Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Характеристика и биологическая роль полиненасыщенных жирных кислот 14
1.2. Роль полиненасыщенных жирных кислот в процессах воспаления, аллергии и перспективы применения в терапии дерматологических заболеваний 19
1.3. Рекомендуемые нормы потребления полиненасыщенных жирных кислот 22
1.4. Сырьевые источники полиненасыщенных жирных кислот 24
1.5. Сырьевые источники рыбьего жира 29
1.6. Способы получения рыбьего жира 35
1.7. Мягкие желатиновые капсулы - рациональная лекарственная форма рыбьего жира 38
1.8. Способы получения желатиновых капсул рыбьего жира 40
1.9. Перспективные направления фармацевтической профилактики 46
1.10. Побочные эффекты омега-3 полиненасыщенных жирных кислот и взаимодействие с лекарственными препаратами 47
Выводы по главе 1 49
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Материалы исследования 50
2.1.1. Материалы, использованные в работе 51
2.2. Методы исследования
2.2.1. Методы определения физико-химических показателей рыбьего жира 53
2.2.2. Качественный и количественный анализ рыбьего жира 54
2.2.3. Методы исследования стабильности рыбьего жира 58
2.2.4. Химико-токсикологические методы исследования рыбьего жира 60
2.2.5. Методы исследования мягких желатиновых капсул 61
2.2.6. Методы изучения фармакологической активности 62
2.2.7. Методы маркетингового анализа 65
2.2.8. Статистическая обработка результатов 66
Выводы по главе 2 66
Глава 3. Анализ рынка лекарственных препаратов и биологически активных добавок, содержащих рыбий жир
3.1. Анализ общей динамики продаж 68
3.2. Анализ по стоимости упаковки 72
3.3. Анализ производителей 73
3.4. Анализ структуры сегмента препаратов, содержащих рыбий жир по содержанию полиненасыщенных жирных кислот 77
3.5. Анализ продаж по торговым наименованиям продукции 78
Выводы по главе 3 80
Глава 4. Получение и исследование осетрового рыбьего жира «Витойл»
4.1. Поиск перспективных сырьевых источников омега-3 полиненасыщенных жирных кислот 81
4.2. Разработка технологии получения осетрового жира «Витойл» 95
4.3. Изучение физико-химических показателей осетрового жира «Витойл» 97
4.4. Изучение стабильности осетрового жира «Витойл» в процессе хранения 100
Выводы по главе 4 103
Глава 5. Разработка технологии получения и исследование мягких желатиновых капсул
5.1. Разработка состава мягких желатиновых капсул «Витойл» 104
5.2. Разработка технологии получения осетрового жира «Витойл» в мягких желатиновых капсулах 106
5.4. Изучение основных физико-химических показателей качества мягких желатиновых капсул «Витойл» 115
5.5. Изучение стабильности осетрового жира «Витойл» в мягких желатиновых капсулах в процессе хранения 118
5.6. Исследование специфической фармакологической активности осетрового жира «Витойл» в капсулах 121
Выводы по главе 5 125
Общие выводы 126
Список литературы 128
Перечень документов в качестве приложения 145
- Сырьевые источники рыбьего жира
- Анализ производителей
- Поиск перспективных сырьевых источников омега-3 полиненасыщенных жирных кислот
- Разработка технологии получения осетрового жира «Витойл» в мягких желатиновых капсулах
Введение к работе
Актуальность. Баланс эссенциальных омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в организме человека служит индикатором липидного обмена (Гаммель И.В., 1998; Назаров П.Е., 2009). Многочисленными экспериментальными исследованиями определены механизмы фармакологического действия омега-3 ПНЖК при различных патологических состояниях, характеризующихся нарушением липидного обмена (Гайковская Л.Б., 2010; Васьковский В.Е., 2010).
Основным источником получения омега-3 ПНЖК служит рыбий жир или жиры других гидробионтов. При производстве рыбьего жира обычно используют жир печени или мышечный жир морских промысловых рыб. Известны публикации по применению в качестве сырьевых источников рыбьего жира пресноводных сиговых рыб (Кутузова И.В., 1996). Несомненный интерес вызывает изучение возможности использования для этой цели рыбьего жира пресноводных осетровых, относящихся к жирным рыбам (классификация Кизеветтера И.В., 1973), так как жирнокислотный состав липидов рыб определяется их видовой принадлежностью. Особенности фракционного и жирнокислотного состава липидов амурских осетровых рыб изучены и свидетельствуют о высокой биологической ценности рыбьего жира осетра амурского (Харенко Е.Н., 2004).
Однако современная экологическая ситуация, которая характеризуется высоким уровнем загрязнения, невозможностью токсикологического нормирования и регулирования загрязнения морских и речных водоемов, определяет перспективность исследования возможности получения рыбьего жира из осетровых рыб, искусственно выращиваемых на рыбоводческих хозяйствах. Несомненно, поиск новых экологически безопасных сырьевых источников рыбьего жира, промышленных способов получения осетрового жира в рациональной лекарственной форме приобретает актуальное значение.
Цель и задачи исследования. Цель настоящего исследования - поиск новых сырьевых источников рыбьего жира и разработка промышленной технологии получения осетрового рыбьего жира «Витойл» в рациональной лекарственной форме (мягкие желатиновые капсулы) для лечения аллергических дерматитов.
Реализация поставленной цели достигалась решением следующих задач
провести комплексный маркетинговый анализ российского фармацевтического рынка лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище, содержащих рыбий жир;
осуществить сравнительный анализ фракционного и жирнокислотного состава липидов морских и пресноводных видов рыб, в том числе рыб искусственного разведения в установках замкнутого водоснабжения российских рыбоводных хозяйств;
предложить новый экологически защищенный сырьевой источник рыбьего жира и разработать технологию получения осетрового жира «Витойл» на основе промышленной рыбопереработки осетровых видов рыб;
- изучить физико-химические показатели качества; провести химико-
токсикологический анализ; теоретически обосновать и экспериментально подтвер
дить способ стабилизации и сроки хранения осетрового жира «Витойл»;
- предложить состав, разработать промышленную технологию получения
мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл» при сравнении ротационно-
матричного и капельного методов промышленного капсулирования;
определить физико-химические показатели качества и стабильность осетрового жира «Витойл» в мягких желатиновых капсулах;
исследовать противоаллергическую фармакологическую активность осетрового жира «Витойл» в мягких желатиновых капсулах.
Научная новизна. Впервые на основе маркетингового анализа аптечных продаж проведена комплексная оценка объемов потребления и перспектив развития российского фармацевтического рынка лекарственных препаратов (ЛП) и биологически активных добавок к пище (БАД), содержащих рыбий жир.
Впервые экспериментально обоснована целесообразность использования жира осетровых рыб, выращиваемых в искусственных условиях, как более безопасного сырьевого источника в сравнении с жирами пресноводных и морских рыб природной среды обитания. Проведенные физико-химический и химико-токсикологический анализы жира пресноводных осетровых рыб искусственного разведения позволили предложить новый экологически защищенный сырьевой источник омега-3 и омега-6 ПНЖК - внутренний депонированный жир Осетра русского Acipenser guldenstadti Brandt.
Разработана промышленная технология получения осетрового рыбьего жира «Витойл» из отходов рыбопереработки Осетра русского, искусственно выращиваемого на рыбоводческих хозяйствах Нижегородской области. Предложенный способ стабилизации осетрового жира «Витойл» введением 0,4% d-cc-токоферола обеспечивает его стабильность в течение 24 мес. (хранение при температуре +4+2С).
Предложен состав и разработана промышленная технология получения стабильного осетрового жира «Витойл» в мягких желатиновых капсулах на основании научно-методологического подхода путем изучения возможности использования двух современных промышленных методов капсулирования - капельного и ротаци-онно-матричного.
Экспериментально доказана противоаллергическая фармакологическая активность осетрового рыбьего жира «Витойл» на модели контактного аллергического дерматита у морских свинок.
Практическая значимость и внедрение результатов работы. На основании проведенных исследований разработаны:
-стабильный при хранении осетровый жир «Витойл»;
-технологическая инструкция получения осетрового жира «Витойл» (акт внедрения от 02 ноября 2012 г. ГНУ «Институт биоорганической химии НАН Беларуси»; акт внедрения от 03 декабря 2012 г. ООО «Мулинское рыбоводное хозяйство»);
- ТУ 9281-001-13488538-2012 «БАД к пище ««Витойл»». Осетровый рыбий
жир»;
-стабильные при хранении мягкие желатиновые капсулы осетрового жира «Витойл»;
-технологическая инструкция получения мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл» (акт внедрения от 06 ноября 2012 г. РУП «Белмедпрепараты»; акт внедрения от 24 апреля 2013 г. ООО «Полярис»);
ТУ 9281-002-13488538-2012 «Осетровый рыбий жир «Витойл» в капсулах»;
методические рекомендации по маркетинговым исследованиям ЛП и БАД, содержащих рыбий жир (акт внедрения от 24 апреля 2013 г. ООО «Полярис»).
Осетровый рыбий жир ««Витойл»» в мягких желатиновых капсулах внедрен в лечебный процесс ГБУ «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» (акт внедрения № 046/12 от 04 марта 2013 г. в комплексном восстановительном лечении больных с поверхностными ожогами; акт внедрения 047/12 от 04 марта 2013 г. в комплексном восстановительном лечении больных с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями тазобедренного сустава).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на областной научной конференции «Результаты и перспективы научных исследований в фармации» (Нижний Новгород, 2011 и 2012 гг.); Межрегиональной НПК гастроэнтерологов ПФО «Актуальные проблемы лечебного питания» (Нижний Новгород, 2011 г.); XII международном медицинском форуме «Модернизация здравоохранения — основа повышения качества и доступности медицинской помощи» секция: «Влияние отечественной Фарминдустрии на качество лечебного процесса» (Нижний Новгород, 2011г.); VII международной online научно-практической конференции «Научная дискуссия: вопросы медицины» (Москва, 2012 г.); в III межрегиональной НПК ПФО «Актуальные вопросы питания населения» (Нижний Новгород, 2013 г.); Российской научно-практической конференции «Актуальные вопросы повышения качества последипломной подготовки фармацевтических кадров» (Казань, 2013 г.); III всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы фармацевтической науки и практики» (Владикавказ, 2013 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК.
Личное участие автора. Данные, приведенные в диссертации, получены при непосредственном участии автора на этапах постановки задач и их выполнения, статистической обработки, анализа и интерпретации полученных результатов, написания публикаций. Основная часть экспериментальных исследований выполнена лично автором. Под руководством профессора В.Г. Байкова в лаборатории химии пищевых продуктов ФГБУ НИИ питания РАМН автором были проведены: физико-химический анализ, анализ фракционного и жирнокислотного состава липидов исследуемых образцов рыбьего жира.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтической науки. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом
научно-исследовательских работ ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации по теме: «Поиск новых сырьевых источников ПНЖК и разработка их лекарственных форм» (РК -208.019.02 номер государственной регистрации 01201063249). Положения, выносимые на защиту:
Результаты маркетинговой оценки российского фармацевтического рынка ЛП и БАД, содержащих рыбий жир.
Результаты поиска новых, экологически защищенных сырьевых источников и способов получения рыбьего жира из осетровых видов рыб искусственного разведения на основе промышленной рыбопереработки.
Результаты изучения физико-химических и химико-токсикологических показателей осетрового жира «Витойл».
Результаты исследования стабильности и обоснования способа стабилизации осетрового жира «Витойл».
Результаты исследования по обоснованию состава и промышленной технологии мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл».
Результаты изучения показателей качества и стабильности мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл».
Результаты исследования противоаллергической фармакологической активности осетрового жира «Витойл» и его лекарственной формы - мягких желатиновых капсул.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.01 - технология получения лекарств. Результаты проведенного исследования соответствуют области исследования специальности, конкретно по пунктам 2, 3, 4 паспорта специальности - технология получения лекарств.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы, 21 рисунок. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей описание объектов и методов исследования и обсуждение результатов собственных исследований (3 главы), общих выводов, списка цитируемой литературы, включающего 158 источников, из которых 49 на иностранных языках, 12 документов в Приложении.
Сырьевые источники рыбьего жира
При производстве рыбьего жира обычно используют жир печени или мышечный жир морских рыб: трески, сардины, скумбрии, палтуса, ставриды, менхадены, иваси, анчоуса, морского окуня, тунца, сайры. Источниками зарубежных аналогов с высокоценными рыбными липидами служат и другие промысловые породы: лосось, форель, акула, макрель, угорь [48, 51, 55, 76, 146, 150].
Современная экологическая ситуация, которая характеризуется высоким уровнем загрязнения, невозможностью токсикологического нормирования и регулирования загрязнения морских и речных водоемов, обусловливает актуальность исследования возможности получения рыбьего жира из пород рыб искусственно выращиваемых на рыбоводческих хозяйствах.
Развитие мировой аквакультуры свидетельствует о неуклонном росте удельного веса в общем балансе производства рыбной продукции в целом, и в питании человека в частности [111, 115, 146], в то время, как производство рыбы в России развивается очень слабо. Увеличение производства рыбы традиционными методами, основанными на экстенсивном использовании природных ресурсов, имеет экологические ограничения, поэтому актуальным является широкое использование индустриальных хозяйств, обеспеченных суперинтенсивными технологиями [55, 67, 69, 99, 110, 115, 146]. Инновационное развитие масложировой промышленности России основано на комплексной переработке сельскохозяйственного сырья для получения новых композиционных жировых продуктов для здорового питания, способных восполнить в организме жизненно необходимые пищевые вещества и обладающих профилактическими свойствами. Поэтому разработка конкурентоспособных технологий получения жировых продуктов, обладающих функциональными свойствами за счет содержащихся нативных биологически активных веществ и предназначенных для систематического употребления различными группами населения, имеет особую актуальность [53, 85, 96, 98, 119,129].
На государственном уровне необходимость разработки и внедрения технологий комплексной переработки гидробионтов, обеспечивающих снижение потерь ценных компонентов, а также высокое качество и безопасность продукции, определены в Концепции развития рыбного хозяйства РФ на период до 2020 г. и реализуются в рамках Отраслевой программы «Научно-техническое обеспечение развития рыбного хозяйства России» Правительства Российской Федерации.
Анализ современных производств рыбоводства на базе установок с замкнутым циклом водообеспечения, которые обеспечивают наряду с экономической целесообразностью (прогнозируемая производительность, качество продукта) еще и экологическую защищенность и безопасность продукции, привели нас к необходимости исследования перспективности использования выращенной рыбы для получения рыбьего жира - источника ПНЖК.
Используя данные о развитии в России современных рыбохозяйствен-ных комплексов и современных технологий комплексной рыбопереработки, а также известные результаты о целесообразности использования отходов рыбопереработки (внутренностей сиговых промысловых пресноводных рыб Обского бассейна) для создания препарата с эссенциальными ГШЖК, нами были продолжены исследования других видов рыб как потенциальных сырьевых источников омега-ЗПНЖК.
В настоящее время за счет искусственного воспроизводства обеспечивается более 90 процентов запасов осетровых видов рыб Волго-Каспийского бассейна. Как известно, большинство видов осетровых рыб традиционно являлись объектом массовых заготовок с пищевыми целями [55, 76, 112]. Однако в последние десятилетия, осетровые виды рыб находятся под угрозой исчезновения. Федеральной целевой программой «Повышение эффективности использования и развития ресурсного потенциала рыбохозяйственного комплекса в 2009-2014 годах» поставлена задача пополнении сырьевой базы естественных и искусственных водоемов ценными промысловыми видами водных биологических ресурсов. Поскольку восстановление некоторых видов Осетровых в фауне Нижегородской области невозможно из-за загрязнения рек Волжского бассейна, изменения условий нереста и других экологических причин, для восстановления и сохранения вида необходимо его искусственное разведение.
Примером нового типа производства рыбы, который одновременно позволяет формировать качественно иной тип товарной продукции повышенной экологической защищенности, являются рыбоводные хозяйства замкнутого цикла. Реализация разрабатываемых приемов и методов развития аква-культуры путем применения установок замкнутого водоснабжения позволяет обеспечить повышение эффективности рыбоводства в целом. Возможность получения осетра товарной массы в течение одного года, в свою очередь, позволяет развивать экономически оправданные рыбоперерабатывающие производства данного вида деликатесной продукции вне естественных ареалов осетровых рыб. Перспектива комплексного использования отходов рыбопереработки еще более увеличивает значимость проводимого исследования использования внутреннего жира рыб в качестве сырья для получения биологически активных ПНЖК.
Ниже приведены характеристики четырех основных видов осетровых рыб, которые разводят на рыбоводческих хозяйствах Нижегородской области [28, 39,40].
Осетр русский - Acipenser guldenstadti Brandt
Вид, исчезнувший на территории Нижегородской области (категория 0). Внесен в Красную книгу МСОП (категория EN), списки редких видов Владимирской, Рязанской областей, республик Мордовия и Чувашия.
Встречается в Каспийском, Черном и Азовском морях, откуда входит на нерест в крупные реки. В Нижегородской области еще в 1930-е гг. считался промысловым видом. Последний зарегистрированный случай поимки в нижнем бьефе Горьковского водохранилища относится к 1969 г.
Проходной вид, образующий две биологические расы - яровую и озимую. Яровая входит из моря в реку в апреле, в мае мечет икру; озимая форма входит в августе и мечет икру одновременно с яровой. На теле, как и у всех осетровых, 5 продольных рядов костных жучек: в спинном ряду 10-14, в брюшных 7-12, в боковых - от 24 до 50. Между спинными и боковыми жучками находятся крупные и мелкие звездчатые пластинки. Рот на нижней стороне головы, впереди него находятся небахромчатые усики. Хвост неравно-лопастный, верхняя лопасть больше нижней. Тело сверху синевато-серое, снизу белое. По сравнению с другими осетровыми имеет короткое, тупое и несколько закругленное рыло. Размеры могут достигать 2,5 м, масса до 200 кг. Нерест на каменистых и песчаных участках дна реки. Икра темного цвета, количество икринок - 100-300 тыс. После нереста взрослые осетры скатываются в море. Выклюнувшаяся из икринок молодь задерживается в реке до 1-2 лет, после чего также скатывается в море. Пищу осетра составляют мелкие беспозвоночные, чаще моллюски; крупные особи питаются рыбой [40].
Стерлядь - Acipenser ruthenus L.
Вид внесен в Красную Книгу Нижегородской области. Вид, большей части популяции которого угрожает истребление в связи с ее коммерческой эксплуатацией (категория Ж). Внесен в Красную книгу МСОП (категория VU), в списки редких видов Рязанской, Владимирской областей, республик Мордовия и Чувашия. Популяция р. Суры - категория А (находящаяся под угрозой исчезновения). Популяция р. Суры внесена в Красную книгу РФ.
Встречается в реках бассейнов Каспийского, Черного, Азовского, Балтийского, Белого морей. Второй участок ареала — бассейны Оби и Енисея. В Нижегородской области обитает в Волге, Оке, Ветлуге, Унже, Суре.
До 1967-1968 гг. была многочисленной в Суре. Ежегодный вылов стерляди рыбопромысловыми организациями в 1990-х гг. составлял около 2 т., примерно в пять раз больше изымалось браконьерами. Сурская популяция стерляди за последние три десятилетия практически перестала существовать из-за загрязнения реки промышленными предприятиями Пензенской области и Мордовии. В ближайшие годы состояние популяции на участке Чебоксарского водохранилища может быть в определенной степени стабилизировано за счет проводимого Нижегородской областной инспекцией рыбоохраны выпуска здесь молоди стерляди, завозимой с рыбозавода из Самарской области (в 1998 г. выпущено 50 тыс. сеголетков). Позитивных изменений в состоянии популяции стерляди в р. Суре в условиях существующего ее загрязнения не произойдет. На теле 5 рядов костных жучек: в спинном ряду их 13-16, в боковых - от 57 до 71. Между жучками находятся мелкие гребневидные зернышки. Рот на нижней стороне головы; впереди него находятся бахромчатые усики. Хвост неравнолопастный: верхняя лопасть больше нижней. Спина серовато-бурая или темно-бурая, брюхо желтовато-белое. Окраска и длина рыла варьируют, встречаются более светло или темноокрашенные остроносые и тупоносые особи. Максимальная длина тела до 1,25 м, масса до 10-12 кг. В отличие от других осетровых не является проходной рыбой, живет и размножается в одном и том же водоеме (туводный вид). Икра черного цвета. Самки мечут икру один раз в два года, плодовитость составляет 60 тыс. икринок. Нерестится в конце мая - июне. Питается беспозвоночными, в основном водными личинками насекомых и моллюсками. Максимальная продолжительность жизни 30 лет [39, 40].
Анализ производителей
В ассортименте российских аптек представлены как отечественные, так и импортные препараты сегмента РЖО-3 от 57 производителей, 14 из которых - фармацевтические заводы. При этом российские производители представлены 34 фирмами, что составляет около 60% от всех производителей РЖО-3, в то время как на долю иностранных производителей приходится 40%.
За последние четыре года восемь иностранных компаний стали продвигать препараты рыбьего жира на рынке России. Такие страны, как США, Нидерланды, Норвегия, Япония, Швейцария, представлены сразу несколькими фирмами-производителями препаратов сегмента РЖО-3.
Из данных диаграмм рисунка 3.9 видно, что на долю препаратов сегмента РЖО-3, произведенных в России, приходится 50% от всего объема продаж в стоимостном выражении и 83% в натуральном. Второе место занимают препараты немецких производителей - 25% и 10% соответственно.
В таблице 3.1 продемонстрирован рейтинг производителей препаратов сегмента РЖО-3 с наибольшим объемом аптечных продаж в России за 2012 г. Концентрация продаж препаратов от ТОП-10 производителей высокая и составляет 82,8% в стоимостном выражении и 79,7% в натуральном. Бесспорным лидером рейтинга лидеров в 2009-2012 гг. является компания QUEISSER PHARMA, ежегодно увеличивающая свою долю как по стоимостному, так и по натуральному показателям. Успешным продажам этой компании способствует активная рекламная кампания, а также вывод на рынок новых ТН продуктов. Вторым участником «десятки» стал российский производитель «ДЕЛЬ РИОС», продемонстрировавший соответствующие общей динамике изучаемого сегмента темпы роста продаж (37,8% в упаковках; 44,2% в стоимостном выражении).
Компания «Биоконтур» в течение пяти лет остается лидером в рейтинге препаратов сегмента РЖО-3 в аптечных продажах по количеству упаковок (29,9%), при этом за счет более низкой средней стоимости продукции в рейтинге продаж в денежном выражении «Биоконтур» занимает почетное третье место (10,4%). В 2012 году наибольший рост объемов аптечных продаж лидеров сегмента произошел у производителей TEVA (61,9%) и SOLGAR (87%). Российские компании «ЭККО Плюс» и «ВИС» сохранили объемы продаж исследуемого сегмента препаратов и позиции рейтинга, занимая в нем 4-е и 6-е места. ACTA VIS AG и NEWMAN , замыкающие ТОП-10 производителей, в 2012 году снизили объемы продаж на 9,7% и 1,6% соответственно.
Анализируя объемы реализации продукции отечественных фармацевтических фабрик, отметим, что их суммарная доля занимает лишь 5% исследуемого сегмента. Основными производителями являются Тульская, Тверекая, Кировская фабрики и «Галенофарм» (рис. 3.9). За 2009-2012 годы значительных изменений потребления их продукции не происходит, что наглядно демонстрирует необходимость использования импортозамещающих технологий производства современных лекарственных форм для насыщения рынка продукцией отечественных заводов-изготовителей в изучаемом сегменте.
Поиск перспективных сырьевых источников омега-3 полиненасыщенных жирных кислот
Баланс эссенциальных омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот в организме человека является индикатором в липидном обмене [12, 23]. Многочисленными экспериментальными исследованиями определены механизмы фармакологического действия омега-3 ПНЖК при различных патологических состояниях, характеризующихся нарушением липидного обмена [14, 23, 33, 55]. Основным источником получения омега-3 ПНЖК служит рыбий жир или жиры других гидробионтов [41, 46, 105, 122, 146, 152]. Анализ потребления лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище, содержащих рыбий жир, указывает на динамичный рост этого сегмента аптечных продаж при демонстрации потери конкурентоспособности отечественного производителя перед зарубежным [20, 26]. Последнее свидетельствует об актуальности исследований по поиску новых источников рыбьего жира и разработке отечественных импортозамещающих технологий их получения. При производстве рыбьего жира обычно используют жир печени или мышечный жир морских промысловых рыб. Известны публикации по применению в качестве сырьевых источников рыбьего жира пресноводных сиговых рыб [51, 68, 69]. Несомненный интерес вызывает изучение возможности использования для этой цели рыбьего жира пресноводных осетровых, которых согласно классификации И.В. Кизеветтера (1973) и И.П. Лева-нидова (1968) относят к жирным рыбам. Особенности фракционного и жир-нокислотного состава липидов амурских осетровых рыб приведены в работах Е.Н. Харенко (2004) и свидетельствуют о высокой биологической ценности рыбьего жира осетра амурского. Однако современная экологическая ситуация, которая характеризуется высоким уровнем загрязнения, невозможностью токсикологического нормирования и регулирования загрязнения морских и речных водоемов, привела нас к исследованию возможностей получения рыбьего жира из осетровых рыб, искусственно выращиваемых на рыбоводческих хозяйствах.
В настоящее время искусственное воспроизводство обеспечивает более 90% запасов осетровых видов рыб Волго-Каспийского бассейна, так как последнее десятилетие осетровые находятся под угрозой исчезновения в естественной среде обитания. Федеральной целевой программой «Повышение эффективности использования и развития ресурсного потенциала рыбохозяй-ственного комплекса в 2009-2014 годах» поставлена задача пополнения сырьевой базы естественных и искусственных водоемов ценными промысловыми видами водных биологических ресурсов. Поскольку восстановление вида Осетра русского в фауне Нижегородской области невозможно из-за загрязнения рек Волжского бассейна, изменения условий нереста и других экологических причин, для восстановления и сохранения вида необходимо его искусственное разведение. Примером нового типа производства рыбы, который одновременно позволяет формировать качественно иной тип товарной продукции повышенной экологической защищенности в Нижегородской области, служит предприятие ООО «Мулинское рыбоводное хозяйство». Оно объединяет в одной организационной структуре различные звенья единой производственно-технологической цепи: оплодотворение икры осетровых пород рыб; получение мальков рыбы; выращивание рыбы в установках замкнутого водоснабжения. Возможность получения осетра товарной массы в течение одного года, что, в свою очередь, позволяет развивать экономически оправданные рыбоперерабатывающие производства вне естественных ареалов осетровых рыб. Перспектива комплексного использования отходов рыбопереработки еще более увеличивает значимость проводимого исследования с точки зрения возможности использования жира осетровых рыб в качестве сырья для получения биологически активных омега-3 ПНЖК. Известные публикации (Сытова М.В., 2005) обосновывают технологию комплексной переработки амурских осетровых рыб с использованием молок, печени, сердца и хрящевой ткани. В нашей работе в качестве потенциального сырьевого источника рыбьего жира осетра предложен внутренний депонированный жир. Кроме того, возможность использования в качестве источника оме-га-3 ПНЖК отходов рыбопереработки осетровых пород, выращиваемых в искусственных водоемах, ранее никогда не изучали. Однако, только на рыбоводческом предприятии ООО «Мулинское рыбоводное хозяйство» производственные мощности достигают до 200 тонн осетровых в год. В соответствии с Едиными нормами отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода сырья при производстве пищевой продукции из осетровых рыб [11] норма выхода разделанной рыбы (осетра) находится в пределах 75,2-89,1%, при этом норма отходов (внутренностей) выражается показателем 10,9-24,8%. Потенциально с учетом 20% содержания липидов в тканях внутренностей ежегодно можно получать до 3 тонн натурального рыбьего жира.
Вышеизложенное определило цель нашей работы - получить и исследовать рыбий жир из осетровых рыб, искусственно выращиваемых на рыбоводческих хозяйствах Нижегородской области. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: получить опытные партии осетрового рыбьего жира; изучить фракционный и жирнокислотный состав; определить основные физико-химические показатели качества; провести химико-токсикологический анализ; исследовать кинетические параметры окисления и предложить способ стабилизации рыбьего жира; осуществить контроль качества осетрового жира в процессе хранения и изучить специфическую фармакологическую активность осетрового жира.
Материалом исследования служили четыре вида осетровых рыб, искусственно выращиваемых в рыбоводных хозяйствах на территории Нижегородской области: Осетр русский - Acipenser guldenstadti Brandt, Стерлядь -Acipenser ruthenus L, Сибирский осетр - Acipenser baerii, Бестер - Huso huso X Acipenser ruthenus.
Осетровый рыбий жир получали на ООО «Мулинское рыбоводное хозяйство» из депонированных жировых тканей внутренностей рыб с использованием «щадящей» технологии обработки и извлечения конечного продукта без применения органических растворителей путем вытапливания липидов на водяной бане при температурном режиме не выше +45...50С и пониженном давлении (0,05-0,06 МПа). Рыбий жир разливали через воронки (с безводным сульфатом натрия для удаления следов воды) в предварительно подготовленные сухие флаконы оранжевого стекла вместимостью не более 250 см с полиэтиленовыми прокладками и навинчиваемыми пластмассовыми крышками. Тару заполняли доверху и герметично закупоривали или плотно закрывали крышками. Хранили при низких температурах (+4+2С).
Целесообразность использования внутренностей осетровых рыб, искусственно выращиваемых в рыбоводных хозяйствах в качестве потенциального источника омега-3 ПНЖК, определяли путем предварительного отбора и анализа морфофизиологических показателей, физико-химических свойств и технологических характеристик образцов Осетра русского, Осетра сибирского, Стерляди, Бестера. Результаты исследований приведены в табл. 4.1 и свидетельствуют о перспективности применения в последующих исследованиях в качестве потенциального сырья внутреннего жира Осетра русского и Бестера. Максимальный технологический выход рыбьего жира для последних составил 21,4% и 18,8% от массы внутренностей, соответственно. Физико-химические характеристики рыбьих жиров Осетра русского и Бестера соответствовали таковым, определенным для медицинского рыбьего жира (из печени трески). Существенно более низкие показатели перекисных и альдегидных чисел позволяют нам предположить о большей стабильности в процессе хранения жиров осетровых пород рыб в сравнении с медицинским рыбьим жиром. Не менее значимым является и тот факт, что на долю Осетра русского приходится более 70% от объема рыборазведения в рыбоводческих хозяйствах с использованием установок замкнутого водообеспечения.
Анализ жирнокислотного состава липидов осетровых рыб осуществляли путем превращения жирных кислот триглицеролов в метиловые эфиры и идентификации последних методом газожидкостной хроматографии с использованием расчетного метода «внутренней нормализации» пиков [39, 87, 102]. Примеры получаемыххроматограмм отражены нарис. 2.1. 4.1 и4.2.
Разработка технологии получения осетрового жира «Витойл» в мягких желатиновых капсулах
Отсутствие опыта получения мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл» в заводских масштабах обусловили задачу настоящей работы, которая заключалась в разработке технологии промышленного способа кап-сулирования осетрового жира с использованием двух известных и широко применяющихся для этих целей методов: капельного и прессования, а также в сравнении качества капсул, изготовленных обоими способами.
Экспериментальную часть проводили в условиях РУП «Белмедпрепара-ты» (г. Минск, Республика Беларусь) и ООО «Полярис» (г. Александров). Акты о наработке опытно-промышленных партий осетрового жира «Витойл» в мягких желатиновых капсулах приведены в приложении к диссертационной работе. Промышленное капсулирование рыбьего жира «Витойл» осуществляли на установке МПГ-58 (МГП «Гранула», г. Санкт-Петербург, капельный метод) и на автоматической поточной линии типа SSC-1 фирмы Leiner (Великобритания, ротационно-матричный метод).
С учетом проведенных экспериментальных исследований и полученных рекомендаций специалистов-технологов ОАО «Нижфарм» (Чжен Ф.Х.) и РУП «Белмедпрепараты» (Дунец Л.Н.) были разработаны и утверждены технологические инструкции производства мягких желатиновых капсул осетрового жира « Витойл» капельным методом и способом прессования (приложение 5). В основу технологических инструкций легли разработанные технологические схемы и описание технологического процесса, приведенные ниже нарис. 5.1.
Описание технологического процесса получения мягких желатиновых капсул осетрового рыбьего жира «Витойл» капельным методом на установке Mill -58 (Россия).
ТП1.1. Взвешивание ингредиентов На весах взвешивали «Витойл», желатин, глицерин, нипагин. С помощью мерника отмеряли необходимое количество воды очищенной.
ТП 1.2. Изготовление желатиновой массы Растворение нипагина в глицерине.
В закрытом реакторе, снабженном водяной рубашкой, автоматическим регулятором температур и лопастной мешалкой, глицерин нагревали до +55...60С и при включенной мешалке добавляли нипагин. Раствор перемешивался до полного растворения нипагина в течение 1,5-2 ч.
2.1. Набухание желатина в воде
Желатин помещали в реактор, снабженный водяным кожухом с автоматическим регулятором температур, заливали холодной водой с температурой 15... 18С для набухания в течение 1,5-2 часов.
2.2. Термостатирование желатина в воде
Набухший желатин расплавляли в реакторе при температуре +55...60С при работающей мешалке в течение 1,5-2 часов.
2.3. Введение в раствор желатина в воде глицеринового раствора нипагина В реактор, снабженный водяной рубашкой, автоматическим регулятором температур и лопастной мешалкой, к расплавленному желатину перемешивая добавляли глицериновый раствор нипагина при +55...60С.
2.4. Фильтрование желатиновой массы
Фильтрование осуществлялось через друк-фильтр, затем желатиновая масса охлаждалась до +20.. .22С.
2.5. Определение вязкости желатиновой массы
Вязкость измеряли вискозиметром.
ТП 3.1. Изготовление капсул
Капсулирование на автомате Mill -58 (Mill «Гранула», г. Санкт-Петербург).
Раствор желатиновой массы, разогретой до +65...70С, под давлением сжатого воздуха до 0,2 кг/см2, подаваемого компрессорной установкой, поступал из бака по трубопроводу в капсуляторную головку. Одновременно из второго бака в головку подавался осетровый жир « Витойл». Таким образом, в головке образовывалась составная струя, в центре которой находился «Витойл», а снаружи - желатиновая трубка.
Желатиновая струя, наполненная осетровым жиром «Витойл», выдавливалась из капсуляторнои головки в охлажденное до температуры +3...5С оливковое масло, заполняющее циркуляционную систему капсулятора. Под давлением прерывистого гидравлического импульса масла, создаваемого пульсатором (частота пульсаций 1-6 имп./с; давление пульсации 0,3-1,5 кг/см ), струя пережималась и под давлением сил поверхностного натяжения на границе желатиновая масса «Витойл» с внутренней стороны и желатиновая масса «охлажденное оливковое масло, с другой стороны, формировались наполненные осетровым жиром «Витойл» мягкие желатиновые капсулы сферической формы. Капсулы выносились охлажденным до +10...14 С транспортируемым маслом на перфорированный лоток при производительности по транспортируемому маслу 180 л/мин. Избыточное масло, отделенное на лотке, по трубопроводу поступало в маслосборник для дальнейшего использования в работе.
3.2. Выстойка капсул в холодильном шкафу 24часа при +2... 10 С
Холодильная камера оснащена кондиционером. Помещение оборудовано полками, на которых размещают полные противни с капсулами в процессе капсулирования. Капсулы в противнях отстаивали в течение нескольких часов.
3.3. Промывка капсул
Промывка мягких желатиновых капсул происходила в центрифуге барабанного типа в течение 30 с при скорости вращения 500 об ./мин.
3.4. Сушка капсул Сушка осуществлялась в сушильном шкафу с принудительной вентиляцией при +(17-27) С, влажности 45-60% в течение 24 ч.
