Способ получения белково-минеральной кормовой добавки
METHOD OF PRODUCING PROTEIN-MINERAL FODDER ADDITIVE

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к технологии приготовления кормов и может быть использовано в комбикормовой промышленности, в животноводстве и рыбоводстве.
Известен способ приготовления белково-минерального кормового продукта, включающий получения рыбной муки путем измельчения рыбокостного сырья с последующим его доведением до содержания сухих веществ - 89,1% [Справочник по кормлению сельскохозяйственных животных / Венедиктов A.M. - М.: Россельхозиздат, 1983. - 303 с., стр.62-63, табл.20], а также соевого обезжиренного шрота и других компонентов, их смешивание [рецепт К - 2,3-9-89, табл.240, стр.244. Справочник «Комбикорма, кормовые добавки и ЗЦМ», под редакцией Крохиной В.А., М.: ВО, Агропромиздат, 1990. - 304 с.].
Недостатками данного способа являются относительно высокая себестоимость получения рыбной муки и обезжиренного соевого шрота, обусловленная необходимостью сушки рыбокостной пасты для превращения ее в муку, а также термообработки соевого шрота для удаления из него растворителя после извлечения масла из соевого лепестка.
Известен способ переработки отходов рыбы, мяса, растительного сырья [JP2000126715(A), МПК A23K 1/10, C05F 5/00, опубл. 09.05.2000 г.] с целью получения кормовых продуктов, согласно которому осуществляется сбор данных отходов с соответствующих предприятий с последующей их варкой и разделением на твердую и жидкую части и с последующей их обработкой и получением кормовых продуктов и удобрений.
Данный способ аналогичен производству рыбной муки и соответственно энергозатратен, требует значительного количества оборудования и используемых площадей.
Известен способ получения рыбной кормовой муки [RU 94014824 A1, МПК A23K 1/10, A23L 1/325, опубл. 20.04.1996 г.], в котором рыбная чешуя после снятия гуанина используется вместе с рисовой шелухой в качестве твердого наполнителя при сушке рыбного подпрессового бульона для получения рыбной муки (соотношение твердый наполнитель/рыбный бульон по массе составляет 50:50%).
Недостатком описанного способа является то, что полученная таким способом рыбная мука содержит низкое количество протеина и имеет высокую себестоимость из-за высокой энергоемкости процесса сушки.
Известен способ приготовления кормовой добавки [RU 2095005 C1, МПК A23K 1/16, опубл. 10.11.1997], где рыбные отходы смешивают с растительным сырьем (отходы водорослевого производства), затем смесь ферментируют при температуре 20-38°C в течение 28-48 часов, далее ферментированную массу проваривают при температуре 75-85°C в течение 5-15 минут, отпрессовывают разваренную массу до получения жидкой фракции и жома, отделяют из жидкой фракции жир, к жиру добавляют отработанное растительное масло 10-90% от общей массы, нагревают при 50-90°C и выдерживают 30 минут, к обезжиренной жидкой части добавляют консервант, охлаждают или замораживают, жом высушивают до остаточной влажности 10%.
Недостатками описанного способа являются длительность обработки и необходимость охлаждения или замораживания значительного количества полученной обезжиренной жидкости, что значительно повышает себестоимость производства кормовой добавки или удобрения.
Известен способ получения белково-минеральной муки [RU 2262861 C2, МПК A23K 1/10, опубл. 27.10.2005], где к сырой чешуе рыб добавляют сырую кожу рыб в количестве 50-75% от общей массы сырья, измельчают (дробят) смесь и высушивают.
Недостатком способа является то, что получаемая таким способом белково-минеральная мука содержит незначительное количество такой незаменимой аминокислоты, как триптофан, поэтому является неполноценной кормовой добавкой с биологической точки зрения.
Также известен способ приготовления кормового продукта [RU 2388318 C1, МПК A23K 1/00, A23K 1/10, A23K 1/14, опубл. 10.05.2010 г.], включающий измельчение, термообработку, ферментацию рыбного сырья, сушку. В составе сырья дополнительно используют водоросли, обработку рыбного и водорослевого сырья осуществляют раздельно: термообработку рыбного сырья проводят при температуре 40-50°C в течение 5-10 мин, термообработку водорослевого сырья проводят при температуре 70-80°C в течение 10-20 мин, ферментацию рыбного и водорослевого сырья ведут при температуре 30-45°C в течение 1-2 ч, при этом используют внутренности хищных рыб для ферментации рыбного сырья, внутренности растительноядных рыб для ферментации водорослевого сырья, ферментированное сырье соединяют и перемешивают, сушку осуществляют при температуре 45-50°C в течение 15-30 мин. Для ферментации используют внутренности рыб в количестве 2-26% к общей массе сырья.
Основными недостатками способа являются сложность и длительность обработки (раздельная ферментация с использованием различных внутренностей 1-2 часа при температуре 30-45°C), а также значительные энергозатраты на сушку (при предварительной термообработки сырья степень разбавления его водой 1:5 согласно примеру 1, которую впоследствии необходимо выпарить).
Известен способ получения кормовой муки [RU 93051061/15 от 17.11.1993, МКИ А 23 К 1/10, опубл. 27.02.1997], который заключается в проварке сырья, отжатии от массы бульона, сушке жома до остаточной влажности 7-9%, его охлаждении до 20-30°С и измельчении до состояния муки.
Одним из главных недостатков данного способа является невозможность его использования на большинстве предприятий из-за отсутствия на них жиромучных цехов. Поэтому чаще всего рыбные отходы направляют на производство кормовых рыбных фаршей. Присутствие же в отходах чешуи отрицательно сказывается на качестве фарша, так как она негативно влияет на перистальтику желудочно-кишечного тракта животных.
Также известен способ получения муки из рыбной чешуи [RU №2097992, МКИ А 23 L 1/326, заявл. 25.01.96, опубл. 10.12.97]. Способ заключается в том, что рыбную чешую влажностью 68% после снятия блеска с помощью керосина вентилируют, а затем сушат путем подачи горячего воздуха с температурой 70°С до влажности 10%. Затем чешую измельчают до требуемой степени помола. Содержание протеина в такой муке составляет 44-46%.
Основным недостатком данного способа является пониженное качество получаемого кормового продукта, во-первых, из-за наличия в нем остатков керосина, а, во-вторых, из-за потери части питательных веществ сырья, вследствие их перехода в растворитель (керосин).
Известен способ получения кормовой муки из рыбных отходов с возможностью использования крупной рыбы (кеты и лосося). Способ включает измельчение замороженного до температуры минус 18-20°С рыбного сырья, его тепловую обработку при температуре 50-55°С в течение 5-8 минут, отделение плотной массы от жидкой, ферментативный гидролиз при температуре 40-50°С в течение 35-55 минут, с использованием ферментов протеолитического ряда с последующей инактивацией фермента, сушку в виброкипящем слое при температуре 70-75°С в течение 35-45 минут, измельчение полученной сушенки на мельнице [RU №2266691 A23L 1/325, A23K 1/10, опубл. в 2005 г.].
Способ предусматривает использование замороженного сырья, что в некоторых случаях не представляется возможным. Продукт, полученный по данному способу, недостаточно сбалансирован по содержанию углеводов и минеральных веществ.
Известен способ получения кормового или пищевого продукта, используемого в комбикормовом производстве, пищевой промышленности, животноводстве, аквакультуре. Способ включает смешивание животного и растительного сырья в соотношении белка, жира и углеводов 1:1:3. Полученную смесь ферментируют при температуре 10-48°С в течение 12-72 часов, после чего добавляют жировой компонент, затем массу нагревают до 60-90°С, выдерживают в течение 50-60 мин. Далее массу гомогенизируют, охлаждают и выдерживают 12-24 ч до образования готового продукта. Готовый продукт можно консервировать с применением добавок или высушивать до остаточной массовой доли воды не более 10% [RU №2141228 A23L 1/325, A23K 1/10, опубл. в 1999 г.].
Продукт, полученный по указанному способу, недостаточно сбалансирован по содержанию белка, жира, углеводов и минеральных веществ, что ограничивает использование его в производстве кормового продукта. Жесткие температурные режимы приготовления негативно влияют на биологическую ценность продукта.
Из уровня техники также известен способ получения кормового продукта из рыбных отходов, который включает измельчение сырья, ферментацию при температуре 40-50°С в течение 10-20 ч, в присутствие консервантов в виде отходов от переработки растительного сырья или их смеси с pH, равным 3, инактивацию ферментов при температуре 98-100°С. В качестве ферментов используют внутренности растительноядных рыб (амур, толстолобик) в количестве 15-45% к общей массе рыбных отходов [RU №2141227 A23L 1/325, A23K 1/10, опубл. в 1999 г.].
Однако тепловая обработка сырья указанным способом протекает при достаточно высоких температурах и значительной продолжительности теплового процесса, что неблагоприятно сказывается на качестве белков готового продукта. К тому же ферменты растительноядных рыб не способны в достаточной степени гидролизовать белок до аминокислот.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения кормовой добавки из гидробионтов [RU 2528458, МПК А23K 1/00, опубл. 20.09.2014 г.], включающий промывку чешуи водой и ее высушивание, перемешивание высушенной чешуи с рыбными отходами и водорослями, измельчение и высушивание до остаточной влажности не более 10%. Причем перемешивание, измельчение и сушка происходят одновременно в одном аппарате благодаря скоростному вращению ножей, которое обеспечивает термообработку и высушивание сырья за счет выделения теплоты при трении и образующихся потоков воздуха, а пары органических веществ, выделяющихся при сушке, отводят в фильтр, в качестве которого используют водоросли.
Основными недостатками способа являются длительность технологического процесса получения кормовой добавки и использование сложного оборудования.
Технической задачей изобретения является упрощение технологии и сокращение процесса производства белково-минеральной добавки.
Для решения поставленной технической задачи изобретения предложен способ получения белково-минеральной добавки, характеризующийся тем, что внутренности рыбы и головы, взятые в соотношении 30 % и 70% соответственно, промывают водой t = 12 °С в течение 1 ч, затем после стекания воды измельчают на волчке с диаметром отверстий 3 мм, после измельчения проводят сушку массы в конвективной сушилке с СВЧ-нагревом при температуре 45 °С и скорости движения воздуха 1 м/с в течение 165 - 195 мин, затем высушенную массу измельчают на молотковой дробилке до порошка с размером частиц от 0,01 до 0,1 мм и упаковывают в полимерные мешки.
Полученная белково-минеральная добавка представляет собой комплекс белковых и минеральных веществ.
Технический результат заключается в упрощении технологии производства белково-минеральных добавок, а также сокращения времени обработки сырья и использования щадящих режимов, что позволяет максимально сохранить в готовом продукте все биологически активные вещества.
Способ получения белково-минеральной добавки осуществляется следующим образом.
Полученные при разделке рыбы внутренности и головы промывают проточной водой t = 12 °С в течение 1 ч, затем сырье перегружают в сетки и дают стечь воде.
После стекания воды сырье измельчают на волчке с диаметром отверстий 3 мм, загружают в конвективную сушилку с СВЧ-нагревом и проводят сушку при температуре 45 °С и скорости движения воздуха 1 м/с в течение 165-195 мин. Затем высушенную массу измельчают на молотковой дробилке до порошка с размером частиц от 0,01 до 0,1 мм и упаковывают в полимерные пленки.
Выход готового продукта составляет 35-38 % к массе необработанного сырья и зависит от свойств первичного сырья.
Способ является универсальным и позволяет перерабатывать вторичные отходы всех видов рыб.
Готовый продукт представляет собой комплекс белковых и минеральных веществ, предназначенный для использования в качестве сырьевого компонента в технологиях кормопроизводства. Характеристика пищевой и биологической ценности белково-минеральной добавки представлена в таблицах 1-3.
Таблица 1 – Химический состав белково-минеральной добавки
Показатель
Значение
Массовая доля влаги, %
5,7-6,4
Массовая доля жира, %
32,9-33,6
Массовая доля золы, %
10,6-21,5
Массовая доля белка, %
38,5-50,8
Таблица 2 – Аминокислотный состав белково-минеральной добавки
Наименование аминокислоты
Содержание, г/100 г белка
Незаменимые
Лизин
6,273-6,405
Валин
3,591-3,863
Лейцин
6,058-6,482
Изолейцин
2,763-3,148
Метионин
0,883-1,073
Треонин
4,114-4,269
Триптофан
0,587-0,812
Фенилаланин
3,361-3,675
Заменимые
Аргинин
13,563-14,572
Тирозин
1,705-2,808
Гистидин
1,754-2,055
Пролин
5,322-6,671
Серин
4,082-5,024
Аланин
6,653-7,507
Глицин
9,231-11,472
Цистеин
0,300-0,424
Глутаминовая кислота + глутамин
12,270-12,287
Аспарагиновая кислота + аспарагин
8,090-8,733
Таблица 3 – Минеральный состав белково-минеральной добавки
Минеральный элемент
Содержание, мг/кг
Кальций (Ca)
24063-62667
Фосфор (P)
17965-30604
Калий (К)
9190-9224
Натрий (Na)
6134-8060
Магний (Mg)
1204-1363
Железо (Fe)
252-913
Алюминий (Al)
3,71-3,76
Стронций (Sr)
87,11-87,4
Цинк (Zn)
62,18-190
Марганец (Mn)
3,42-35,89
Кремний (Si)
5,38-6,4
Хром (Cr)
0,56-4,94
Никель (Ni)
0,73-2,58
Йод (I)
2,25-2,38
Медь (Cu)
1,66-10,81
Ванадий (V)
0,24-1,18
Селен (Se)
0,96-2,91
Мышьяк (As)
0,56-0,93
Бор (B)
0,53-1,17
Литий (Li)
0,14-0,37
Кобальт (Co)
0,09-0,36
Свинец (Pb)
0,02-0,24
Олово (Sn)
0,05-0,49
Кадмий (Cd)
0,02-0,31
Ртуть (Hg)
0,02-0,04
Способ получения белково-минеральной добавки поясняется следующими примерами.
Пример 1.
Полученные при разделке горбуши внутренности и головы промывают проточной водой t = 12 °С в течение 1 ч, затем сырье перегружают в сетки и дают стечь воде.
После стекания воды сырье измельчают на волчке с диаметром отверстий 3 мм, загружают в конвективную сушилку с СВЧ-нагревом и проводят сушку при температуре 45 °С и скорости движения воздуха 1 м/с в течение 165-195 мин. Затем высушенную массу измельчают на молотковой дробилке до порошка с размером частиц от 0,01 до 0,1 мм и упаковывают в полимерные пленки.
Выход готового продукта составляет 35-38 % к массе необработанного сырья.
Пример 2. Осуществляется аналогично примеру 1, но в качестве сырья используются вторичные продукты разделки толстолобика.
Осуществление предлагаемого способа позволит упростить технологию производства белково-минеральных добавок; сократить время обработки сырья; максимально сохранить в готовом продукте все биологически активные вещества.