CC BY
1
DOI: 10.48612/sbornik-2024-1-90 УДК 638.178
ХИТИНОВЫЕ ПОКРОВЫ ПЧЁЛ - ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОДУКТ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДМОРА И ЕГО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Митрофанов Дмитрий Викторович1, канд. с.-х. наук
Будникова Наталья Валентиновна1, канд. с.-х. наук
Колчаева Ирина Николаевна1
Мокшин Виктор Викторович2, директор
1ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства», г. Рыбное, Российская Федерация
2ООО «Квалиген», г. Новосибирск, Российская Федерация
Природоподобные технологии и методы зелёной химии способны уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду. Одной из таких технологий является безреагентная плазменная экстракция. Она позволяет без затрат реактивов фракционировать сырьё различного происхождения, в том числе подмор медоносных пчёл, с безотходным получением двух продуктов - хитиновых покровов пчёл и жидкого экстракта подмора. Эти продукты содержат в себе биологически активные вещества подмора пчёл.
Ключевые слова: безреагентная плазменная экстракция; хитиновые покровы пчёл; показатели качества; зелёная химия
CHITIN INTEGUMENTS OF BEES - INNOVATIVE PRODUCT OF PROCESSING OF DEAD BEES AND THEIR PHISICO-CHEMICAL CHARACTERISTICS
Mitrofanov Dmitriy Viktorovich1, Ph. D. Agr. Sci. Budnikova Natalya Valentinovna1, Ph. D. Agr. Sci. Kolchaeva Irina Nikolaevna1 Mokshin Viktor Viktorovich2, director
1Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Beekeeping Research Centre",
Rybnoye, Russian Federation
2LLC "Qualigen", Novosibirsk, Russian Federation
Nature-like technologies and green chemistry methods can reduce the anthropogenic load on the environment. One such technology is reagent-free plasma extraction. It allows fractionating raw materials of various origins, including dead honey bees, without the cost of reagents, with the waste-free production of two products - chitin integuments of bees and liquid extract of dead bees. These products contain biologically active substances from dead bees.
Key words: reagent-free plasma extraction; chitin integument of bees; quality indicators; green chemistry
С интенсивным развитием сельского хозяйства и промышленности связано увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду [2]. Природоподобные технологии и методы зелёной химии позволяют уменьшать эту нагрузку благодаря более полному и экономному использованию ресурсов в производственных процессах и получению вместо отходов ряд полезных побочных продуктов [6]. В последние годы намечается тенденция к внедрению безотходного производства в различных отраслях народного хозяйства [7]. Это
актуально как для крупнотоннажного производства промышленных продуктов, так и для малых производств и лабораторий.
Проведены сравнительные исследования методов получения хитозана из подмора. Сравнивались 3 метода: с использованием подмора низкой степени высушивания, высокой степени высушивания и высокой степени высушивания без разделения стадий депро-теинизации и деацетилирования. Выход хи-тозана при первом методе составляет 6-8 %, при втором - 13-15 %, и достигает 21-24 %
при использовании третьего метода. Получение хитозана из подмора дешевле, чем из ракообразных, грибов и насекомых [1].
Хитозан и меланин проявляют синергизм в отношении биологических эффектов друг друга [8]. Изучена сорбционная активность ХМК из пчёл в отношении урана-233 и стронция-90. Установлено, что при обработке осветляющими агентами (перекись водорода и смесь перекиси водорода и соляной кислоты) снижала адсорбционную способность продукта, что связано с разрушением мела-ниновой составляющей[3]. Показано, что ХМК из пчёл обладает большей сорбционной способностью в отношении урана-233 и строн-ция-90 в сравнении с хитин и хитозансодер-жащими сорбентами, полученными из грибов и морских ракообразных. В целом, чем более жесткими были условия выделения продукта, тем меньше его сорбционная способность [4].
Метод безреагентной плазменной экстракции является инновационным отечественным способом получения различных биологически активных продуктов из природного сырья для нужд сельского хозяйства, медицины и ветеринарии, оздоровления человека.
Методика исследований. Фракционирование подмора для получения экстракта и хитиновые покровы пчёл (ХПП) производилась сотрудниками и на производственных мощностях ООО «Квалиген», с использованием инновационной установки безреагентной плазменной экстракции, не имеющей аналогов в мире. Для получения ХПП водную суспензию (1 часть подмора на 30 частей воды) предварительно высушенного и измельчённого подмора медоносных пчёл подвергали импульсным высоковольтным разрядам и кавитации, в результате чего сырьё претерпевает физико-химические превращения, в результате которых разделяется на две фракции - водорастворимую (экстракт подмора) и нерастворимую. После разделения фракций путём фильтрования влажный ХПП промывали дистиллированной водой до отсутствия окрашивания и запаха промывных вод. Промывные воды не содержат вредных веществ и утилизируются в канализацию. Полученный очищенный ХПП высушивается до воздушно-
сухого состояния. ХПП является промежуточным по степени переработки продуктом между подмором и ХМК. Это важно с той позиции, что ХПП не обладает неприятной органолептикой подмора и имеет меньшую микробиологическую обсеменённость, сохраняя в то же время полезные качества хитина и меланина. Значительно больший выход и уменьшение затрат ресурсов на производство ХПП делают его перспективным заменителем ХМК во многих областях применения.
ХМК производился в ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства» по методу, разработанному Н. В. Погарской, Н. Н. Францевой, М. А. Черни-цовой (2013). Метод заключается в обработке водной суспензии измельчённого подмора при нагревании растворами гидроокиси натрия для депротеинизации и дезацетили-рования [5]. Получение сырья и химико-аналитические работы производились силами ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства».
Результаты исследований и их обсуждение. Выход ХМК составляет порядка 6-10 % от массы сырья, тогда как выход ХПП составил 68 % от массы сырья. Это обусловлено тем, что сырьё не подвергается агрессивному воздействию высокой температуры и крепких растворов щелочи. При этом ХПП содержит значительное количество липо-фильных веществ, таких как частицы воска, выделяемого пчёлами и остатки жирового тела пчёл. Внешне ХМК и ХПП весьма похожи, их невозможно различить визуально (рис. 1).
Влажность ХПП на 3,61 % выше, чем у ХМК. Показатель окисляемости обоих продуктов составил более 100 секунд, рН ХПП на 0,78 единицы ниже, чем ХМК. Массовая доля сырого протеина в данном случае является условной величиной, которая служит для подсчёта сырого протеина в композиционных формах. Данный показатель ХПП на 20,23 % выше, чем у ХМК. Свободная кислотность ХПП превышает данный показатель ХМК более, чем в два раза - на 10,82 мЭкв,кг, кислотное число ХМК в 5,29 раз выше, чем у ХПП, а йодное число различается незначительно. Массовая доля веществ, экстрагируемых диэтиловым эфиром в ХПП в два раза больше, чем в ХМК (таблица 1).
а б
Рисунок 1 - Подмор пчёл (а) и хитин-хитозан-меланиновый комплекс (б)
Таблица 1 - Физико-химические показатели ХПП в сравнении с ХМК
Показатель ХМК ХПП
Влажность, % lim 7,42±0,376 5,5-8,2 11,027±0,071 10,89-11,13
Окисляемость, с lim Более 100 8-более100 более 100 с
рн lim 7,14±0,096 6,80-7,73 6,362±0,073 6,22-6,46
Массовая доля сырого протеина, % lim 34,52±2,454 26,44-51,7 54,773±0,983 53,47-56,7
Свободная кислотность, мэкв/кг lim 8,29±1,994 1,08-16,34 19,109±1,730 16,83-22,5
Кислотное число мг/г lim 11,31±2,539 4,21-22,92 2,139±0,157 1,83-2,36
Йодное число г/100г lim 16,12±0,781 12,85-20,11 16,806±0,253 16,3-17,11
Массовая доля веществ, экстрагируемых диэтиловым эфиром, % lim 5,98±0,667 4,62-8,65 11,41±1,167 9,49-13,52
Различия в количестве липидов объясняется тем, что в процессе получения ХМК происходит омыление сложных эфиров, относящихся к липидам, тогда как при использовании безреагентной плазменной экстракции омыление не происходит. В результате, ХМК содержит из липидов лишь неомыляемые вещества, а в ХПП липиды более широко представлены.
Выводы. ХПП является продуктом с меньшей степенью переработки, нежели ХМК. Он не обладает отталкивающим вкусом и за-
пахом, присущим подмору медоносных пчёл и имеет меньшую микробиологическую обсе-менённость благодаря технологии производства. С одной стороны, ХПП является более дешёвым продуктом, чем ХМК, однако наблюдается существенная разница между продуктами по таким физико-химическим показателям, как водородный показатель, массовая доля сырого протеина, свободная кислотность, кислотное число, массовая доля веществ, экстрагируемых диэтиловым эфиром. Существенные различия физико-химических
показателей ХМК и ХПП требуют дополнительного изучения.
Список литературы
1. Абрамова М. В. Сравнительный анализ технологий получения хитозана из подмора пчел/ М. В. Абрамова, О. А. Васильченко // Вкник Нащонального Авiацiйного Ушверси-тету. - 2017. - Т. 2. - №. 71. - С. 115-119.
2. Байбеков Р. Ф. Природоподобные технологии основа стабильного развития земледелия //Земледелие. - 2018. - №. 2. - С. 5-8.
3. Бакулин А. В. Получение хитин-меланиновых комплексов из Apis Mellifera и изучение возможности их использования в качестве сорбентов радионуклидов / А. В. Бакулин, И. Е. Велешко, Е. В. Румянцева [и др.] // Доклады РАСХН. - 2011. - № 5. - С. 48-51.
4. Велешко, А. Н. Сорбция радионуклидов хитин- и хитозансодержащими материалами, полученными из разных источников / А. Н. Велешко, И. Е. Велешко, Е.В. Румянцева // Прикладная физика и математика. - 2015. - № 3. - С. 12-18.
5. Погарская Н. В. Получение меланинов из насекомых и возможности их использования при экологически неблагоприятных воздействиях на организм / Н. В. Погарская, Н. Н. Францева, Н. Черницова // Вестник АПК Ставрополья. - Ставрополь. - 2013. - С.107-109
6. Тарасова Н. П. Химия как инструмент снижения рисков, обусловленных воздействием химически опасных объектов на окружающую среду/ Н. Т. Тарасова, Ф. И. Ин-гель, А. С. Макарова // Химическая физика. -2015. - Т. 34. - №. 6. - С. 5-5.
7. Туманов Ю. Н. и др. Комбинированные плазменные, электромагнитные и лазерные технологии в создании безотходных производств нового технологического уклада // Российский химический журнал. - 2017. - Т. 61. - №. 1. - С. 17-36.
8. Khayrova A. Obtaining chitin, chitosan and their melanin complexes from insects / A. Khayrova, S. Lopatin, V. Varlamov // International Journal of Biological Macromolecules. - 2020. -Vol. 167. - P. 1319-1328.
БОГ: 10.48612/зЬогтк-2024-1-91 УДК 616.5-002:615.45
КОНТЕНТ-АНАЛИЗ АССОРТИМЕНТА ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ВЕТЕРИНАРНОГО ПРИМЕНЕНИЯ В ФОРМЕ АЭРОЗОЛЯ
Нечитайло Ольга Геннадьевна, аспирант
Сампиев Абдулмуталип Магаметович, д-р фарм. наук, профессор ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии», г. Краснодар, Российская Федерация
В статье представлены результаты проведенного контент-анализа ассортимента препаратов в аэрозольной упаковке, включенных в государственный реестр лекарственных средств для ветеринарного применения. Выявлен крайне ограниченный ассортимент лекарственных препаратов в форме аэрозоля - лишь 0,56 % от всего арсенала имеющихся на рынке ветеринарных средств. В отличие от зарегистрированных аэрозольных препаратов для медицинского применения, ассортимент ветеринарных аэрозолей представлен препаратами только для наружного применения. В результате контент-анализа установлено, что в ряду этой группы лекарственных форм доля зарубежных средств явно доминирует над отечественными (93 против 7 %). Анализ выявил преобладание антибиотиков в составе аэрозольных препаратов: они в совокупности составляют около 77 % от всей рассматриваемой группы. При этом лидером среди антибиотиков в аэрозольных препаратах является хлортетрациклин. Основным назначением аэрозольных препаратов являются заболевания сельскохозяйственных животных, кошек и собак с раневым процессом. Крайне скудный ассортимент и ограниченность способа применения, несмотря на многие преимущества и достоинства аэрозолей, являются дополнительным обоснованием и стимулом для расширения перечня и разработки новых ветеринарных препа-
