СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАКРОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ ДЛЯ КОМБИКОРМОВ
MULTICOMPONENT MIXTURE FOR ANIMAL FEEDSTUFF PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к области сельскохозяйственной биотехнологии и может быть использовано при производстве комбикормов для моногастричных животных, в том числе на птицефабриках и свинофермах.
Известно, что на животноводческих предприятиях в составе зерновых кормов главным образом используются кукуруза и пшеница [Нормы и рационы кормления с/х животных: Справочное пособие / А.П.Калашников, Н.И.Клейменов, В.Н.Баканов и др. - М.: Агропромиздат, 1985. - (С.135-137, 244-250). Это обусловлено тем, что данные культуры при довольно интенсивном возделывании имеют наиболее низкие показатели по антипитательным факторам, в частности, некрахмалистым полисахаридам, поэтому могут вводиться в рацион моногастричных птиц и животных в дробленом виде без предварительной обработки.
Основным недостком данных культур, помимо высокой стоимости, является пониженное содержание некоторых незаменимых аминокислот, в частности лизина, метионина и треонина, а также недостаточное количество жиров.
Известно, что для повышения питательной ценности в комбикорма, большую часть которого составляет пшеница, добавляют аминокислоты, получаемые микробиологическим синтезом, или белки животного происхождения. Однако это увеличивает себестоимость конечного продукта.
6
Известен способ приготовления корма из отходов крупяного производства RU 2125810 С1, МПК А23К 1/00, опубл. 1999.02.10), включающий очистку крупяных отходов - риса, и/или гречихи, и/или проса, последующий водный гидролиз в котлах при давлении не более 1,5 МПа в течение 5-6 ч, смешивание с отходами мясной промышленности - обезжиренной мясокостной, или мясной, или костной шквары, термообработку смеси в сушильных аппаратах до влажности готового продукта 9-10%
и охлаждение.
Недостатком изобретения является недостаточная сбалансированность.
Известен способ приготовления комбикормов (RU 2316227 С1, МПК А23К 1/00, A23N 17/00, опубл. 2008.02.10), включающий приготовление гуминовых кислот и гуматов из торфа и бурого угля, приготовление комбикормов из фуражного зерна и отходов зернопереработки, приготовление жидких кормов из растительного сырья в виде грубых и сочных кормов, смешивание всех компонентов, охлаждение и выдачу по назначению. Приготовление гуминовых кислот и гуматов из торфа или бурого угля осуществляют путем кавитационного диспергирования торфа или бурого угля в водном растворе щелочей до полного выхода гуминовых кислот с последующим получением гуматов путем добавления гидроксидов и карбонатов натрия и калия и кавитационного диспергирования до достижения температуры смеси 80-90°С. Приготовление комбикормов из фуражного зерна и отходов зернопереработки осуществляют путем мокрого помола и кавитационного диспергирования в водном растворе фуражного зерна, представляющего собой зерна злаков и бобовых культур, и отходов зернопереработки до достижения температуры смеси 60-80°С. Приготовление жидких кормов из растительного сырья осуществляют путем мокрого помола и кавитационного диспергирования растительного сырья в водном растворе до преобразования клетчатки в крахмал и его частичного гидролиза в сахара.
Способ позволяет перевести крахмалы в легкоусваиваемые вещества, такими веществами чаще всего бывают моносахариды, дисахариды, трисахариды (глюкоза, фруктоза, сорбоза, мальтоза, галактоза и т.д.). Также способ позволяет разволокнить и перевести часть клетчатки растительного сырья (целлюлозы) в крахмал и сахара.
Недостатком изобретения является многостадийность процесса гидролиза, высокая себестоимость приготовления.
Задачей настоящего изобретения является разработка нового более экономичного способа приготовления макрокомпонентной смеси.
Технический результат состоит в повышении питательности и сбалансированности кормосмеси, исключении многостадийности процесса гидролиза, что в конечном итоге снижает себестоимость конечного продукта. Предлагаемый процесс ведения совместного гидролиза трудноусвояемых компонентов амилазами и целлюлазами позволяет обогатить смесь легкоусвояемыми моно- и дисахаридами.
Технический результат достигается тем, что способ приготовления макрокомпонентной кормосмеси, включающий гидролиз фуражного зерна и растительного сырья, смешивание компонентов, охлаждение и выдачу по назначению, согласно изобретению, в качестве зерна используют неочищенный овес измельченный до фракции 0,5 мм и размолотые бобы натуральной полужирной сои, в качестве растительного сырья используют стебли серпухи венценосной - отхода производства БАД «Серпистен», измельченные до фракции не более 0,25 мм, в качестве дополнительного компонента используют подсолнечный шрот, измельченный до фракции 0,25 мм, при этом компоненты - овес, стебли серпухи венценосной, подсолнечный шрот и бобы сои смешивают при соотношении 7:1:2:2 соответственно, причем смешивание зерна и растительного сырья проводят в процессе ведения гидролиза целлюлазами и аминолазами, ферментативный гидролиз осуществляют путем подачи овса и стеблей серпухи в биореактор, заливки компоненов 0.01 М ацетатным буфером с рН 4.7 до 20% концентрации, нагрева смеси до температуры 55°С, последующего добавления ферментативных препаратов, взятых в эффективном количестве, а именно, Целловиридина Г20х с целлюлазной активностью 500 ед/г и Глюкаваморина Г3х с глюкоамилазной активностью 380 ед/г, инкубирования смеси при постоянном перемешивании в течение 3 часов, введения в смесь подсолнечного шрота, поддержания установленного режима гидролиза в течение 1 часа, последующего повышения температуры до 60°С и поддержания режима в течение 4 часов, после завершения гидролиза осуществляют смешивание прогидролизованного продукта с измельченными бобами натуральной сои с последующим выпариванием смеси до нужной концентрации, обеспечивающей выход конечного продукта в жидком или гранулированном виде.
Макрокомпонентная смесь для комбикормов содержит молотые неочищенные зерна овса, молотые стебли серпухи венценосной (Serratula coronata L, патент RU 2276991, МПК А61К 36/28, опубл. 27.05.2006 г.), подсолнечный шрот и натуральную полножирную сою. Включение в состав кормов указанных компонентов является целесообразным с точки зрения баланса питательных веществ. Основным достоинством овса как главного компонента кормосмеси является высокое содержание жиров и незаменимых аминокислот, кроме того, овес является самой дешевой зерновой культурой и способен произрастать в неблагоприятных для других зерновых культур климатических условиях. Неочищенные зерна овса, как правило, в составе комбикормов не используются, они содержат значительное количество клетчатки, бета-глюкана и пентозанов. Клетчатка способна сильно набухать, что приводит к закупорке тонких отделов кишечника. Бета-глюкан и пентозаны обволакивают стенки кишечника, припятствуя всасыванию уже переваренных веществ. Также, из-за значительного содержания некрахмальных полисахаридов и антипитательных веществ, предлагаемые компоненты смеси являются трудноусвояемыми составляющими и их применение требует либо добавки в корм специальных ферментов, либо специальной предварительной обработки. Добавка ферментов в комбикорма решает проблему только частично [Кислухина О.В. Ферменты в производстве пищи и кормов. - М.: ДеЛи принт, 2002. С.77-79.], так как условия переваривания в желудочно-кишечном тракте моногастричных птиц и животных не являются оптимальными для действия ферментов.
Предлагаемый процесс ведения совместного гидролиза трудноусвояемых компонентов амилазами и целлюлазами обогащает смесь легкоусвояемыми моно- и дисахаридами, позволяет получить сбалансированную макрокомпонентную основу для жидких и гранулированных комбикормов.
Способ осуществляется следующим образом.
Предварительно неочищенный овес, стебли серпухи венценосной - отход производства БАД «Серпистен», подсолнечный шрот и бобы сои измельчают до фракций соответственно размером не более 0,5; 0,25; 0,25; 0,5. Смешивание компонентов осуществляют последовательно в процессе приготовления, учитывая кинетику ферментативного гидролиза компонентов амилазами и целлюлазами, при этом компоненты смешивают при соотношении 7:1:2:2, взятыми по абсолютно сухому веществу.
Измельченные зерна овса и стебли серпухи венценосной подают в биореактор для проведения ферментативного гидролиза целлюлазами и аминолазами.
Исходные компоненты заливают 0.01 М ацетатным буфером с рН 4.7, предпочтительно, до 20% концентрации. Смесь нагревают до температуры 55°С и вносят ферментативные препараты - Целловиридин Г20х с целлюлазной активностью 500 ед/г и Глюкаваморин Г3х с глюкоамилазной активностью 380 ед/г при соотношении 1:2 соответственно. Смесь инкубируют в течение 3 часов при постоянном перемешивании. По окончании первого этапа гидролиза в смесь вводят подсолнечный шрот и поддерживают установленный режим (Т=55°С и скорость перемешивания) в течение 1 часа. Затем повышают температуру гидролиза до 60°С и поддерживают режим в течение 4 часов. После завершения гидролиза осуществляют смешивание прогидролизованного продукта с измельченными бобами натуральной сои, смесь выпаривают до нужной концентрации, в зависимости от формы конечного продукта (жидкий или гранулированный).
Включение натуральной сои на стадии выпарки прогидролизованной смеси предотвращает попадание в корм антипитательных веществ сои, повышает экономичность процесса, при этом в готовый продукт вносится дополнительное количество незаменимых аминокислот и жиров.
3
3
Пример 1. Размалываем каждый компонент на ножевой мельнице с последующей сортировкой на металлических ситах с размерами 0.25 мм для подсолнечного шрота и стеблей серпухи венценосной, 0.5 мм для неочищенных зерен овса. Непрошедшую сита часть, возвращаем на домол. Размолотые до фракции 0,5 мм бобы сои не сортируем. Помещаем 1 г отсортированных стеблей серпухи и 7 г зерен овса в термостатируемую ячейку вместимостью 100 см и заливаем 50 см 0.01 М ацетатного буфера с рН 4.7. Нагреваем смесь до 55°С и вводим в нее 0.01 г Целловиридина Г20х с целлюлазной активностью 500 ед/г и 0.02 г Глюкаваморина Г3х с глюкоамилазной активностью 380 ед/г. Процесс ферментативного гидролиза проводим при 55°С и перемешивании в течение 3 часов, после чего добавляем в смесь 2 г отсортированного подсолнечного шрота. Через 4 часа после введения раствора ферментов поднимаем температуру до 60°С и продолжаем процесс еще в течение 4 часов. Общее время ферментативного гидролиза составляет 8 часов. Далее переливаем прогидролизованную смесь в фарфоровую чашку, установленную на кипящей водяной бане, добавляем 2 г размолотых бобов натуральной сои и осуществляем выпарку до концентрации, позволяющей проводить гранулирование продукта.
4
Среди антипитательных веществ сои доминирующим является ингибитор трипсина. На практике для оценки содержания антипитательных веществ в сое применяется косвенный показатель - активность фермента уреазы, которая при тепловой обработке теряет свою активность, как и большинство антипитательных веществ. При довольно высоком значении данной активности (9,3 N-NH мг/г сои за 1 час) перед термической обработкой, после проведения упаривания, в конечном продукте уреазная активность не обнаружена.
По данным биохимического анализа продукт содержит до 30% легкоусваиваемых углеводов следующего состава: глюкоза - 68%, сахароза - 4.2%, фруктоза - 3.6%, целлобиза+мальтоза - 25%. (фиг.1); по составу незаменимых аминокислот, не уступает эталонному белку (FAO), что позволяет исключить добавку синтетических аналогов для сбалансированности продукта (фиг.2); характеризуется остаточным количеством β-глюкана на уровне кукурузы и пшеницы, то есть на уровне, не требующем дальнейшей обработки перед введением в рацион (фиг.3).