WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Прохода Ирина Алексеевна

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА БИЛАРПРОДУКТОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

06.02.04 – Частная зоотехния, технология производства

продуктов животноводства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Смоленск  2009

Работа выполнена на кафедре частной зоотехнии, технологии производства и переработки продукции животноводства Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Брянская государственная сельскохозяйственная  академия»  и в Национальном научном центре  «Институт  пчеловодства  им. П.И. Прокоповича Украинской академии аграрных наук» 

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Макаров Юрий Иванович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лебедев Вячеслав Иванович;

доктор биологических наук, профессор Фомичев Юрий Павлович.

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального  образования Российский  государственный аграрный университет – Московская сельскохозяйственная академия имени  К.А. Тимирязева.

Защита  диссертации  состоится _______  2009 года ______ на заседании объединенного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 220.018.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего  профессионального образования  «Смоленская государственная сельскохозяйственная академия».

Адрес академии: 214000, г. Смоленск, ул. Б. Советская, д. 10/2,

тел. (4812) 38-28-10, факс (4812) 38-22-41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке  ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА»

Автореферат разослан «_____» ноября 2009 года.

Учёный секретарь диссертационного совета В.И. Цысь

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность темы. В мире остро стоит вопрос производства белоксодержащих продуктов питания, особенно из натурального сырья. В современных экологических условиях наблюдается значительное снижение иммунитета, выражающееся в увеличении числа заболевших опасными болезнями, например, туберкулёзом. В коррекции иммунитета питанию отводят главную роль. Одним из путей решения данных проблем является существенное увеличение в рационе питания доли продуктов с высоким содержанием натурального белка и биологически активных веществ (БАВ) с иммуномодулирующим действием в форме порошков, паст и др.

Источниками БАВ, наряду с овощами, фруктами, ягодами, лекарственным и пряно-ароматическим растительным сырьем, являются продукты апитехнологии, производимые пчелой медоносной (Apis mellifera) – прополис, маточное молочко, цветочная пыльца и другие, обладающие целебными свойствами и существенно отличающиеся от натуральных продуктов растительного происхождения. Уникальность апипродуктов состоит в том, что к растительным БАВ (фенольные соединения, каротиноиды, витамины и пр.) добавляются специфические полиненасыщенные деценовые жирные кислоты, которые вырабатываются организмом пчелы и не встречаются в природе в чистом виде.

В конце XX в. апитехнологи-пчеловоды разных стран мира (Япония, Китай, Румыния, Украина, Россия и др.) начали изучать гомогенную биомассу трутнёвых личинок (ГТЛ). Было установлено, что она является новым биологически активным продуктом апитехнологии и имеет много общих свойств с маточным молочком, хотя существенно отличается генезисом, выходом биомассы от одной пчелиной семьи  (Таранов Г.Ф., 1964; Илиешиу Н.В., 1983; Вахонина Т.В., 1990; Гречка Г.Н., 2007; Бурмистрова Л.А., 1997).

Личинки открытого пчелиного расплода за очень короткий период онтогенеза (5-6 дней) накапливают значительный сбалансированный запас питательных веществ, позволяющий сформировать из яйца имаго. В результате этого естественным путем создаётся комплекс веществ растительно-животного происхождения – биларпродуктов (bee - пчела, larver - личинка), обладающих уникальными пищевыми и иммуномодулирующими свойствами, позволяющими рассматривать их как важнейшие компоненты апиларветрофии – нового направления функционального питания.

Доказано, что ГТЛ, как и маточное молочко, обладает лечебно-профилактиче­скими свойствами, особенно антиоксидантными, иммуномодулирую­щими, противоопухолевыми и др. Это обусловлено тем, что в состав ГТЛ входят ненасыщенные вещества, такие как деценовые кислоты, сульфгидрильные соединения, которые способны связывать активные формы кислорода, окислительные свободные радикалы и создавать нерастворимые комплексы с ионами тяжелых металлов. Установлена высокая терапевтическая активность использования трутневых личинок. Этот нетрадицонный апипродукт признан более эффективным, в сравнении с синтезированными препаратами традиционной медицины (Починкова П., 1986; Bergmann H.H., 1990; Ши-Жен-Ли, 1993; Кривцов Н.И., Лебедев В.И., 2002).

Не изучено использование всех видов личинок в апиларветрофии. Нет систематизированных данных по технологии производства биларпродуктов, не исследованы биохимические и микробиологические процессы при их хранении, не дана им технологическая характеристика, не изучено их использование для получения обогащенных белком продуктов питания с иммуномодулирующими свойствами. Важно разработать новые направления использования нетрадиционных апипродуктов в технологическом производстве продуктов питания, фармацевтических и косметических  препаратов. Они должны гарантировать сохранение нативных свойств сырья и повышать качество готовых продуктов.

Диссертационная работа посвящена решению актуальной научной проблемы – обоснованию и разработке технологии производства новых нетрадиционных продуктов пчеловодства личиночного происхождения – биларпродуктов и их использование в функциональном питании.

Цель исследования – научно обосновать и разработать технологию нетрадиционных биларпродуктов и их использование в функциональном питании.

Задачи исследования:

- разработать технологические элементы производства биларпродуктов;

- оценить все виды личинок с целью выбора перспективного сырья для производства нетрадиционных биларпродуктов;

- разработать консервант в форме экстракта из прополиса (апидобавку);

- изучить консервирующие и антиоксидантные свойства апидобавок из прополиса для введения их в биомассу личинок, используемую в технологии;

- разработать технологию производства и хранения пасто- и порошкообразных биларпродуктов и прополиса и  изучить влияние сублимационной сушки на БАВ и биологическую активность порошкообразного биларпродукта из трутневых личинок;

- провести медико-биологические исследования влияния порошкообраз­ного биларпродукта и прополиса на иммунную систему млекопитающих;

- разработать рецептуры и технологии производства продуктов питания с использованием биларпродукта и прополиса;

- рассчитать экономическую эффективность производства и использования нетрадиционных апипродуктов.

Научная новизна.

Теоретически обоснована технология производства новых продуктов пчеловодства личиночного происхождения – биларпродуктов, которые по химическому составу близки к пчелиному маточному молочку и характеризуются высоким содержанием деценовых кислот, сульфгидрильных групп, полноценного белка и минеральных веществ, но имеют непродолжительный срок хранения, ограничивающий их использование в промышленном производстве. Разработан новый способ хранения, который заключается в использовании натуральной апидобавки из прополиса, увеличивающий в 2-4 раза период хранения при разных температурах.

Доказано, что апидобавка из прополиса имеет выраженное консервирующее свойство, обусловленное высокой антибактериальной, фунгицидной и антиоксидантной  активностью, причем последняя в 4-5 раз превышает классический антиоксидант -токоферол в эквивалентной дозе. Выявлена тесная прямая корреляционная связь антиоксидантной активности апидобавки из прополиса и содержанием в ней низкомолекулярных фенольных соединений, ароматических веществ и каротина.

Впервые изучено влияние биларпродуктов с прополисом на иммунную систему млекопитающих, которое заключается в стимулирующем действие на Т-клеточные реакции иммунитета, выработку антителопродуцентов селезёнки и туберкулоцидную активность на референс-штамм «Академия». Предложен экспресс-метод изучения их биологической активности на живых биотест-системах инфузорий (Paramecium caudatum) по генеративной активности.

Высокая пищевая ценность, иммуномодулирующее и противотуберкулезное действие биларпродуктов, дали научное основание предложить новое направление в функциональном питании – апиларветрофию.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Предложена технология биларпродуктов в форме пасты и порошка, что повышает продуктивность пчеловодства и обеспечивает дополнительную прибыль.

Предложено новое направление использования биларпродуктов в пищевой  промышленности для производства белоксодержащих продуктов питания.

Усовершенствован метод определения биологической активности биларпродуктов на живых биотест-системах инфузорий (Paramecium caudatum) по генеративной активности (ТУУ 00729557.001 – 2001), который используется в практике для определения их основного качественного показателя.

Предложено использование апидобавки из прополиса в качестве консерванта биларпродуктов и разработаны технологические параметры получения этого консерванта, при которых достигается максимальное извлечение биологически активных веществ с высокими консервирующими свойствами.

Установлены режимы и сроки хранения биларпродуктов, обеспечивающие их безопасное использование в пищевых целях, сохранение биологической активности и потребительских свойств.

Разработаны технологические режимы: 1) консервирования биомасс личинок пчёл с использованием апидобавки из прополиса; 2) получение пастообразных биларпродуктов из биомасс личинок пчел; 3) производство порошков Билар-1, Билар-2, Билар-3 из пастообразных биларпродуктов с использованием сублимационного вакуумного высушивания.

Предложено использование противотуберкулезного средства Билар-1 (положительное решение о выдачи патента по заявкам № 20040503584) для создания соответствующих фармацевтических препаратов.

Утверждена техническая документация на порошки из открытого пчелиного расплода Билар (ТУУ 00729557.001 – 2001).

Биларпродукты рекомендованы фармацевтами Национального фармацевтического университета Украины  для изготовления кондитерских и медовых изделий (№ 654 от 1.09.02). Разработаны рецептуры и технико-технологические карты производства новых обогащенных биларпродуктами хлебобулочных, кондитерских и медовых изделий, обусловливающих применение апиларветрофии для функционального питания и туберкулезопрофилактики.

Разработаны технологии биларпродуктов и рецептуры продуктов питания с их использованием. Апробированы и рекомендованы к внедрению на предприятиях хлебопекарной и кондитерской промышленности Украины и России, в том числе ЧП «Апипродукт», опытном хозяйстве ННЦ «Институт пчеловодства им. П.И. Прокоповича, УААН» (г. Киев), ООО «Комаричский хлебокомбинат» Брянской области (акты внедрения от 28.05.02 г., 20.07.02 г., 03.07.08 г. соответственно).

Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы внедрены в учебный процесс Брянского государственного университета им. И.Г. Петровского, Брянской государственной сельскохозяйственной академии.

Положения, выносимые на защиту:

  • технологические элементы производства биларпродуктов: возраст личинок, оптимальный период их выращивания и объем отбора от пчелиной семьи в сезон;
  • оценка всех видов личинок с целью выбора перспективного сырья для производства нетрадиционных биларпродуктов;
  • эффективную по антибактериальной и фунгицидной активности апидобавку из прополиса в форме экстракта;
  • консервирующие и антиоксидантные свойства апидобавки из прополиса, вводимую  в биомассы личинок;
  • технология производства и хранения пасто- и порошкообразных биларпродуктов;
  • влияние сублимационной сушки на БАВ и биологическую активность порошкообразного биларпродукта из трутневых личинок;
  • результаты медико-биологических исследований влияния Билар-1 и прополиса на иммунную систему млекопитающих и генеративную активность биологических тест-систем;
  • рецептуры и технологии производства хлебобулочных, кондитерских и медовых изделий с использованием апипродуктов для функционального питания;
  • экономическая эффективность производства и использования нетрадиционных биларпродуктов.

Апробация работы. Основные положения результатов диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры частной зоотехнии, технологии производства и переработки продукции животноводства Брянской сельскохозяйственной академии, Ученого совета ННЦ «Институт пчеловодства им. П.И. Прокоповича, УААН» (г. Киев, 2000-2007.), VII научно-технической международной конференции «Приоритетные направления внедрения в пищевую промышленность современных технологий, оборудования и новых видов продукции оздоровительного и специального назначения» (г. Киев, 2001), международных научно-практических конференциях по пчеловодству и апитерапии «Пчелы и ваше здоровье», «Интермед-2001» (г. Москва, 1997-2002), «Белорусский мед-2002» (г. Минск, 2002), «Достижения современной фармации и перспективы ее развития в новом тысячелетии», «Апитерапия: взгляд в будущее» (г. Харьков, 1999, 2002), на I-III съездах апитерапевтов Украины «Апитерапия: взгляд и перспектива развития» (г. Харьков, 2002-2006), VII межрегиональной научно-практической конференции «Искусственное питание и инфузионная терапия больных в медицине критических состояний» (г.Великий Новгород, 2007), на международной конференции молодых ученых «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биотехнологии» (г. Брянск, 2008), на 18 международном европейском конгрессе по пчеловодству «Апиславия» (г. Киев, 2008), на 11 межведомственной научно-практической конференции с международным участием «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров» (г. Москва, 2009) и др.

Проведена апробация разработанных биларпродуктов из личинок в ЧП «Апипродукт» (г. Киев), опытном хозяйстве ННЦ «Институт пчеловодства им. П.И. Прокоповича, УААН, ООО «Комаричский хлебокомбинат» (акты внедрения от 28.05.02 г., 20.07.02 г., 03.07.08 г. соответственно) и др.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 30 работ, в том числе монография, 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, Технические условия на порошки с открытого пчелиного расплода Билар (ТУУ 00729557.001 – 2001),  получено положительное решение о выдачи патента (заявка № 20040503584).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследований, результатов исследований и их обсуждение, выводов и предложений по производству, списка используемой литературы и приложений. Работа изложена на 296 страницах печатного текста, содержит 67 таблиц и 33 рисунка.

2. МАТЕРИАЛ и метОДИКИ исследованиЙ

При проведении исследований использовали личинки открытого пчелиного расплода (трутневые личинки  - ТЛ, маточные личинки - МЛ, личинки рабочих пчел  - ЛРП), выращенные в пчелиных семьях-аналогах украинской степной породы в лесостепной зоне; биомассы из личинок и порошки, полученные из них; водно-спиртовые экстракты прополиса, а также цветочную пыльцу и маточное молочко.

Схема проведения исследований представлена на рисунке 1.

Для проведения исследований были сформированы группы пчелиных семей - опытные и контрольные. Пчелиные семьи подбирали по методу семей-аналогов по Г.Ф. Таранову с учетом их породы, силы, возраста матки, обеспеченности кормов. Опытным пчелиным семьям в гнезда подставляли трутневую вощину. Контрольным – трутневую вощину не давали и трутневых личинок выращивали в перестроенных пчелами ячейках пчелиных сотов, как это происходит в природных условиях.

Выращивание пчелиных (личинок рабочих пчел) и трутневых личинок проводили общепринятыми методами  разведения и содержания пчел от здоровых семей, силой не менее 10 улочек, запасами углеводного и белкового корма. Маточные личинки выращивали в семьях-воспитательницах в восковых мисочках согласно технологии производства маточного молочка, разработанной Институтом пчеловодства (г. Рыбное).

Влияние отбора личинок на состояние пчелиных семей оценивали через 12 дней по следующим показателям: сила пчелиной семьи (в улочках), количество запечатанного расплода (в квадратах), медопродуктивность (кг).

Отбор личинок производили в лаборатории ручным и механическим способом.

Рис.1. Общая схема исследований

Биологическую активность биларпродуктов устанавливали по генеративной активности на живых биотест-системах инфузорий (Paramecium caudatum), представленных Харьковским научно-исследовательским институтом экологических проблем.

Бактериальную и фунгицидную активность экстрактов прополиса изучали на чистых культурах бактерий Escherichia coli и Bacillus mesentericus, фунгицидную - на плесневых грибах Fusarium sp., Аlternaria tеnuis, антиоксидантную активность определяли по степени окисления олеиновой кислоты в модельной системе.

В работе использовались зоотехнические методы разведения и содержания пчелиных семей, общепринятые и специальные физико-химические, микробиологи­ческие, органолептические методы исследований свойств сырья, апидобавок, биларпродуктов и обогащенных ними готовых изделий и др.

Математическую обработку результатов проводили с помощью пакета прикладных программ по статистическому анализу.

3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Разработка технологии производства личинок,  используемых для пастообразных БИЛАРПРОДУКТОВ

Научно-исследовательская работа по разработке технологии получения пастообразных биларпродуктов основывается на росте и развитии пчелиной семьи и выращивании расплода за сезон. Установлен возраст личинок, используемых для производства, оптимальные сроки получения в течение пчеловодного сезона и количество их отбора от одной пчелиной семьи, негативно не влияющих на развитие и продуктивность пчел. Онтогенез трутневых личинок продолжается 7-9, матки – 5 и рабочей пчелы – 6-7 суток.

Известно, что масса трутневых личинок в 2,5 раза превышает массу личинок рабочих пчел и в 1,5 раза массу маточных, достигая максимального значения в возрасте от 7 до 11 суток (от 120 до 350 мг). Наибольшую массу личинка рабочей пчелы имеет в возрасте 9-10 суток (от 120 до140 мг). Возраст маточных личинок определен технологией получения маточного молочка – 3 суток от яйца и их биомасса в среднем составляет 180-200 мг. Количество биомассы, получаемой из личинки, имеет решающее значение при разработке технологии производства пастообраз­ных биларпродуктов. Личинки рабочих пчел и трутневые личинки отбирают в возрасте 9-10 суток и 7-11 суток, маточные – 3 суточные.

Для установления оптимальных технологических сроков отбора расплода и его количества изучили влияние медосборных условий и кормов на рост и развитие пчелиных семей. Исследованиями установлено, что продуктивно выращивать трутневые и пчелиные личинки семьи начинают с конца мая до конца июня (табл.1). Пчелы полноценно выращивают расплод при стабильном поступлении углеводного и белкового корма и прекращают его выращивание, если в семьях менее 2,5 кг меда и 0,12 кг перги.

Таблица 1 – Количество расплода в пчелиных семьях  с апреля по июль, сот. ячеек

Периоды

Контрольные

Опытные

Пчелиный

Трутнёвый

Пчелиный

Трутнёвый

24.04

81,2±8,13

0

81,8±8,03

0

6.05

138,6±12,76

1,2±0,43

147,8±14,19

2,9±0,71*

18.05

149,3±11,96

8,2±1,73

187,5±15,63

12,4±1,70

30.05

190,4±9,06

10,8±1,90

200,5±11,20

17,1±1,57

11.06

176,2±5,90

7,5±1,03

177,7±7,14

12,9±1,84*

23.06

190,5±5,46

0,4±0,19

193,9±6,67

0,5±0,17

5.07

133,4±6,43

0

139,4±6,78

0

Сумма

1059,7

28,1

1128,6

45,8





* Отклонение статистически достоверно по отношению к контролю,  Р0,05

Соотношение пчелиного и трутневого расплода, выращенного пчелиными семьями в природных условиях, составляет 38:1, а с применением трутневых рамок – 25:1. Полученные результаты использованы при разработке технологии производства биларпродуктов и прогнозировании объемов их производства.

В технологии производства трутневых личинок исследовали специальные приемы интенсификации процесса с применением строительных рамок и специальных вставок из трутневой вощины. Установлено, что выращивание трутневых личинок увеличивается при использовании строительных рамок на 14,3% при их размещении между медово-перговыми и расплодными рамками. Применение специальных вставок достоверно не увеличило производство трутневых личинок.

Одним из основных элементов технологии является оптимальное количество личинок, выращенных и отобранных для производства пастообразных биларпродуктов, которое негативно не повлияет на хозяйственно-полезную деятельность пчелиной семьи (табл.2).

Таблица 2 – Влияние отобранного количества личинок в семьях на их развитие и продуктивность

Показатели

Группа пчел

Пчелиные

Трутневые

Сила семей, улочек

контроль

12,40±0,30

13,40±0,26

опыт

12,67±0,33

13,30±0,11

Количество запечатанного расплода, квадратах

контроль

145,00±4,30

110,00±2,81

опыт

131,00±8,72

110,40±3,22

Медопродуктивность, кг

контроль

28,5±2,05

32,90±1,99

опыт

17,3±1,85

33,70±0,92

Количество отстроенных рамок, шт.

контроль

8,0±0,50

8,0±0,87

опыт

7,0±0,61

10,2±0,61

Отобрано расплода, квадратах

контроль

-

20

опыт

40,00±2,4

204,9±1,62*

* Отклонение статистически достоверно по отношению к контролю,  Р0,05

Установлено, что трутневые личинки получают до 3000 г (205 квадратов), маточные личинки – 45 г (в виде побочного продукта при производстве маточного молочка) и личинки рабочих пчел до 500 г (40 квадратов) от одной пчелиной семьи  при комплексном использовании.

Механический отбор в 1,8 раз ускоряет процесс отбора личинок в производственных условиях, нежели ручной в лаборатории. Использование измельчителя тканей мелкодисперсно  измельчает биомассу, увеличивая ее выход до 82-90%.

Производство маточных личинок осуществляли по классической технологии производства маточного молочка. Установлено, что соотношение маточного молочка и извлеченных из него личинок составляет 3:1, то есть на 100 г произведенного маточного молочка можно получить дополнительно 30-45 г маточных личинок.

Таким образом, полученные данные позволили разработать технологию производства личинок, которая включает основные элементы: оптимальный период производства длится с конца мая до конца июня, используя личинки рабочих пчел и трутневые личинки в возрасте 9-10 и 7-11суток соответственно, маточные – 3 суток от яйца. Наиболее перспективным сырьем являются трутнёвые личинки, которых получают до 3000 г от одной пчелиной семьи. Личинки маточных и рабочих пчёл получают в меньшем количестве (50 и 500 г соответственно), что значительно затрудняет их использование в промышленном производстве.

Проведена оценка качества личинок всех возрастов. По внешнему виду туловище личинка пчелы состоит из трех грудных и десяти брюшных сегментов, причем отличий в морфологическом строении по видам личинок  практически нет. При анализе физико-химических показателей трутневых, маточных и личинок рабочих пчел  установлено, что они имеют рН 5,3-7,0, плотность – 1,0 г/см3, массовую долю сухого вещества 18,00-25,80 %, содержание общего белка 8,3-13,08 % и жира 3,5-4,4 %. Массовая доля деценовых кислот 2,8-3,5%, сульфгидрильных групп 190,8-292,1 мг/%, витаминов группы В, β- каротин, α-токоферол и другие.

Все виды пчелиных личинок являются  ценным биологически активным белковым сырьём. Наиболее перспективными представлены личинки трутневые, так как, пчеловоды зачастую используют зоотехнические методы оздоровления пчелиной семьи, специально их выращивая.

3.2 технология производства консервирующей апидобавки из прополиса в форме экстракта

Пастообразные биларпродукты из личинок отличаются высоким содержанием воды (74-82%), белка (8-13%), жира (3,5-4,4 %), имеют слабокислую кислотность рН (6,1-7,0), поэтому плохо хранятся. В работе рассмотрена возможность использования натурального апипродукта прополиса в форме водно-спиртового экстракта для увеличения сроков хранения пастообразных биларпродуктов.

При отработке оптимальных режимов экстрагирования определяли концентрацию водно-спиртовой смеси, соотношение сырья и экстрагента, степень измельчения сырья.

Усовершенствованная технология получения апидобавок из прополиса представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Технологическая схема получения апидобавки из прополиса

Установлено, что выход экстрактивных веществ из прополиса составляет 3,5-5,0% в зависимости от образца. Наибольший их выход в экстракт происходит с размером частиц прополиса 1-5 мм, что на 13-15% выше, чем с размером частиц 15-20 мм. Показано, что 96% этиловый спирт извлекает из прополиса  в 3,2-5,1 раз больше экстрактивных веществ, чем 40% этиловый спирт. Прополис обладает адгезионными (липкими) свойствами и температура минус 5-10С является пороговой при их снятии. Соотношение сырья и экстрагента выбрано в соответствии с рекомендациями и экономической целесообразностью.

Полученные данные позволили разработать технологическую схему производства апидобавки из прополиса, которая включает операции: инспекционный контроль, замораживание прополиса при температуре минус 5-10С, измельчение до размера 1-5 мм, экстрагирование при соотношении прополиса и экстрагента 1:10 и настаивание при комнатной температуре (20-24С) в течение 32 часов при периодическом перемешивании. Установлено, что экстракты  имеют высокую антиоксидантную активность (рис. 3).

Экстрагирование сырья осуществлялось в лабораторном экстракторе непрерывного действия, который полностью моделирует производственный процесс. Антиоксидантная активность апидобавки из прополиса в 4-5 раз выше классического антиоксиданта α-токоферола. Её изучали в модельной системе по скорости окисления олеиновой кислоты с добавлением экстракта прополиса в количестве 0,06% на сухое вещество (рис.3-а).

Выявлена тесная прямая корреляционная связь антиоксидантной активности апидобавки из прополиса от содержания в ней низкомолекулярных фенольных соединений (2100-3620 мг в 100 мл), ароматических веществ (450,2-511,4 мл тиосульфата Na)  и каротина (0,14-0,21 мг в 100 мл) (рис. 3-б, в, г).

Рис. 3. Антиоксидантная активность (а) апидобавок из прополиса в сравнении  с α-токоферолом и ее зависимость от содержания в экстрактах фенольных  соединений (б), ароматических веществ (в), каротина (г) в различных образцах прополиса – 1, 2, 3, 4, 5 и  α-токоферола – 6

Полученные результаты были подтверждены и дополнены трехмерным спектром флуоресценции экстракта прополиса (по длине волны λ). Показано, что экстракты имеют значительное количество флавоноловых гликозидов (λ = 440 нм) и каротиноидов (λ = 447-450 нм), а также катехинов (λ = 530 нм) и хлорофиллов а и в (λ = 644 и 662 нм), о чем свидетельствуют соответствующие максимумы спектра (рис. 4).

λ, нм

 

  λ,нм ……  λ,нм

Рис. 4. Трехмерный спектр флуоресценции водно-спиртового экстракта прополиса: 1– максимум соответствует содержанию каротиноидов (λ = 447-450 нм) и флавоноловых гликозидов (λ = 440 нм); 2 – катехинов (λ = 530 нм); 3 – хлорофиллов а и в (λ = 644 и 662 нм)

Известно, что апипродукты (прополис, маточное молочко, мед) обладают бактериальными свойствами. Однако прополис практически не используется в пищевой промышленности в качестве консерванта и недостаточно изучено его антимикробное и фунгицидное действие. Показано, что совместное влияние летучих и нелетучих фитонцидов апидобавки с прополиса в концентрации фенольных соединений 2,0% и ароматических веществ 540 мл тиосульфата Na приводят к существенному угнетению роста бактерий (Escherichia coli и Bacillus mesentericus) и плесневых грибов (Fusarium sp., Аlternaria tеnuis), что свидетельствует об их бактериальной и фунгицидной активности. Установлена прямая зависимость между бактериальной активностью и содержанием низкомолекулярных фенольных соединений  и ароматических веществ (рис. 5, 6).

Рис. 5. Совместное влияние летучих и нелетучих фитонцидов, антибиотических веществ апидобавки из прополиса на рост и развитие: а) плесневых грибов (Fusarium sp., Alternaria tenuis, B.cinerea); б) бактерий (Eschrichia coli, Bacillus mesentericus); 1 – экстракт прополиса; 2 – контроль.

3.3 Формирование качества БИЛАРпродуктов 

из нетрадиционного личиночного сырья

3.3.1 Технология производства и хранения пастообразных биларпродуктов

Опытную партию биларпродуктов из личинок производили в производственных условиях ННЦ «Институт пчеловодства им. П.И. Прокоповича, УААН». Технология их производства предусматривает следующие этапы: выращивание, прием и измельчение личинок до биомассы, смешивание биомасс с апидобавкой из прополиса, фасование и хранение (рис.7).

Рис. 7. Принципиальная технологическая схема получения пастообразных биларпродуктов из трутневых, маточных и личинок рабочих пчел

Личинок выращивали по общепринятой технологии содержания и разведения пчел в соответствии с технологическими инструкциями. Измельчение личинок осуществляли в лабораторных условиях, используя измельчители (вначале мясорубку типа МИМ-300, а затем в гомогенизатор типа Usefest p/ FW – 0,3) до размера частиц 20-100 мкм. Измельченную биомассу из личинок фильтровали через металлическую латунную сетку, которая имеет 100 отверстий на 1 см2.

Смешивали биомассы с апидобавкой из прополиса в соотношении 50:1. Фасовку биларпродуктов производили в стерильные стеклянные банки емкостью 0,5 дм3, плотно закрывали и хранили. Оптимальные режимы хранения пастообразных биларпродуктов устанавливали по накоплению органических кислот при разных температурах (от 20 до 25С, минус 2С, минус 18 С) с использованием различных консервантов, применяемых в пищевой промышленности, в том числе и с апидобавкой из прополиса (рис.8). Пасту из трутневых личинок использовали в качестве модели исследований.

Рис. 8. Хранение пастообразных биларпродуктов  при температуре: А – комнатной (от 20 до 25С), Б – минус 2 С, В – минус 18 С, где 1– нативная паста, 2,3 – с добавлением 0,1% и 0,2% сорбиновой кислоты,4 – с добавление 0,06%  цветочной пыльцы, 5 – с добавление 0,06% апидобавки прополиса

Показано, что при комнатной температуре (от 20 до 25С)  паста хранится всего 24 часа, при температуре минус 2С – 6 суток, при минус 18С – 10 месяцев. В связи с этим, с целью увеличения сроков ее хранения при данных температурах, использовали апидобавки из прополиса, цветочной пыльцы (в количестве 0,06% на с.в) и сорбиновой кислоты (0,1, 0,2%) в качестве консервантов. Установлено, что добавление апидобавки из прополиса существенно тормозит развитие микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности (органических кислот) и увеличивает срок хранения пасты при комнатной температуре в 3-4 раза, при минус 2С – в 2 раза. Механизм бактерицидного эффекта прополиса объясняется наличием в его составе более 30 веществ, обладающих выраженной бактериальной активностью и различным механизмом действия, образуя маловероятную возможность создания резистентных штаммов из числа чувствительных к нему микроорганизмов и концентрацией ароматических веществ и низкомолекулярных фенольных соединений (более 2%). Незначительный консервирующий эффект наблюдался при использовании 0,1, 0,2% сорбиновой кислоты, широко применяемой в качестве консерванта и цветочной пыльцы.

3.3.2 Изучение биологической активности пастообразных биларпродуктов

из трутневых личинок на живых биотест-системах

Результаты сохранения качества пастообразных биларпродуктов (пасты) были подтверждены и дополнены изменением биологической активности (БА) в процессе хранения. Методы оценки биологической активности  (БА) разных продуктов можно разделить на две группы – биологические и химические. Для определения биологической активности биологическим методом используют живые организмы – тест-культуры и химическим – опосредованная оценка по количеству белка или азота в изучаемом продукте. Однако наличие белка или азота не всегда объективно характеризует БА препаратов, поскольку некоторые из них имеют в своем составе только полисахаридные компоненты, либо производятся на основе щелочного или кислотного гидролиза, связывающего или удаляющего азот из препарата. Более объективной является оценка БА с помощью биологических тест-систем. Нами на основе метода Брайнеса усовершенствован метод определения БА пасты по приросту молодых форм инфузорий в биологически активной среде in vitro. Установлено, что биологическая активность пасты и порошка из трутневых личинок является высокой, если прирост молодых форм за 1,5 часа инкубации составляет не менее 70%.  В природных условиях инфузории делятся через 6-8 часов.

При хранении  пасты из трутневых личинок (ТЛ) с  применением консервантов при различных температурах было установлено изменение их БА (рис.9).

Рис. 9. Биологическая активность пасты в процессе хранения 10 дней: (1-начало опыта (контроль); 2 – минус 18С; 3 – от 0 минус 2С; 4 – от 2 до 5С, где А в нативном виде, с добавлением: Б – 0,1% сорбиновой кислоты; В – 0,2 % сорбиновой кислоты; Г – 0,06% экстракта цветочной пыльцы (с.в.); Д – 0,06% апидобавки прополиса (с.в.)

Показано, что БА нативной пасты в начале исследований соответствовала 70%, через 10 дней хранения при температуре минус 18С, минус 2С, от 2 до 5С снижалась до 69%, 45%, 35% соответственно. Высокая БА сохранялась в пасте при добавлении апидобавки из прополиса, значительно меньший эффект при использовании сорбиновой кислоты 0,1% и 0,2% концентрации и цветочной пыльцы.

Изучали влияние основных внешних факторов (свет, температура и продолжительность хранения) на изменения БА пасты при хранении 1 час при различных температурах. Установлено, что при температуре от 0 до минус 2°С БА снизилась на 2,8-13,3%, при температуре от 2 до 5°С – на 8,6-27%, при температуре 26°С – на 23,5-59,4%, при минус 18°С БА пасты практически не изменялась.

Изучено влияние прямого (1400 лк), рассеянного (260 лк) света и темноты (15 лк) на биологическую активность пасты из ТЛ. Установлено, что прямой солнечный свет – внешний фактор, уничтожающий БА пасты за один час 74,4-95,5% к исходному значению. В рассеянном свете потери составили 25,2-41,8%. В темноте данный показатель соответствует 14,3-20,4%, причем консерванты достоверно не повлияли на снижение БА в пасте из ТЛ.

При изучении БА пастообразных биларпродуктов в процессе продолжительного хранения (6 месяцев при минус 18°С) установлено, что в первые три месяца хранения БА в пастообразном нативном биларпродукте изменилась не достоверно с 70,8 до 64,8 (на 8,5%), т.е. в 1,09 раза за весь период исследований БА снизилась на 21% к исходному.

В отличие от нативной, в консервированных сорбиновой кислотой и прополисом биларпродуктах биологически активные компоненты были более стабильны и БА снизилась за первые три месяца исследований на 1,3-6,8%, причем добавление сорбиновой кислоты в количестве 0,1 и 0,2% продляет срок хранения на 1 и 2 месяца. Показано также, что более сильный стабилизирующий эффект наблюдался при добавлении апидобавки из прополиса. За весь период исследований БА снизилась на 5,4% и соответствует значению БА пасты из ТЛ  после двух месяцев хранения.

3.3.3 Производство порошка Билар с помощью сублимационного

вакуумного  высушивания

Производство порошкообразного биларпродукта покажем на примере пасты из трутневых личинок, которая будет выступать в качестве модели. Поскольку паста из трутнёвых личинок имеет значительную массовую долю влаги (около 73%) и короткий срок хранения, это послужило основанием поиска современных методов консервирования. Наиболее оптимальным признан метод сублимационного вакуумного высушивания с использованием жидкого азота для удаления свободной и связанной воды.

Технология производства порошкообразного биларпродукта из пасты предусматривает обезвоживание сырья до остаточной влажности 5%. Для этого полученную пасту разливали в специальные лотки слоем 2 см, замораживали при температуре минус 20С. Замороженную в лотках пасту помещали  в сублиматор вакуумной установки. Процесс сушки состоит из двух этапов: стабилизации и самой сушки. Важнейшим параметром при сублимационной сушке является температура. Оптимальной является температура +40°С, которая ниже значений эвтектической зоны. Скорость сушки 2% влаги в час в условиях вакуума. Быстрое удаление воды приводит к гибели клеток. Далее продукт выдерживают при той же температуре еще один час до остаточной влажности. При этом контролируют вакуум, электропроводность материала и другие показатели согласно инструкции по эксплуатации установки. Весь процесс сушки продолжается 50 часов. Полученный порошок имеет авторское название Билар-1 (би – пчела, ларве – личинка).

Упаковка порошкообразного биларпродукта Билар-1 производится в инертной среде газообразного азота в герметический трехслойный пленчатый материал на основе алюминиевой фольги или стеклотару.

Порошкообразные биларпродукты из маточных личинок и личинок рабочих пчел получали аналогичным образом из соответствующих паст, полученные порошки названы – Билар-2 и  Билар-3. Технологическая схема производства порошков Билар приведена на рисунке 10. Технология хранения порошков при +20° С  позволяет сохранить их в течение 6 месяцев без изменения качества. Рабочий выход порошков с 1 литра паст составляет 180-240 г.

Режимы сушки порошков Билар обеспечивают высокую сохраняемость биологически активных компонентов (-каротин, -токоферол) и биополимеров на 98,8-99,5%.

Установлено, что после сублимационного высушивания биологическая активность порошка высокая – 69,7% и это еще раз доказывает сохранность биологически ценных веществ и комплексов после сушки.

Результаты сохранности биологически активных веществ в порошке после сублимационной сушки были дополнены спектроскопическими методами исследований по спектру поглощения – каротина в этаноле (рис. 11).

На спектре поглощения наблюдается три максимума (при  = 447 нм;  = 330 нм; = 475 нм). Показано, что форма спектра поглощения – каротина  у порошка одинаковая, что логически поясняет его концентрированный состав в сравнении с исходным пастообразным биларпродуктом – 0,13-0,16. Одинаковая форма спектра поглощения подтверждает сохранность биологически активных веществ и биополимеров.

Рис.11. Спектр поглощения каротина порошкообразного биларпродукта в этаноле, где: 1 – исходная паста; 2 – порошок после сублимационной сушки

Оценка качества  порошков  Билар представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Органолептические и физико-химические показатели порошков  Билар

Показатели

Билар-1

Билар-2

Билар-3

Внешний вид

Порошок

Цвет

Желтый

Светло-кремовый

Светло-желтый

Запах

Приятный, хлебный

Вкус

Сладковатый

рН

6,7±0,67

5,8±0,22

6,5±0,26

Массовая доля, %:

- сухих веществ

95

95

95

-  титруемых кислоты

0,80±0,04

0,96±0,03

0,98±0,02

-  белков

51,2±2,01

44,0±1,32

47,0±1,88

- липидов

4,8±0,4

3,6±0,2

3,8±0,3

- углеводов

30,0±1,5

41,0±1,8

41,0±1,8

Растворимость в воде

Полностью

Механические примеси

Отсутствуют

Порошки Билар являются однородными порошкообразными веществами желтого, светло-кремового и светло-желтого цвета с приятным специфическим сладковатым вкусом, хлебным запахом, полностью растворяются в воде и не содержат механических примесей.

Аминокислотный состав порошков Билар показан в таблице 4.

Таблица 4 - Аминокислотный состав порошков Билар, мкг/100мг

Аминокислоты

Билар-1

Билар-2

Билар-3

Незаменимые

Треонин

254,00±15,72

85,70±3,40

268,00±10,70

Валин

2,55±0,05

2,15±0,05

2,30±0,02

Метионин

134,30±4,96

107,00±3,21

179,00±4,01

Изолейцин

238,00±9,92

222,00±8,80

196,50±7,84

Фенилаланин

165,20±7,84

124,00±4,96

264,00±10,56

Лизин

314,30±8,40

248,00±9,92

365,00±14,60

Лейцин

144,30±4,90

120,50±4,80

327,50±13,08

Гистидин

124,00±3,30

113,30±4,52

132,00±5,28

Триптофан

4,00±0,12

3,45±0,14

3,66±0,16

Заменимые

Цистреин

20,00±0,90

34,35±1,36

38,80±5,64

Таурин

94,00±3,12

108,00±4,32

141,00±5,38

Гидроксипролин

1029,00±38,21

750,00±30,12

141,00±5,64

Серин

196,50±8,43

126,00±5,04

210,00±8,40

Глютамик Ацид

434,00±9,76

258,70±10,32

617,50±24,68

Глютамин

288,00±6,00

146,00±5,84

635,00±25,40

Пролин

1067,00±40,01

575,00±23,00

920,00±36,80

Глицин

202,00±7,43

105,00±4,20

255,00±10,20

Аламин

441,00±5,99

33,00±1,32

320,00±12,8

Цистин

714,00±49,90

640,00±25,60

319,50±12,76

Цистатион

271,00±9,84

142,30±5,68

355,00±14,20

Тирозин

235,50±12,80

126,70±5,04

253,00±10,12

-Аминоизобутирик

93,00±4,80

41,00±1,64

113,50±5,42

- Аланин

267,00±10,32

13,40±0,52

44,50±1,76

Етанолаланин

21,50±5,00

12,00±0,48

33,50±1,32

Орнитин

26,50±6,91

18,50±0,72

39,50±1,56

Аргинин

840,00±44,23

378,00±15,72

525,00±21,00

- Амино-н-бутирик

11,35±4,77

26,80±1,04

31,00±1,24

Амионин

30,50±1,09

28,00±1,12

20,00±0,80

Фосфоетаноламин

-

-

258,70±10,32

Уреиды

-

-

600,00±24,00

Порошки Билар с массовой долей сухих веществ 95% содержат значительное количество белка 44-51%, липидов 3,6-4,1%, углеводов 30,0-41,0% и отличаются по цвету, показателю рН, содержанию аминокислот, жирных кислот и другим показателям.

В порошках Билар обнаружены 28 аминокислот, среди них 9 незаменимых, которые поступают в организм «извне» и незаменимы для полноценного роста и развития. Известно, что наиболее дефицитными в суточном рационе являются лизин, триптофан и гистидин (для детей). Они снижают накопление радионуклидов цезия и стронция в организме человека, повышают его сопротивляемость к ионизирующему облучению, улучшают показатели крови и т.д. Именно лизин, триптофан, гистидин количественно превышают показатели идеального белка: лизина 8,2%, гистидина до 3,3%/, триптофана – 2% (рекомендуемая ФАО/ВОЗ норма–1,05%, 2,6%, 1,05% соответственно).

В липидах порошков Билар в наибольшем количестве содержится олеи­новая кислота (мононасыщенная) – 400-450; пальмитиновая (насыщенная) –75-76 мг/100г и полиненасыщенные жирные кислоты (табл.5).

Таблица 5 - Содержание  жирных кислот в порошках Билар, мг/100г

Наименование

Билар-1

Билар- 2

Билар- 3

Насыщенные (предельные) одноосновные карбоновые кислоты

Масляная С4Н8О2

3,7±0,26

2,16±0,24

3,16±0,007

Капроновая С6Н12О2

4,2±0,04

3,2±0,04

1,02±0,04

Каприловая С8Н16О2

5,6±0,05

3,88±0,03

4,62±0,07

Изокаприловая С8Н16О2

0,6±0,004

0,45±0,002

0,86±0,003

Каприновая С10Н20О2

1,2±0,04

1,2±0,04

1,02±0,04

Лауриновая С12Н24О2

2,7±0,26

2,16±0,24

3,16±0,007

Изолауриновая С12Н24О2

0,7±0,08

0,58±0,56

0,38±0,016

Миристиновая С14Н28О2

24,0±1,20

25,0±1,00

20,0±0,80

Изомиристиновая С14Н28О2

0,9±0,004

0,4±0,002

0,8±0,003

Пальмитиновая С16Н32О2

76,0±11,20

75,0±18,00

75,0±18,0

Маргариновая С17Н34О2

17,6±0,05

15,8±0,03

17,6±0,07

Стеариновая С18Н36О2

50,0±19,40

49,0 ± 3,60

42,0 ± 4,80

Эйкозановая С20Н40О2

1,2±0,02

1,2±0,02

0,9±0,04

Мононенасыщенные одноосновные карбоновые кислоты

Пальмитолеиновая С16Н30О2

10,3±0,04

8,48±0,03

5,94±0,92

Миристолеиновая С16Н32О2

2,2±0,02

0,5±0,02

1,30±0,02

Олеиновая С18Н34О2

450,0±56,21

400,0±34,00

405,0±35,00

Полиненасыщенные жирные кислоты

Лауринолеиновая С12Н22О2

3,9±0,01

2,2±0,01

2,6±0,01

Линолевая С18Н32О2

32,5±1,00

30,4±3,20

32,5±5,00

Линоленовая С18Н30О2

54,5±1,00

47,0±3,20

58,0±5,00

Арахидоновая С20Н32О2

0,3±0,014

0,1±0,76

0,3±0,014

Наличие насыщенных и мононасыщенных жирных кислот и их пребладающее количество позволяет отнести их к жирам животного происхождения. Среди полиненасыщенных жирных кислот обнаружены линолевая, линоленовая и арахидоновая, которые получили название «эссенциальные». Липиды в порошках Билар представлены в основном мононасыщенными (63%), насыщенными (27%) и полиненасыщенными (10%) жирными кислотами от общей суммы. Полученные данные дают основание считать, что процентные соотношения мононасыщенных, насыщенных и полиненасыщенных жирных кислот практически соответствуют формуле сбалансированного питания (60-30-10%).

При исследовании минеральной ценности порошков  установлено содержание макро- и микроэлементов, наибольшее количество которых обнаружено в порошке Билар-1 и превышает их количественное содержание в маточном молочке, биологическая ценность которого уже доказана.

Результаты исследований микробиологических показателей порошков Билар в сравнении с маточным молочком показали, что порошкообразные биларпродукты не токсичны, не патогенны. Так, общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов составило 2,5·104 ед. в одном грамме, что не превышает установленных норм. Не обнаружены бактерии группы кишечной палочки, патогенные микроорганизмы, дрожжи и грибы, поэтому их можно использовать для питания.

Порошки Билар хранятся без изменения качества 6 месяцев при температуре от 20 до 25С в герметической упаковке в защищенном от прямого солнечного света месте. Изучено изменение качественных показателей в процессе хранения порошка 11 месяцев в герметической стеклянной упаковке при комнатной температуре от 20 до 25С с различными консервантами.

Установлено, что нативный порошкообразный биларпродукт из трутневых личинок хранится без изменения качества 3 месяца (рис.12).

Рис. 12. Хранение порошка Билар при температуре 20-25С с добавлением  апидобавки из прополиса (3), цветочной пыльцы (5), -токоферола (4), аскорбиновой  кислоты с кверцетином (2) в сравнении с нативным порошком (1)

Рассмотрена возможность увеличения сроков его хранения с добавлением консервантов: апидобавки из прополиса, цветочной пыльцы (0,06% на с.в.) в сравнении с -токоферолом в эквивалентной дозе, а также с аскорбиновой кислотой срок хранения порошка до 6 месяцев, то есть в 2 раза. Так, через 6 месяцев хранения порошка с апидобавкой из прополиса массовая доля перекисей и гидроперекисей увеличилось на 14,2%, свободных жирных кислот на 13,5%, органических кислот на 11%, что достоверно меньше, нежели в контрольном нативном порошке. Аналогичный эффект наблюдался при добавлении смеси аскорбиновой кислоты и кверцетина.

Полученные результаты исследований использованы при разработке и утверждении технической документации на порошки из открытого пчелиного расплода Билар (ТУУ 00729557.001 – 2001 на уровне МОЗ Украины) и технологической инструкции на процесс производства порошков Билар.

3.4 Влияние порошкообразного БИЛАРпродукта из трутневых личинок на иммунную системУ млекопитающих

В лаборатории Харьковского национального фармацевтического университета получены результаты совместных исследований по влиянию порошка Билар из трутневых личинок на иммунную систему млекопитающих.

Тест проведен на белых мышах обоего пола массой 17-23 г. Установлено, что порошок Билар оказывает стимулирующее действие на функциональную активность Т-лимфоцитов, усиливая продукцию сенсибилизированными лимфоцитами медиаторов, сопровождающих клеточные реакции замедленного типа. Действие порошка Билар на гуморальное звено иммунитета изучали по числу антителообразующих клеток селезенки мышей и титру антител сыворотки (табл.6).

Таблица 6 - Влияние порошкообразного биларпродукта на количество  антителообразующих клеток (АОК) селезенки мышей

Препараты

Доза, мг/кг

Условия опыта

n, шт

АОК

Контроль

-

-

9

7600±1952

Билар

50

Внутрижелудочно

8

14660±4007

Билар

100

Внутрижелудочно

10

18528±3753*

* Отклонение статистически достоверно по отношению к контролю,  Р0,05

В результате эксперимента установлен достаточно выраженный иммуностимулирующий эффект и стимулирующее действие на Т-клеточные реакции иммунитета и выработку антителопродуцентов селезенки при введении порошка Билар в дозе 100 мг/кг. Стимулирующее действие может быть связано с многообразием соединений, являющихся составными компонентами препарата, что обуславливает действие порошка на иммунную систему.

Установленные свойства порошка могут быть использованы для повышения иммунной защиты организма как профилактически, так и в комплексном лечении различных хронических заболеваний, в патогенезе которых имеет место снижение функции клеточного и гуморального звена иммунной системы.

Изучение острой токсичности проводили на белых крысах линии Вистар  массой 160-200 г (табл.7).

Таблица 7 – Изучение острой токсичности порошкообразного биларпродукта

№ п/п

Доза,

мг/кг

Путь введения

Животных в группе

Выживших животных

Погибших животных

1

10

Перорально

6

6

0

2

12500

Перорально

6

4

2

3

15000

Перорально

6

3

3

4

2000

Внутрибрюшинно

6

6

0

5

25000

Внутрибрюшинно

6

5

1

6

5000

Внутрибрюшинно

6

3

3

Во время проведения исследований за первые сутки при внутрибрюшинном введении в дозе 5000 мг/кг погибли 3 крысы, в дозе 2500 мг/кг – 1, при пероральном введении в дозе 15000 мг/кг – 3 животных и 2 в дозе 12500 мг/кг. После введения препарата в больших дозах у некоторых животных наблюдались незначительные признаки интоксикации, которые проявлялись в заторможенности, нарушении координации движения, кратковременного отказа от еды, притуплении рефлексов, патологических выделений не наблюдалось. Однако уже на второй день эксперимента все признаки интоксикации у животных пропадали. Доза LD50 порошкообразного биларпродукта при пероральном введении составляет около 15000 мг/кг, а при внутрибрюшинном – около 5000 мг/кг.

Антимикробную активность изучали на плотной питательной среде культуры штамма «Академия». Проведенные исследования антимикробной активности показали, что исследуемые образцы проявляют регистрируемую туберкулоцидную активность на референс-штамм «Академия».

По результатам полученных исследований антимикробной активности препаратов Билар на микобактерии туберкулеза предложена технология производства протитуберкулезного средства из трутневых личинок в виде порошка (положительное решение о выдачи патента по заявкам № 20040503584).

3.5 Формирование потребительских свойств 

хлебобулочных, кондитерских и медовых изделий 

на основе порошкообразного БИЛАРпродукта

Разработаны рецептуры и технологии производства новых изделий – хлеба «Билар-апи», апидраже «Пчёлка», апимёда «Билар» и апимёда «Билар» с прополисом, дана их оценка качества, что позволяет расширить ассортимент, повысить пищевую ценность, улучшить органолептические, физико-химические показатели готовой продукции. При разработке рецептур и подборе химического состава новых изделий руководствовались рекомендациями института питания АМН России о питании лиц, проживающих в зонах с повышенной радиацией.

Хлеб «Билар-апи» производили по традиционной технологии производства хлебобулочных изделий опарным способом с использованием щадящих технологических режимов производства. Рецептура производства хлеба «Билар-апи» отличается применением апипродуктов. Порошок Билар вводили в количестве 2%, цветочную пыльцу – 3% от общего количества муки. Цветочную пыльцу рекомендуется предварительно измельчить или растворить в небольшом количестве воды непосредственно перед замесом теста. Билар применяли в виде порошка без дополнительной обработки. Дозы подобраны исходя из органолептической оценки конечного продукта и экономической целесообразности.

Изделия с апидобавками характеризуются высокими органолептическими показателями: мякиш приобретает равномерную тонкостенную пористую структуру без пустот и имеет светло-желтый цвет, своеобразный смолисто-цветочный аромат и цветочный запах. Желтоватый цвет и цветочный аромат  придает хлебу «Билар-апи» цветочная пыльца, которая содержит натуральные красящие пигменты, фенольные соединения, каротины. Биологическая ценность нового хлеба «Билар-апи» увеличилась при неизменной влажности 44,0%, кислотности 3,9 и содержании жиров и углеводов, содержание белка составило 11,5%, хлеб обогащен витаминами. На новый хлеб «Билар-апи» разработана техническая документация.

Разработаны рецептуры и технологии производства кондитерских изделий – апидраже. В качестве сырья при получении апидраже использовали сахар, патоку, орехи, мед, жиры, пищевые кислоты, красители, эссенции, растительные масла и др. От традиционных технологий производства апидраже отличается использованием апипродуктов. Цветочную пыльцу и мед вводили в рецептуры в количестве 4,5-5%, Билар – 0,1%, апидобавку из прополиса – 0,06% на с.в. по аналогии применения натуральных консервантов.

По органолептическим показателям апидраже «Пчёлка» обладает приятным вкусом и своеобразным смолисто-медовым ароматом с блестящей поверхностью, округлой или овальной формы. Влажность апидраже колеблется от 2,5-6,5%. Исследования содержания БАВ в апидраже показало, что массовая доля -каротина составила 1,1-1,5 мг в 100 г, они отличаются высоким содержанием аскорбиновой кислоты (315-321 мг в 100 г), фенольных соединений типа хлорогеновой кислоты – 843-898 мг в 100 г, флавоноловых гликозидов – 215-221 мг в 100 г, свободных катехинов – 104-112 мг в 100 г, дубильных веществ – 348-375 мг в 100 г.

Апимёд «Билар» представляет собою смесь натурального пчелиного меда с порошком «Билар» (100:1), апимёд «Билар» с прополисом – это смесь тех же компонентов с добавлением апидобавки из прополиса в виде водно-спиртового экстракта (100:1:2).

По органолептическим показателям апимёд «Билар» и апимёд «Билар» с прополисом обладают сладким вкусом со своеобразным цветочным ароматом и своеобразным смолисто-цветочный ароматом, свойственным прополису. Добавление апидобавок в мёд натуральный позволило обогатить его БАВ и направлено сформировать качество: массовая доля витамина С составила 12,2-12,5 мг в 100 г, фенольных соединений типа хлорогеновой кислоты 185-198 мг в 100 г, фланоловых гликозидов – 42,0-50,0 мг в 100 г, свободных катехинов – 10,0-12,0 мг в 100 г, дубильных веществ – 380-420 мг в 100 г.

3.6 Экономическая эффективность

Экономический эффект от производства 1 кг трутневых личинок на одну пчелиную семью составил 26 медовых единиц, от производства 10 кг порошка Билар – 27700 рублей, 100 л – апидобавки из прополиса – 14456 рублей, 100 л апимёда «Билар» – 9820 рублей (в ценах на  1.09.2008 г.).

ВЫВОДЫ

  1. Научно обоснована и разработана технология производства новых нетрадиционных продуктов пчеловодства личиночного происхождения из трутневых, маточных и личинок рабочих пчел, что повышает рентабельность отрасли.
  2. Установлено, что оптимальный период производства биларпродуктов длится с конца мая до конца июня, используя личинки рабочих пчел и трутневые личинки в возрасте 9-10 и 7-11суток соответственно, маточные – 3 суток от яйца.  Механический отбор в 1,8 раз ускоряет процесс отбора личинок в производственных условиях.
  3. Перспективным сырьем для производства биларпродуктов являются трутнёвые личинки, которых получают до 3000 г от одной пчелиной семьи, личинок маточных и рабочих пчёл в меньшем количестве (50 и 500 г соответственно), что значительно затрудняет их использование в промышленном производстве.
  4. Все личинки открытого пчелиного расплода имеют сходный химический состав, близкий к пчелиному маточному молочку. Они характеризуются высоким содержанием деценовых кислот (2,8-3,5%), сульфгидрильных групп (190,8-292,1 мг/%), полноценного белка (8,3-13,8%), что обусловливает их использование как высококачественного сырья для производства биларпродуктов.
  5. Высокая питательность и влажность снижают срок хранения личинок до одних суток. Для его продления используем апидобавку из прополиса, сухие вещества которой представлены на 70% низкомолекулярными фенольными соединениями (2100-3620 мг в 100 мл), ароматическими ненасыщенными веществами изопреновой природы (450,2-511,4 мл тиосульфата Na), которые отличаются высоким содержанием флавоноловых гликозидов, катехинов, каротиноидов, хлорофилла а и в.
  6. Установлена прямая тесная зависимость антибактериальной и фунгицидной  активности экстракта прополиса от содержания в нём низкомолекулярных фенольных соединений и ароматических веществ. Апидобавка из прополиса существенно угнетает бактерии Escherichia coli, Bacillus mesentericus и плесневые грибы Fusarium Sp., Alternaria tenuіs, B. сinerea.
  7. Установлена высокая антиоксидантная активность апидобавки из прополиса, которая в 4-5 раз выше классического антиоксиданта – -токоферола в эквивалентной дозе. Существует прямая тесная зависимость между антиоксидант­ной активностью апидобавки и содержанием в ней низкомолекулярных фенольных соединений, ароматических веществ и каротина.
  8. Научно обоснована и разработана технология производства пасто- и порошкообразных биларпродуктов и новый способ их хранения, позволяющие продлить срок использования. Добавление апидобавки из прополиса в количестве 0,06% на сухое вещество при производстве и хранении пасты и порошка существенно тормозит развитие микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности, что позволяет увеличить срок хранения пасты при комнатной температуре в 3-4 раза, при температуре минус 2С – в 2 раза, а порошка – до 6 месяцев без изменения качества.
  9. Рекомендованы технологические режимы получения паст из всех видов личинок и производство порошкообразных биларпродуктов Билар с использованием сублимационного вакуумного высушивания. Сублимационное вакуумное высушивание пасты обеспечивает высокую сохраняемость биологически активных компонентов (-каротин, -токоферол), биополимеров и биологической активности на 98,8-99,5% порошка из трутневых личинок.
  10. Предложен экспресс-метод определения биологической активности биларпродуктов на живых биотест-системах инфузорий (Paramecium caudatum) по генеративной активности – приросту молодых форм инфузорий за 1,5 часа инкубации (она должна быть не менее 65%). Этот метод включен в технические условия (ТУУ 00729557.001 – 2001) и используется в практике для определения биологической активности – основного качественного показателя биларпродуктов.
  11. Установлена безопасность, высокая пищевая и биологическая ценность порошкообразного биларпродукта из трутневых личинок, содержащего значительное количество физиологически функциональных ингредиентов: белковых веществ, незаменимых аминокислот, эссенциальных жирных кислот, витаминов и микроэлементов. Он содержит деценовые кислоты (7,9%), белок (50-51%), который включает все незаменимые аминокислоты, а по лизину, триптофану и гистидину превышает уровень идеального белка по шкале ФАО/ВОЗ  почти в два раза, а также витамины. Новые биларпродукты позволяют расширить ассортимент продуктов для функционального питания.
  12. Установлено положительное влияние биларпродуктов с добавлением прополиса на иммунную систему млекопитающих, которое заключается в стимулирующем действие на Т-клеточные реакции иммунитета, выработку антителопродуцентов селезёнки и туберкулоцидную активность на референс-штамм «Академия». По результатам исследований антимикробной активности препарата Билар на микобактерии туберкулеза получено положительное решение о выдачи патента по заявкам № 20040503584.
  13. Разработаны рецептуры и технологии новых хлебобулочных, кондитерских и медовых изделий с высоким содержанием БАВ. Эффективность применения апипродуктов подтверждена результатами медико-биологических исследований.
  14. Разработана и утверждена нормативная документация на биларпродукты – порошок Билар (ТУУ 01.2-00729557-001-2001) на уровне МОЗ Украины и проведена апробация в промышленных условиях. Экономический эффект от производства 1 кг трутневых личинок на одну пчелиную семью составил 26 медовых единиц,  при производстве 10 кг порошка Билар составил 27700 рублей, от производства  100 л апидобавки из прополиса – 14456 рублей, от производства 100 л апимёда «Билар» – 9820 рублей (в ценах на  1.09.2008 г.).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

  • Специализированным пчелохозяйствам и пасекам комплексного производственного направления рекомендуем технологию производства новых продуктов пчеловодства – биларпродуктов.
  • Для получения биларпродуктов использовать трутневые личинки, из которых производить пасту и  порошок, а в качестве консерванта применять апидобавку из прополиса в форме экстракта.
  • Пищевым производствам предлагаем биларпродукты как белоксодержащие вещества, получаемые из натурального сырья, с иммуномодулирующим действием.
  • Фармацевтическим предприятиям предлагаем использовать порошкообразный биларпродукт Билар-1 для создания препаратов, обладающих противотуберкулёзными свойствами. 
  • Научным организациям, определяющим биологическую активность исследуемых веществ, рекомендуем применять усовершенствованный метод с использованием живых биотест-систем инфузорий (Paramecium caudatum, ТУУ 00729557.001 – 2001).

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК:

  1. Прохода И.А. Биологическая активность трутневого гомогената /Прохода И.А. //Пчеловодство. – 1996. – № 2. – С. 59.
  2. Прохода И.А. Лечебно – профилактическая апидобавка /Павлюк Р.Ю., Черкасова А.И., Прохода И.А. // Пчеловодство. – 2004. – №4. – С.52.
  3. Прохода И.А. Трутневые личинки в косметической промышленности /Прохода И.А. //Пчеловодство. – 2006 . – №1. – С.56-57.
  4. Прохода И.А. Биологическая и пищевая ценность порошков Билар /А.И.Черкасова, И.А. Прохода, С.К.Мельникова //Пчеловодство. – 2005. – №2. – С.50-51.
  5. Прохода И.А. Трутневые личинки – ценный белковый продукт /Прохода И.А. //Пчеловодство. – 2006. – №10. – С.50-51.
  6. Прохода И.А. Апиларвепродукты для функционального питания /Прохода И.А. //Пчеловодство. – 2009. – №7. – С.51-52.
  7. Прохода И.А. Получение апидобавок из личинок пчел /Прохода И.А. //Пчеловодство. – 2009. – №8. – С.48-49.

Нормативные документы и монографии:

  1. Порошки з відкритого бджолиного розплоду «Билар». Технічні умови: ТУУ 01.2 – 00729557.001 – 2001.
  2. Прохода И.А. Новые биологически активные апидобавки: Монография /Р.Ю. Павлюк, А.И. Черевко, В.В. Яницкий, И.А Прохода, А.И. Черкасова – Харьков. – 2003. – 134 с.

Статьи в журналах, сборниках научных трудов и материалах конференций:

  1. Прохода И.А. Малоизвестный продукт пчеловодства – гомогенат трутневых личинок и контроль его качества /Прохода И.А. //Апитерапия сегодня: материалы 5 науч.- практич. конф. по апитерапии. – Рыбное, 1997. – С. 183-185.
  2. Прохода И.А. Гомогенат трутневых личинок (ГТЛ – новый продукт пчеловодства для изготовления апипрепаратов /Черкасова А.И., Гречка Г.Н., Прохода И.А. //Досягнення сучасної фармації та перспективи її розвитку у новому тисячолітті: мат. V Нац. з’ізду фармацевтів України. – Харків: Вид-во Укр.ФА. – 1999. – С. 269-270.
  3. Прохода И.А. Влияние внешних факторов на биологическую активность гомогената трутневых личинок  /Прохода И.А. //Пчеловодство – ХХІ век: мат. сб. международ. конф.– М.: 2000. – С.150.
  4. Прохода І.О. Нові біологично активні добавки із нетрадиційних продуктів бджільництва і кондитерські вироби імуномодулюючої дії на їх основі /Павлюк Р.Ю., Прохода І.О., Черкасова А.І. //Наукові праці Укр. держ. унів. харчов. технол. № 10 / спецвипуск Ч.1. – К.: УДУХТ, 2001. – С.43-44.
  5. Прохода І.О. Розроблення технології та оцінка якості нових біологічно активних добавок із нетрадиційних продуктів бджільництва /Павлюк Р.Ю., Прохода І.О., Черкасова А.І., Яницький В.В. //Прогресивні ресурсозберігаючі технол. та їх економ. обгрунтування у підпр. харчування. Економічні проблеми торгівлі: зб. наук. праць у 2-х ч. – Харків. – 2001. – Ч. 1. – С.77-81.
  6. Прохода И.А. Новые биологически активные добавки из нетрадиционных продуктов пчеловодства и кондитерские изделия иммуномодулирующего действия на их основе  /Павлюк Р.Ю., Прохода И.А., Черкасова А.И. //Интермед – 2002: мат. 2 международ. науч.- практич. конф. Москва, 14 сент. 2001 г. – Рыбное, 2001. – С.179-180.
  7. Прохода И.А. Исследования аминокислотного состава ГТЛ – нетрадиционного продукта пчеловодства /Павлюк Р.Ю., Черкасова А.И.,  Прохода И.А., Кучер Н.С. //Золотой улей: материалы 9 Всерос. конф. по апитерапии. – Саратов, 2001. – С.77-79.
  8. Прохода И.А. Билары – продукты личиночного происхождения /Кучер Н.С., Павлюк Р.Ю., Черкасова А.И., Прохода И.А. //Золотой улей: материалы 9 Всерос. конф. по апитерапии. – Саратов, 2001. – С.64 -65.
  9. Прохода І.О. Гомогенат трутневих личинок – новий продукт бджільництва для виготовлення апіпрепаратів /Прохода І.О., Черкасова А.І., Гречка Г.М.//Бджільництво. – К.: 2002. – Вип. 24. – С.101-103.
  10. Прохода И.А. Новые биологически активные добавки (БАД) из трутневых личинок /Павлюк Р.Ю., Черкасова А.И.,  Прохода И.А. //От медоцелительства до научной пчелотерапии 3 тысячелетие: мат. 1 медждународ. науч-практич. конф. «Белорусский мед – 2002.– Минск. – 2002. – С.106-107.
  11. Прохода И.А. Исследование антиоксидантной активности апидобавок их прополиса в сравнении с токоферолом /Павлюк Р.Ю., Черкасова А.И.,  Прохода И.А. //Апітерапія: погляд у майбутне: мат. ІІ з’їзду апітерапевтів України. – Харків: НФАУ «Золоті сторінки». – 2002. – С. 114-117.
  12. Прохода І.О. Нові біологічні добавки із трутневих личинок – альтернатива бджолиному маточному молочку  /Павлюк Р.Ю., Прохода І.О., Черкасова А.І., Яницький В.В. //Вісник науки і техніки. Вип. 6. – Харків: Харківський дім науки і техніці. – 2002. – С.16-21.
  13. Прохода И.А. Новые апидобавки из прополиса для использования при изготовлении пищевых продуктов /Павлюк Р.Ю., Яницький В.В.,  Прохода И.А. //Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових виробництв і торгівлі: матер. міжнар. науково-метод. конф. – Харків. – 2002. – С. 56-68.
  14. Прохода І.О. Розроблення технології біологічно активних добавок из нетрадиційної апісировини /Павлюк Р.Ю., Українець А.І., Яницький В.В., Черкасова А.І., Прохода І.О. //Наук. праці Націон. універ. харчових технологій №13. – К.: НУХТ, 2002. – С.94-96.
  15. Прохода І.О. Створення препаратів природного походження з антимікробними та імуномодулюючими властивостями /Тихонов О.І., Богуцька О.Е., Шпичак О.С., Черкасова А.І., Прохода І.О. //Перспективи створення в Україні лікувальних препаратів різної спрямованості дії”ю: праці Всеукраїн. наук.-практич. семінару.  – Харків. – НФАУ. – 2004. – С 105.
  16. Прохода И.А.Результаты применения продуктов пчеловодства в качестве компонентов иммуномодулирующей терапии у пострадавших от ожогов /Мовчан К.Н., Хижа В.Д., Прохода И.А и др.// Искусственное питание и инфузионная терапия в медицине критических состояний: мат.конфер. – Великий Новгород, 2007. – С.74-75.
  17. Прохода И.А.Об иммуномодулирующем действии гомогената личинок трутней /Мовчан К.Н., Хижа В.Д., Прохода И.А и др.// Искусственное питание и инфузионная терапия в медицине критических состояний: материалы  конференции – Великий Новгород, 2007. – С.87-88.
  18. Прохода И.А. Применение продуктов апитехнологии для повышения иммунитета населения в условиях радиационного загрязнения /Прохода И.А. //Фундаментальные и прикладные аспекты современной биотехнологии: материалы международной конференции молодых ученых. – Брянск,  2008. – С.71-75.
  19. Прохода И.А.Товароведная характеристика новых апидобавок из продуктов пчеловодства и ее использование в продуктах иммуномодулирующего действия /Прохода И.А. //Научный журнал «Вестник». – Брянск. – 2009. – №4. – С. 64-67.
  20. Прохода И.А.Товароведная характеристика новых апидобавок из продуктов пчеловодства /Прохода И.А. //Товароведение, експертиза и технология продовольственных товаров. мат.11 межвед. научно-практич. конф с международным присутствием. – М. – 2009. – С. 270-274.
  21. Прохода И.А. Использование нетрадиционных продуктов пчеловодства для направленного придания иммуномодулирующих свойств пищевым продуктам /Прохода И.А. //«Апиславия». Материалы 17 междунар. конгресса «Апиславия». – Киев. – 2009. – С. 39-44.





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.