Optimization technology of fat-soluble vitamins production based on alkaline hydrolysis

Evgeny B. Sysuev; Сысуев Евгений Борисович; Eleonora F. Stepanova; Степанова Элеонора Федоровна; Vladislava D. Noskova; Носкова Владислава Дмитриевна

doi:10.19163/2307-9266-2022-10-3-255-266

Совершенствование технологии производства жирорастворимых витаминов на базе щелочного гидролиза

Авторы: Сысуев Е.Б.¹, Степанова Э.Ф.², Носкова В.Д.¹
Учреждения:
1. Федеральное бюджетное учреждение «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Свердловской области» (ФБУ «УРАЛТЕСТ»)
2. Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Выпуск: Том 10, № 3 (2022)
Страницы: 255-266
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/2307-9266/article/view/111728
DOI: https://doi.org/10.19163/2307-9266-2022-10-3-255-266
ID: 111728

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В статье рассматривается вопрос оптимизации технологии производства жирорастворимого витамина D – одного из наиболее востребованных объектов данной группы. Показано, что в целом существует ряд способов получения этой субстанции, хотя в России она пока не производится.

Цель. Выбор оптимальных условий технологического процесса для повышения эффективности трансформации белков с выделением фракции жира, содержащей жирорастворимый витамин D.

Материалы и методы. В качестве основных моделей исследования описаны различные виды рыбы и витамины, содержащиеся в них. Рассмотрены варианты технологических решений: апробирована возможность использования экстракции для получения субстанции витамина D. Были использованы классическая мацерация и мацерация с интенсификацией, применён метод циркуляционной экстракции и метод щелочного гидролиза. Выход целевого продукта определяли методом ВЭЖХ.

Результаты. Подробно рассмотрены методы получения субстанции жирорастворимого витамина D из рыбного сырья. Установлена оптимальная технологическая характеристика высвобождения витамина методом щелочного гидролиза со снижением концентрации гидролизующего щелочного компонента – калия гидроксида до 12,5%, который и обеспечил максимальный выход жировой фракции, содержащей витамин D.

Заключение. Применение полученной субстанции дает возможность разработки отечественных стандартных образцов, применяемых как в фармацевтической сфере, так и в сфере технического регулирования.

Ключевые слова

жирорастворимые витамины, стандартный образец, щелочной гидролиз, мацерация, циркуляционная экстракция, бережливое производство, переработка сырья

Полный текст

Открыть статью на сайте журнала

Об авторах

Евгений Борисович Сысуев

Федеральное бюджетное учреждение «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Свердловской области» (ФБУ «УРАЛТЕСТ»)

Email: bes555@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7648-0088

кандидат фармацевтических наук, начальник отдела оценки соответствия ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Свердловской области» (ФБУ «УРАЛТЕСТ»)

Россия, 620990, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, д. 2а

Элеонора Федоровна Степанова

Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: efstapanova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4082-3330

доктор фармацевтических наук, профессор, профессор кафедры фармацевтической технологии с курсом медицинской биотехнологии ПМФИ – филиала ФГБОУ ВО ВолГМУ Минздрава России

Россия, 3573352, г. Пятигорск, пр-кт Калинина, д. 11

Владислава Дмитриевна Носкова

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.d.noskova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9658-6821

инженер отдела оценки соответствия ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Свердловской области» (ФБУ «УРАЛТЕСТ»)

Россия, 620990, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, д. 2а

Список литературы

Котенева И.В., Ковтун Р.П. Фармакология поливитаминных комплексов в спортивной медицине // Сборник статей XI Международной научно-практической конференции «Научные исследования: от теории к практике». – 2017. – Т. 1, №1. – С. 76–77.
Петров А.Ю., Сысуев Е.Б., Новикова Н. Некоторые особенности применения стандартных образцов в фармации // Роль технического регулирования и стандартизации в эпоху цифровой экономики: сборник статей II Международной научно-практической конференции молодых ученых (Екатеринбург, 21 апреля 2020 г.). – Издательский дом «Ажур»: Екатеринбург, 2020. – С. 21–32.
Медведевских М.Ю., Сергеева А.С. Вопросы обеспечения метрологической прослеживаемости результатов измерений показателей качества пищевых продуктов и продовольственного сырья // Журнал «Измерительная техника». – 2020. – №3. – C. 64–70. doi: 10.32446/0132-4713.2020-3-64-70.
Петров А.Ю., Сысуев Е.Б., Макарова И.С. Перспективы использования государственных стандартных образцов при анализе лекарственных препаратов на примере триазавирина // Медицина, фармация и общественное здоровье: Сборник статей Второго Евразийского конгресса с международным участием, посвященного 85-летию Уральского медицинского университета. – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный медицинский университет». Екатеринбург, 2015. – С. 267–270.
Леонтьев Д.А., Подпружников Ю.В., Воловик Н.В. Роль стандартных образцов в обеспечении качество, лекарственных средств: регуляторные и метрологические аспекты // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2016. – №3. – С. 180–188.
Сопина Н.В. Структурный анализ статей экспорта и импорта сельскохозяйственной продукции в Российской Федерации // Вузовская наука: от теории к практике: Сборник материалов региональной научно-практической конференции (Санкт-Петербург, 14–15 мая 2019 года). – Издательство: Санкт-Петербургский имени В.Б. Бобкова филиал Российской таможенной академии, 2019. – С. 247–252.
Волкова Р.А., Фадейкина О.В., Климов В.И., Саканян Е.И., Олефир Ю.В., Меркулов В.А., Мовсесянц А.А., Бондарев В.П., Борисевич И.В., Шведов Д.В. Актуальные вопросы стандартных образцов в сфере обращения биологических лекарственных средств // Биопрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. – 2016. – Т. 16, №4. – С. 229–236.
Леонтьев Д.А. Система вторичных стандартных образцов в лабораториях контроля качества лекарственных средств // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. – 2016. – №1. – С. 50–55.
Анчутина Е.А. Современные разработки в области стандартных образцов: обзор международных публикаций // Стандартные образцы. – 2014. – №1. – С. 27–41.
Гребенюк А.А., Базарнова Ю.Г. Особенности химического состава и показатели свежести лососевых рыб аквакультуры Норвегии и Карелии // Процессы и аппараты пищевых производств. – 2012. – №2(14). – С. 12.
Андреев Д.П., Козлович А.В. Формирование концепции информационно-аналитической базы стандартных образцов // Ведомости Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. – 2019. – Т. 9, №1. – С. 49–53. doi: 10.30895/1991-2919-2019-9-1-49-53.
Khan M.U., Gautam G., Jan B., Zahiruddin S., Parveen R., Ahmad S. Vitamin D from Vegetable VV Sources: Hope for the Future // Phytomedicine Plus. – 2022. – Vol. 2. – Art. ID: 100248. doi: 10.1016/j.phyplu.2022.100248.
Долматова И. А., Зайцева Т. Н., Рябова В. Ф., Горелик О. В. Биологическая роль витаминов // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. – 2020. – №11 (1). – С. 116–119.
Карлина Е.П., Арсланова Э.Р. Место и роль рыбохозяйственного комплекса в системе обеспечения продовольственной безопасности России // Вестник Астраханского государственного технического университета. – 2019. – №4. – С. 37-48. doi: 10.24143/2073-5537-2019-4-37-48.
Abdollahi M., Wu H., Undeland I. Impact of Processing Technology on Macro- and Micronutrient Profile of Protein-Enriched Products from Fish Backbones // Foods. – 2021. – Vol. 10, No.5. – Art. No.950. doi: 10.3390/foods10050950.
Nakamura K., Nashimoto M., Okuda Y., Ota T., Yamamoto M. Fish as a major source of vitamin D in the Japanese diet // Nutrition. – 2002. – Vol. 18, No.5. – P. 415–416. doi: 10.1016/s0899-9007(02)00751-7.
Трофимова Л.И., Носкова В.Д., Сысуев Е.Б. Современная практика управления складской логистикой // Материалы II Международной научно-практической конференции «Управление цепями поставок в транспортно-логистических системах». – Уральский государственный экономический университет (г. Екатеринбург), 2021 год. – С. 94–99.
Steinsholm S., Oterhals Å., Underhaug J., Aspevik T. Emulsion and Surface-Active Properties of Fish Solubles Based on Direct Extraction and after Hydrolysis of Atlantic Cod and Atlantic Salmon Backbones // Foods. – 2020. – Vol. 10, No.1. – Art. No.38. doi: 10.3390/foods10010038.
Проскура Д.Ю., Паевская Е.В., Капустина Ю.Г. Извлечение и переработка биологически ценного сырья из двустворчатых моллюсков // Научные труды Дальрыбвтуза. – 2013. – №30. – С. 152–160.
Venkatesan J., Lowe B., Manivasagan P., Kang K.H., Chalisserry E.P., Anil S., Kim D.G., Kim S.K. Isolation and Characterization of Nano-Hydroxyapatite from Salmon Fish Bone // Materials (Basel). – 2015. – Vol. 8, No.8. – P. 5426–5439. doi: 10.3390/ma8085253.
Phadke G.G., Rathod N.B., Ozogul F., Elavarasan K., Karthikeyan M., Shin K.H., Kim S.K. Exploiting of Secondary Raw Materials from Fish Processing Industry as a Source of Bioactive Peptide-Rich Protein Hydrolysates // Mar. Drugs. – 2021. – Vol. 19, No.9. – Art. No.480. doi: 10.3390/md19090480.
Байдалинова Л.С. Оценка степени гидролиза белков вторичного рыбного сырья при ферментативной и гидротермической обработке // Вестник науки и образования Северо-Запада России. – 2018. – Т. 4, №2. – С. 101–110.
Sereshti H., Toloutehrani A., Nodeh H.R. Determination of cholecalciferol (vitamin D3) in bovine milk by dispersive micro-solid phase extraction based on the magnetic three-dimensional graphene-sporopollenin sorbent // J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. – 2020. – Vol. 1136. Art. ID: 121907. doi: 10.1016/j.jchromb.2019.121907.
Lapeña D., Vuoristo K.S., Kosa G., Horn S.J., Eijsink V.G.H. Comparative Assessment of Enzymatic Hydrolysis for Valorization of Different Protein-Rich Industrial Byproducts // J. Agric. Food. Chem. – 2018. – Vol. 66, No.37. – P. 9738–9749. doi: 10.1021/acs.jafc.8b02444.
Вострикова Н.Л., Кузнецова О.А., Куликовский А.В. Методические аспекты извлечения липидов из биологических матриц // Теория и практика переработки мяса. – 2018. – Т. 3, №2. – С. 4–21. doi: 10.21323/2414-438X-2018-3-2-4-21.
Лапшакова В.С. Биотехнологическое производство жирорастворимых витаминов А, D, E. Актуальные вопросы фармацевтических и естественных наук: Сборник статей Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием (Иркутск, 17–21 мая 2021). – Изд-во Иркутский государственный медицинский университет, 2021. – С.284-286.
Патент № 2681352 C1 Российская Федерация, МПК A23L 17/00, A23L 33/18, A23L 33/115. Способ получения пищевых добавок из вторичного рыбного сырья с применением гидролиза: № 2018103795: заявл. 31.01.2018: опубл. 06.03.2019 / С.В. Агафонова, Л.С. Байдалинова, В.В. Волков [и др.]; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Биотех».
Грядицкая Л.В. Переваримость питательных веществ и обмен веществ у кроликов при скармливании белмин // В сборнике: Перспективы развития отрасли и предприятий АПК: отечественный и международный опыт. Сборник материалов Международной научно-практической конференции (Нижний Новгород, 19–20 декабря 2019 года). – Издательство: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия», 2020. – С. 80–85.
Scurria A., Lino C., Pitonzo R., Pagliaro M., Avellone G., Ciriminna R. Vitamin D3 in Fish Oil Extracted with Limonene from Anchovy Leftovers // ACS Omega. – 2019. – No.25. – P. 1–5. doi: 10.1016/j.cdc.2019.100311.
Костецкий Э.Я. Состав фосфолипидов и жирных кислот фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина темной камбалы Pleuronectes obscura при термоадаптации // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. – 2018. – Т. 54, №2. – С. 96–104.
Menoyo D., Sanz-Bayón C., Nessa A.H., Esatbeyoglu T., Faizan M., Pallauf K., De Diego N., Wagner A.E., Ipharraguerre I., Stubhaug I., Rimbach G. Atlantic salmon (Salmo salar L.) as a marine functional source of gamma-tocopherol // Mar. Drugs. – 2014. – Vol. 12, No.12. – P.5944-5959. doi: 10.3390/md12125944.
Шульгина Л.В., Давлетшина Т.А., Павловский А.М., Солодова Е.А., Павель К.Г. Состав липидов и жирных кислот в мышечной ткани японской скумбрии Scomber japonicus // Известия ТИНРО. – 2019. – №196. – С. 193–203. doi: 10.26428/1606-9919-2019-196-193-203.
Востоков В.М., Карташев В.Р. Хроматографический контроль биохимической активности жирорастворимых витаминов (A, D, E) в пищевой и кормовой продукции // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2006. – Т. 49, №4. – С. 115–118.
Кульнева Ю.Ю. Оптимизация определения жирораст- воримых витаминов // Биоразнообразие, биоресурсы, вопросы биотехнологии и здоровье населения Северо-Кавказского региона: Материалы VI (63-й) ежегодной научно-практической конференции «Университетская наука – региону» Северо-Кавказского федерального университета. – Издательство Северо-Кавказский федеральный университет, 2018. – С. 383–387.
Дубашинская Н.В., Хишова О.М., Шимко О.М. Характеристика способов получения экстрактов и их стандартизация // Вестник фармации. – 2007. – Т. 2, №36. – С. 70–79.
Патент № 2062295 C1 Российская Федерация, МПК C09F 5/02, C11B 1/10. Способ экстракции жиров и масел из натуральных веществ: № 93056645/13: заявл. 07.10.1993: опубл. 20.06.1996 / Х. Юрген, К. а. Ян, Ф. Хайнц-Рюдигер; заявитель СКВ Тростберг А.Г.
Волков В.В., Гримм Т., Ланге Т., Мезенова О.Я., Хёлинг А. Изучение различных способов гидролиза вторичного сырья тихоокеанских лососевых рыб на примере голов нерки (Oncorhynchus nerka) // Известия КГТУ. – 2017. – №45. – C. 136–147.
Сысуев Е.Б., Петров А.Ю., Тхай В.Д. Разработка стандартных образцов витамина Е и оценка возможности использования различных методов анализа // ХХ Юбилейная международная конференция по науке и технологиям Россия-Корея-СНГ (19–21 октября 2020, г. Москва). – Научно-техническое общество «АНТОК», 2020. – С. 27–41.