СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВ НА ОСНОВЕ ФЕРМЕНТОЛИЗАТА МЕЛКИХ АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКИХ РЫБ
METHOD FOR PRODUCING FEEDS BASED ON ENZYMOLYSATE OF SMALL AZOV-BLACK SEA FISH

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве кормов, предназначенных для сельскохозяйственных птиц и животных, для кошек и собак, а также кормов-концентратов для свиней и крупного рогатого скота.
Известен способ приготовления стартовых кормов для рыб, основанный на получении протеолитического ферментативного белкового гидролизата без отделения непроферментированного белкового остатка, смешивании полученного гидролизата с растительными компонентами, рыбным жиром, витаминно-минеральным премиксом и сушке смеси (см. патент на изобретение «Способ приготовления корма для ранней молоди лососевых рыб», RU 2366265 C1, A23K 1/00, 2006.01, статус: не действует, дата прекращения действия патента №2366265 «10» декабря 2019 года).
Недостатком этого способа является применение в качестве протеолитического агента фермента гепатопанкреаса камчатского краба, который не является продуктом промышленного производства, поэтому производство корма данным способом является проблематичным.
Известен способ приготовления корма для молоди лососевых рыб (см. авторское Свидетельство СССР на изобретение «Способ приготовления корма для молоди лососевых рыб», SU 1788880 A3, А01К 61/00,1990.01, статус: не действует, дата прекращения действия авторского Свидетельства СССР №1788880 «26» декабря 1997 года). Этот способ основан на смешивании компонентов животного и растительного происхождения, жира и поливитаминного премикса с последующим гранулированием кормосмеси, при этом перед введением в кормосмесь белковый компонент животного происхождения подвергают гидролизу.
Недостатком этого способа является то, что в качестве белкового компонента животного происхождения, подвергающегося гидролизу, предлагается использовать рыбную или крилевую муку, что увеличивает стоимость данного корма, а также делает производство зависимым от поставок этого дефицитного продукта. Также в процессе приготовления рыбной муки легкоусвояемые белковые соединения при варке удаляются с подпрессовым бульоном, а продолжительная высокотемпературная обработка вызывает окисление липидов сырья, снижает биологическую ценность кормовой муки, что сказывается на качестве получаемого корма.
Известен способ получения сухой ферментированной кормовой добавки для молоди рыб (см. патент на изобретение «Способ получения сухой ферментированной кормовой добавки для молоди рыб», RU 2732919 C1, A23K 50/80, 2016.01, A23K 10/22,2016.01, A23K 20/189, 2016.01, статус: действует, последнее изменение статуса патента №2732919 датируется «28» сентября 2020 года), который характеризуется тем, что после измельчения некондиционной рыбы различных видов, в частности, минтая, и отходов от ее переработки, проводят ферментный гидролиз. Полученную суспензию разделяют процеживанием на жидкий ферментолизат и плотную костную часть. В жидкую часть при перемешивании вносят 25-30% пшеничных отрубей. Смесь сушат и измельчают.
Недостатком данного способа является усложнение технологического процесса необходимостью разделения ферментолизата на две фракции, при использовании только одной-жидкой; также в патенте не указана возможность получения гранулированного корма, а только измельченного, что связано с высокой влажностью смеси (61,5-67,0%).
Известен способ получения гидролизатов для микробиологических и/или кормовых целей (см. патент на изобретение «Способ получения ферментативных белковых гидролизатов из морских гидробионтов для микробиологических и/или кормовых целей», RU 2215425 С2, A23J 1/04, 2006.01, A23J 3/30, 2006.01, A23J 3/34, 2006.01, статус: не действует, дата прекращения действия патента №2215425 «05» июня 2012 года), который предусматривает переработку гидробионтов и включает одновременное измельчение сырья и гепатопанкреаса-сырца камчатского краба, ферментативный гидролиз, центрифугирование и очищение с использованием полимерного коагулянта в растворе соляной кислоты. После чего суспензию центрифугируют и фильтруют. Прозрачный гидролизат высушивают и получают целевой продукт - белковую основу для микробиологических сред, а оставшийся осадок сушат и используют в качестве белковой основы кормовых смесей.
Недостатком данного способа является необходимость использования полимерного коагулянта (что усложняет технологический процесс), дорогостоящего гепатопанкреаса камчатского краба, а также химического реактива, который является прекурсором (соляная кислота). Необходимость применения соляной кислоты требует повышенного внимания к технике безопасности сотрудников, готовящих растворы, а также использования соответствующего кислотостойкого инвентаря, посуды и оборудования, в т.ч. специализированного/лабораторного (вытяжной шкаф, сейф).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ приготовления корма для молоди осетровых рыб (см. патент на изобретение «Способ приготовления корма для молоди осетровых рыб», RU 2159556 C1, A23K 1/10, 2000.01, статус: не действует, дата прекращения действия патента №2366265 «07» августа 2002 года), в соответствии с которым гидролизат, полученный на основе автопротеолиза измельченной рыбы или под действием протеолитических ферментных препаратов, смешивают с пшеничной мукой, сухим обратом, дрожжами, соевым шротом, подсолнечным маслом, премиксом, а затем высушивают.
Недостатком прототипа является то, что полученный корм имеет узкую область применения, предназначен только для кормления молоди осетровых рыб и предусматривает получение корма только в виде крупки. К тому же измельчение рыбы на волчке с диаметром решетки 10-12 мм приводит к тому, что для обеспечения процесса гидролиза к полученной измельченной рыбе добавляют 30% воды, что в дальнейшем приводит к увеличению энергозатрат на высушивание полученной кормовой смеси, а, следовательно, и к увеличению себестоимости. К увеличению потерь приводит также и удаление костного остатка, который может быть дополнительным источником кальция. Кроме того, предложенный ферментный препарат протосубтилин Г20х не имеет промышленного производства.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является разработка кормов на основе ферментолизата мелких азово-черноморских рыб более широкого спектра применения (предназначенных для сельскохозяйственных птиц, животных, кошек, собак), различного вида и размера (крупка, гранулы) со снижением себестоимости корма за счет использования в качестве сырья малоценных азово-черноморских рыб (шпрот, тюлька, хамса). В качестве ферментного препарата используется протосубтилин Г3х, промышленное производство которого освоено.
Технический результат достигается заявленным способом, который включает в себя измельчение рыбы (шпрот Spratus spratus, тюлька Clupeonella cultriventris, хамса Engraulis encrasicolus) на волчке с диаметром отверстий решетки не более 5 мм, что позволяет получить однородную массу, более доступную для расщепления ферментами. В связи с этим не требуется добавление воды в полученную массу для улучшения контакта фермента с рыбой, что приводит к уменьшению энергозатрат при сушке корма. К тому же полученный ферментолизат используется полностью, без отделения костного остатка, что позволяет обеспечить безотходное производство. При получении ферментолизата не требуется регулирования рН, поскольку фермент протосубтилин Г3х относится к нейтральным протеазам, что соответствует рН рыбного сырья. Кроме того, последовательное введение крахмалосодержащих компонентов в кипящий ферментолизат позволяет сформировать прочные гранулы.
Данный способ получения кормов позволяет расширить область применения корма и обеспечивает содержание белка, аминокислот, жира, клетчатки, основных витаминов и минеральных веществ, отвечающих требованиям стандартов на корма для указанных групп животных (содержание белка в полнорационных кормах для свиней - не менее 12-19%, для сельскохозяйственных птиц - 13,5-23,5%, для кошек и собак - 18-30%, в комбикормах-концентратах для свиней - 14-20%, крупного рогатого скота - 11-19% в зависимости от возраста и назначения животного/птицы). Источником полноценного белка, аминокислот, а также жира являются ферментолизаты мелких азово-черноморских рыб (шпрот, хамса, тюлька), а углеводов - растительные компоненты.
Способ производства кормов на основе ферментолизата мелких азово-черноморских рыб осуществляется следующим образом.
В качестве рыбного сырья используют шпрот или тюльку, или хамсу-сырец (свежую), охлажденную или мороженую. Мороженую рыбу размораживают на воздухе или в чистой проточной или периодически сменяемой воде температурой не выше 15°С. Соотношение массы рыбы и воды должно быть не менее 1:2. Размораживание считают законченным при достижении температуры в толще рыбы от минус 2°С до 0°С. Рыбу-сырец (свежую), охлажденную и рыбу, размороженную на воздухе, промывают в воде температурой не выше 15°С для удаления сбитой чешуи, ила, песка и других загрязнений.
После окончания мойки рыбу выдерживают для стекания воды в течение 5-10 мин. После этого рыбу измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки не более 5 мм.
Для обеспечения лучшей усвояемости корма, снижения затрат энергии на его переваривание и, как следствие, уменьшения расхода таких кормов измельченную рыбу подвергают ферментированию. В качестве ферментного препарата используют протосубтилин Г3х протеолитической активностью 120 ед/г.
Сухой ферментный препарат (протосубтилин Г3х) вносят в количестве 0,5% от массы измельченной рыбы, поступившей на ферментолиз, тщательно перемешивают. Ферментирование осуществляют при естественном рН рыбного сырья и температуре 52±2°С в течение 4 часов при перемешивании рыбной массы.
Для инактивации ферментов рыбный ферментолизат нагревают до температуры 100°С и кипятят в течение 5-15 мин. Данную операцию совмещают с добавлением в ферментолизат измельченных крахмалосодержащих растительных компонентов с целью частичной клейстеризации крахмала.
В качестве крахмалосодержащего сырья используют измельченную пшеницу, муку пшеничную, отруби пшеничные и т.п. Другими компонентами кормов могут быть измельченные горох, овес, ячмень, кукуруза, шрот соевый, подсолнечный, кукурузный, жмых подсолнечный, соевый, дрожжи кормовые, побочные продукты и отходы мукомольно-крупяного производства (дерть, дробленка и т.д.), соль поваренная, моно-, ди-трикальций фосфат, крупка ракушечная.
Гранулирование кормов может осуществляться с помощью промышленного волчка с насадками-матрицами (с диаметром отверстий от 1 до 10 мм) или другого специализированного оборудования. Обламывание спрессованной массы корма (массовая доля воды в ней должна быть не более 35%) на выходе из матрицы осуществляется механическим ножом, закрепленным на валу (или иным способом) и обеспечивающим длину гранул размером не более двух диаметров.
Для производства гранулированных кормов с помощью промышленного волчка с насадкой-матрицей установлено рекомендуемое соотношение компонентов рецептуры кормов (см. табл.).
Сушку корма проводят в сушилках различных конструкций при температуре от 45 до 60°С до достижения массовой доли влаги в корме не более 12,0/13,5/14,0/14,5% (в зависимости от вида животного): не более 12,0-14,5% в кормах для свиней, 14,0-14,5% крупного рогатого скота, 13,0-14,0% для сельскохозяйственных птиц, 14% для кошек и собак. Продолжительность сушки определяется в зависимости от рецептуры, конструкции сушилки, наличия циркуляции воздуха, толщины слоя гранул корма. После остывания гранул крахмал образует гель, который действует как склеивающее вещество, вызывая связывание частиц и формирование прочных гранул.
Температура корма, направляемого на упаковывание, должна быть не выше 30°С.
Рекомендуемые режимы хранения готовых кормов следующие: температура не более 20±2°С, относительная влажность воздуха не более 75%.
Пример 1. В качестве рыбного сырья используют хамсу-сырец (свежую). Рыбу промывают в воде температурой не выше 15°С для удаления сбитой чешуи, песка и других загрязнений.
После окончания мойки рыбу выдерживают для стекания воды в течение 5-10 мин. После этого рыбу измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 5 мм и добавляют сухой ферментный препарат протосубтилин Г3х в количестве 0,5% от массы измельченной рыбы, тщательно перемешивают. Ферментирование осуществляют при естественном рН рыбного сырья и температуре 52±2°С в течение 4 часов при перемешивании рыбной массы.
Для инактивации ферментов рыбный ферментолизат нагревают до температуры 100°С и кипятят в течение 10 мин. Данную операцию совмещают с добавлением муки пшеничной в количестве 10% от массы ферментолизата с целью частичной клейстеризации крахмала (например, 52 кг. ферментолизата хамсы и 5,2 кг. муки). Далее при перемешивании добавляют остальные компоненты смеси (например, отруби пшеничные 10 кг, дрожжи кормовые 10 кг., пшеница измельченная 18,3 кг., трикальцийфосфат кормовой 4,5 кг.).
Гранулируют корма с помощью промышленного волчка с насадкой-матрицей с диаметром отверстий 3 мм. Обламывание гранул на выходе из матрицы осуществляется механическим ножом, закрепленным на валу и обеспечивающим длину гранул размером не более двух диаметров.
Сушку корма проводят в сушилке с принудительной вентиляцией воздуха при температуре 55°С до достижения массовой доли влаги в корме не более 12,0/13,5/14,0/14,5% (в зависимости от вида животного, для которого производится корм). После остывания гранул до температуры не выше 30°С корм упаковывают и хранят при температуре не более 20±2°С и относительной влажности воздуха не более 75%.
Выход корма составляет около 60-70% от массы смеси (ферментолизата рыбы с остальными компонентами) (в зависимости от набора компонентов рецептуры), содержание белка в готовом корме - не менее 11%.
Пример 2. Аналогично примеру 1, но отличающийся тем, что в случае использования в рецептуре корма муки пшеничной в количестве более 10% от массы ферментолизата рекомендуется ингредиенты в кипящий ферментолизат подавать двумя частями:
1 часть - пшеничная мука в количестве не более 10% от массы ферментолизата, чтобы обеспечить равномерное перемешивание массы и клейстеризацию крахмала (перемешивают не менее 1-2 мин). Следует избегать подгорания массы.
2 часть - остальная часть пшеничной муки и другие компоненты согласно рецептуре. Пример 3. Аналогично примеру 1, но отличающийся тем, что при производстве рассыпного корма и крупки полученные гранулы измельчают, а затем просеивают через сито с необходимым размером ячеи.
Пример 4. Аналогично примеру 1, но отличающийся тем, что при производстве корма используют в качестве рыбного сырья сочетание рыб (шпрот, тюльку, хамсу) в любом соотношении.