекарственными травами, другими продуктами пчеловодства и лесными ягодами, открывая возможность разрабатывать новые функциональные продукты направленного действия.
Представленная технология не требует больших производственных издержек и позволяет перерабатывать значительное количество сырья. Механическая активация является новой, наиболее экологичной и достаточно эффективной технологией переработки пчелиного подмора, а также растительного сырья. Возможно, она станет успешной альтернативой в получении модифицированных продуктов из пчелиного подмора.
Опытная технология создавалась при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере и научно-исследовательском сопровождении ФГБОУ «ВО “Вятский государственный университет”».
О.Д. ЧЕКМАК,
директор
ООО «Научно-производственное предприятие “Функциональные продукты пчеловодства”»
E-mail: bazis_
Web: https://apitin.ru/

Хвойный экстракт для здоровья пчел…
март 11, 2023
Подготовка пчел к зимовке…
сен 19, 2015
Жизнь заставляет
апр 22, 2017
Биологически активные вещества при нозем…
фев 17, 2015
Термическая обработка (1)…
сен 24, 2016
Использование роевых маточников…
июль 3, 2019
Получение сотового меда…
июль 18, 2018
Не мешай пчелам работать…
сен 23, 2016
Бактерицидные лампы в пчеловодстве…
янв 22, 2015
Эффективная помощь здоровью человека…
июнь 16, 2015
Феромон матки и болезни медоносных пчел …
апр 15, 2015
Устройство поилки для пчел…
авг 13, 2018
Комплексное лечение аденомы предстательн…
сен 23, 2014
Воск из мервы
янв 14, 2018
Подкормка и подсиливание пчел зимой…
фев 27, 2019