ЭНЕРГОСАХАРОПРОТЕИНОВЫЙ КОНЦЕНТРАТ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ
ENERGY-SUGAR-PROTEIN CONCENTRATE AND ITS PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к кормопроизводству и может быть использовано в промышленном производстве комбикормов для животных и птицы в качестве энергобелкового компонента.
Наиболее близким аналогом как по сущности, так и по достигаемому техническому результату является энергосахаропротеиновый концентрат и способ его приготовления (Пат. №2389346, МПК A23L 1/18. Остриков А.Н., Василенко В.Н., Татаренков Е.А. №2008147488/13. Заявл. 01.12.2008. Опубл. 20.05.2010, бюл. №14), заключающийся в том, что в качестве исходных компонентов используют зерновые культуры люпин, фасоль, чечевицу и кукурузу, которые измельчают до 0,6 - 0,7 мм, смешивают их в соотношении 12,1:11,7:65,0:11,2 по массе, увлажняют до 15…16% и осуществляют обработку на одношнековом экструдере при температуре продукта перед матрицей 403…408 К и давлении в предматричной зоне экструдера 5,5…6,2 МПа.
Недостатками известного способа являются:
- низкая питательная ценность получаемого продукта, в частности, по обменной энергии и протеину, что неудовлетворительно сказывается при включении его в концентратную часть рецептур;
- несбалансированность его состава вследствие отсутствия высокоэнергетических и протеиновых компонентов, таких как рапс и тритикале;
- многостадийность подготовки зернового сырья, включающая измельчение, смешивание, увлажнение и экструдирование, что приводит к высоким затратам при его производстве;
- известный метод не покрывает потребности России в высококачественном протеине, в связи с чем поиск новых эффективных и экономически выгодных способов получения энергопротеиновых кормов до сих пор остается актуальной задачей кормопроизводства.
Задачей изобретения является обеспечение рационов кормления различных половозрастных групп животных и птицы высокопитательными и сбалансированными полнорационными экструдированными компонентами для комбикормов и концентратов, а также для интенсификации развития животноводства, снижения издержек при их содержании, повышение питательности и усвояемости корма при снижении его себестоимости.
Поставленная задача достигается за счет того, что согласно изобретению способ приготовления энергосахаропротеинового концентрата предусматривает получение смеси из люпина в нативной форме или без оболочки, рапса и тритикале, полученную смесь экструдируют при температуре в напорной части экструдера 110-130°С, давлении 2-6 МПа с экспозицией в режиме экструдирования 3-4 с.
Таким образом получают конечный продукт - энергосахаропротеиновый концентрат, который является еще одним самостоятельным объектом изобретения, согласно которому исходные компоненты используют при следующем соотношении, %:
люпин в нативной форме или без оболочки - 60-75
рапс - 20-35
тритикале - 5-20
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, как в части продукта, так и в части способа заключается в снижении горечи получаемого корма, а также в получении качественных экструдированных компонентов комбикормов с высокой биологической ценностью, способных заменить дорогостоящие соевые корма и корма животного происхождения.
Получение энергосахаропротеиновых концентратов является одним из перспективных направлений в кормопроизводстве.
В структуру большинства рационов кормления входят зерносмеси с низким содержанием протеина и энергии, поскольку их основу составляют монокомпоненты, т.е. злаковые (ячмень, пшеница и т.д.) или бобовые (горох, кормовые бобы и т.д). Поэтому для повышения питательной ценности и сбалансированности по аминокислотному составу необходим научно обоснованный подход к созданию новых поликомпонентных смесей с повышенным содержанием белка и энергии.
При выборе рецептурного состава зерновой смеси учитывали ряд факторов. Во-первых, доступность культур и энергозатратность при их возделывании. Во-вторых, получение максимальной питательности полученного ЭСПК с целью решения белковой проблемы в кормах. Поэтому при детальном анализе выбор был очевиден в пользу следующих культур.
10
19
15
24
2
15
24
2
15
20
2
2
Зерно люпина в отличие от зерна злаковых содержит в своем составе значительно более высокое количество протеина, обладающего высокой биологической ценностью. Биологическая ценность протеина люпина равна ценности белка ячменя и превышает ценность протеина пшеницы, ржи и гороха. По содержанию растительного белка 1 ц семян люпина равноценен 4,8 ц зерна ячменя, 5,8 ц овса, 5,9 ц кукурузы. Однако наряду с высоким содержанием белка в семенах люпина накапливаются в большом количестве горькие на вкус и весьма ядовитые для животных вещества, которые относятся к группе алкалоидов. В семенах дикорастущих форм люпина может содержаться таких веществ до 4% от массы. В люпине различных сортов чаще всего встречаются алкалоиды типа люпинин (CHON), люпанин (CHON), спартеин (CHN) и гидроксилюпанин (CHON), а также их соли: солянокислый люпанин, солянокислый спартеин и солянокислый гидроксилюпанин. Кормовые сорта люпина представляют собой группы растений, у которых алкалоиды вырабатываются в минимальных количествах. Но до настоящего времени еще не выведены сорта, совершенно лишенные алкалоидов.
В кормлении животных использованы семена рапса, которые являются ценным компонентом ЭСПК, поскольку они имеют наибольшую энергетическую ценность, т.к. содержат 40-48% жира и 21-33% сырого протеина при достаточно высоких коэффициентах переваримости (84,4-93,4%). В составе протеина рапса содержится лизина 1,24%, метионина 0,60% и метионина+цистина 1,32%. Семена рапса также содержит целую группу таких антипитательных веществ, как глюкозинолаты, эруковая кислота, танины, полифенолы, фитиновая кислота, кротониловое масло. Глюкозинолаты и эруковая кислота в рапсе лимитируют использование белка. Летучие соединения - изотиоционаты и тиоционаты, которые в составе горчичного или кротонилового масла придают семенам рапса специфически горький привкус, который раздражают слизистую оболочку пищеварительного тракта животного и тем самым влияет на поедаемость кормов.
Для уменьшения горького привкуса в исходное сырье добавляли зерно тритикале и доводили содержание до: 60-75% люпина в нативной форме и без оболочки, 20-35% семян рапса и 5-20% тритикале с последующим перемешиванием, при этом полученную смесь подвергали экструдированию при температуре в напорной части 110-130°С, давлении в напорной части 2-6 МПа и длительности обработки сырья в экструдере от 3 до 4 с.
При введении тритикале в смесь люпина и рапса менее 5% не будет обеспечиваться увеличение сахаров, а при введении его более 20% будет снижена концентрация белка.
Отличительная особенность тритикале по сравнению с зерновыми культурами - это высокое содержание сырого протеина от 12 до 15. Очень важная особенность тритикале состоит в том, что в белке содержание лизина, одной из самых дефицитных аминокислот, достигает 0,5 против 0,41% в белке озимой пшеницы. Высокая энергетическая насыщенность (285 ккал/100 г).
Из данных компонентов в оптимальных соотношениях был создан энергосахаропротеиновый концентрат (ЭСПК), который в дальнейшем был подвергнут экструзии.
Получение энергосахаропротеиновых концентратов является одним из перспективных направлений в кормопроизводстве.
Энергосахаропротеиновый концентрат и способ его приготовления иллюстрируется нижеприведенными примерами.
Пример 1
Люпин в нативной форме, рапс и тритикале ссыпают вместе в следующем соотношении: мас.%: люпин - 60, рапс - 20 и тритикале - 20. Смесь перемешивают. Далее осуществляют экструдирование при температуре в напорной части 110°С, давлении в напорной части 2 МПа и длительности обработки сырья в экструдере 4 с.
Пример 2
Люпин без оболочки, рапс и тритикале ссыпают вместе в следующем соотношении: мас.%: люпин - 75, рапс -20 и тритикале - 5. Смесь перемешивают. Далее осуществляют экструдирование при температуре в напорной части 120°С, давлении в напорной части 4 МПа и длительности обработки сырья в экструдере 3 с.
Пример 3
Люпин в нативной форме, рапс и тритикале ссыпают вместе в следующем соотношении: мас.%: люпин - 60, рапс - 35 и тритикале - 5. Смесь перемешивают. Далее осуществляют экструдирование при температуре в напорной части 130°С, давлении в напорной части 6 МПа и длительности обработки сырья в экструдере 3 с.
В качестве исходного сырья используют: люпин, рапс, тритикале. Исходное сырье подвергают экструдированию при температуре в напорной части в зоне наивысшего нагрева продукта 110-130°С, давлении в напорной части 2-6 МПа, время обработки корма в режиме экструдирования 3-4 с.
Полученный при рациональных параметрах процесса экструдированный энергосахаропротеиновый концентрат был исследован по комплексу физико-химических показателей, характеризующих потребительские свойства, питательную и энергетическую ценность готового изделия.
Проведенные биохимические анализы измельченного и экструдированного ЭСПК указывают на более высокую питательную ценность ЭСПК, подвергнутого баротермическому воздействию. ЭСПК, подвергнутый баротермической обработке на экструдере, отличался от измельченного более высокой питательностью. Это вызвано глубокими качественными изменениями в органическом и неорганическом веществе компонента, где, к примеру, содержание клетчатки в экструдированном ЭСПК было ниже на 1,94% в отличие от измельченного. Положительное влияние экструзия оказала и на содержание остальных питательных веществ в сухом веществе. Сырой протеин в экструдированном ЭСПК был выше на 0,22% в отличие от аналогичного измельченного, содержание сахара в экструдированном ЭСПК увеличилось с 6% до 9,7% или на 3,7% по отношению к измельченному.
Поэтому белок, получаемый способом экструзии злаково-бобовых смесей, практически аналогичен белку животного происхождения. Незначительный недостаток лизина легко устраняется добавлением в премиксы синтетических аналогов.
Определение биологической ценности экструдатов проводили в серии ростовых опытов на цыплятах-бройлерах.
Поставленная задача решается путем скармливания цыплятам-бройлерам полнорационного комбикорма, в структуре которого часть высокобелковых кормов подлежала замене на ЭСПК.
Первая (контрольная) группа получала полнорационный сбалансированный комбикорм хозяйства. Во второй опытной группе в структуре рациона по питательности были замещены на ЭСПК следующие компоненты: пшеница ферментированная 14,47%, шрот подсолнечный на 100%, шрот соевый 94,8%, мука мясокостная 92%, масло подсолнечное 20,45%. В результате на ЭСПК было замещено 28%.
Полученный рацион скармливался цыплятам-бройлерам кросса Смена-4. При этом получены следующие результаты.
Общий прирост за опыт был самым высоким у цыплят опытной группы и он составил 1259,67 г, что на 13,83% выше, чем в контроле.
Важным показателем эффективности применения экструдированного ЭСПК являются затраты кормов, которые составляют в структуре себестоимости продукции значительную величину - порядка 70%.
Применение в составе рационов экструдированного ЭСПК оказало положительное влияние на эффективность использования корма подопытными животными. Цыплята-бройлеры всех групп затрачивали одинаковое количество корма на голову в сутки, но на получение единицы продукции затраты были ниже в опытной группе, что составило 2,33 кг на 1 кг прироста, то есть по сравнению с контрольной группой ниже на 330 г или 12,15%.
Положительное влияние экструдированный ЭСПК оказал на затраты обменной энергии и сырого протеина. Самые низкие затраты обменной энергии и сырого протеина наблюдаются в опытной группе. Затраты энергии здесь были ниже на 3,07 МДж или 12, 15%, сырого протеина на 48,59 г или 12,19%.
Таким образом, включение в структуру рациона кормления цыплят-бройлеров экструдированного ЭСПК увеличивает привес соответственно на 13,8%, способствует при этом снижению затрат питательных веществ и корма на единицу продукции.
Изучение экономической эффективности по сумме кормовых затрат и стоимости дополнительного привеса показало, что на животных с большим среднесуточным привесом приходилось меньше затрат кормов в денежном выражении. Самые низкие затраты на корма были в опытной группе. По сравнению с контрольными меньше на 4,18 руб., или на 9%.
В расчете на реализационную стоимость полученных тушек одного цыпленка опытных групп получена дополнительная прибыль. И она была самой высокой в опытной группе, что составило 21,49 руб.
Снизилась себестоимость получаемой продукции, и она составила 31,92 руб., что на 16,2% ниже, чем в контрольных.
Полученные результаты дают возможность утверждать о целесообразном применении энергосахаропротеинового концентрата.
Предложенный энергосахаропротеиновый концентрат позволяет:
- получить высокопитательный компонент кормов с хорошими потребительскими свойствами;
- ЭСПК более сбалансированы по протеину и энергии;
- использовать в качестве исходных компонентов смеси недорогие, широко распространенные виды сырья, расширить ассортимент выпускаемой продукции;
- применение способа решит проблему дефицита протеинового и энергетического питания животных, птиц.