Способ производства функционального корма
FUNCTIONAL FODDER PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам производства функционального корма для подкормки сельскохозяйственных животных и птиц.
Известен способ кормовой витаминной добавки, отличающийся измельчением исходного сырья, добавлением воды, тепловой обработкой полученного субстрата, ферментационным выращиванием дрожжей в условиях аэрации на питательной среде с последующим выделением целевого продукта, получают суспензию с концентрацией сухих веществ не менее 6% и в течение более 24 часов со времени приготовления консервируют гипохлоритом в виде 5% водных растворов в дозировке 0,005-0,01% к объему суспензии (по активному хлору) (пат. RU №2290831).
Недостатками способа получения кормовой витаминной добавки являются значительные энергозатраты, а также проведение дополнительного приема - выращивание дрожжевых культур, а также использование консервирующих реагентов, что, в свою очередь, может оказывать неблагоприятное воздействие на организм сельскохозяйственных животных.
Известен также способ выращивания зеленных гидропонных кормов (пат. RU №2429592), включающий предварительное намачивание посевного материала активированной водой с pH 8-10, полученной путем электролиза, в разреженной среде при давлении 650-680 мм рт.ст. с одновременным перемешиванием в течение 5-9 мин с частотой вращения барабана 10 об/мин.
Недостатком указанного способа является применение для намачивания посевного материала вакуумной среды, создаваемой специальным устройством.
Наиболее близким аналогом-прототипом к заявленному является известный способ получения гидропонного зеленого корма, включающий намачивание семян в католите электроактивированной воды, который получен путем электроактивации 4-6% раствора сульфата аммония с pH 9-10, окислительно-восстановительным потенциалом (-800)-(-900) мВ, с удельным расходом количества электричества 0,062-0,070 А/ч на 1 л католита и анолита, с намачиванием в течение 3-5 часов при общей продолжительности проращивания 10 суток: первые 2 суток без освещения, последующие 8 суток - при освещении, и выгонку проростков (пат. RU №2524538 - прототип).
Недостатком данного способа является значительная трудоемкость процесса проращивания зерна и его усложнения из-за применения двух фаз проращивания - без света и в его присутствии, а также образовании на катоде аммиака во время электролиза, что может оказать неблагоприятное воздействие на организм сельскохозяйственных животных и птиц. Данный способ не позволяет сократить продолжительность проращивания без потери качества корма.
Известные способы не позволяют получить качественный функциональный корм за короткое время без дополнительных трудозатрат и потери качества сырья.
Техническим результатом является повышение энергии прорастания семян сои, увеличение выхода биомассы и продуктивности растений (корма), обеспечения защиты проростков от болезней и ускорение технологического процесса производства функционального корма.
Технический результат достигается тем, что в способе производства функционального корма, включающем замачивание семян в электроактивированной воде, проращивание и выгон ростков, согласно изобретению промывку семян амаранта осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин, после чего промытые семена замачивают анолитом с pH 2,4-8,0 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 230-810 мВ, концентрацией кислорода 6,0-14,8 мг/л, в течение 3,5-4,5-х часов, при соотношении семян к анолиту 1:2, после этого удаляют анолит и осуществляют повторную промывку семян водопроводной водой в течение 3-8 мин, а проращивание семян осуществляют в тонком слое без использования субстрата воздушно-оросительным методом при периодическом ворошении, при общей продолжительности проращивания 6-8 суток при естественном освещении.
Новизна заявляемого способа производства функционального корма состоит в повышении энергии прорастания семян амаранта и увеличении выхода биомассы и продуктивности растений (корма) за счет обеспечения защиты проростков от болезней, в результате применения анолита с pH 2,4-8,0 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 230-810 мВ, концентрацией кислорода 6,0-14,8 мг/л, а также сокращении продолжительности проращивания без потери качества корма при минимальных материальных и трудозатратах.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении патентной и научно-технической литературы в данной и смежной областях науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемый способ производства функционального корма, возможно, применять в условиях промышленных специализированных предприятий.
Раствор анолита для обработки семян амаранта получали бесконтактной активацией 6-10% раствора сульфата аммония при силе тока 5 А в течение 12-15 минут. Этого времени и силы тока достаточно для получения анолита с заданными физико-химическими параметрами. Сила тока для получения качественного анолита должна составлять 5 А. Если сила тока при обработке будет составлять менее 5 А, то ее будет недостаточно для закисления анолита до необходимой величины и процесс гидролиза замедлится. Если сила тока для обработки будет более 5 А, то за счет увеличения сопротивления часть энергозатрат будут расходоваться на нагрев раствора, что увеличит расход тока и уменьшит скорость увеличения pH.
Если время промывки семян от пыли и примесей будет меньше 4 минут, то этого времени будет недостаточно для качественной промывки семян, если время промывки будет больше 8 минут, то это замедлит технологию проращивания, поэтому оптимальным временем промывки семян от примесей и пыли является 6 минут.
Если в заявленном способе производства функционального корма в процессе замачивания семян pH анолита будет меньше 2,4 единиц, то это способствует ингибирующему действию процессов прорастания семян в виду повышения кислотности среды анолита, что приводит к снижению энергии прорастания семян амаранта и уменьшению выхода биомассы и продуктивности растений (корма). Если pH больше 8,0 единиц, то это приводит к замедлению влагопотребления оболочкой семян и увеличивает время проращивания корма, поэтому оптимальным pH для анолита, используемого в качестве замочного раствора для зерна является 5,2 единиц.
Если ОВП анолита будет меньше 230 мВ, то стимулирующий эффект анолита на биохимические процессы семян снижается, соответственно снижается и энергия прорастания, а если ОВП будет больше 810 мВ, то это приводит к повышению окислительных процессов в растворе, что замедляет активность ферментных систем семян и выход биомассы растений, поэтому оптимальным для анолита является ОВП 520 мВ.
Если концентрация кислорода в анолите меньше 6,0 мг/л, то это заметно снижает процесс насыщения влагой оболочкой семян и, как следствие - снижает активность набухания семян, что приводит к замедлению прорастания семян и увеличению сроков проращивания. Если концентрация кислорода в анолите больше 14,8 мг/л, то высокая степень насыщения раствора кислородом способствует повышению окислительных реакций, что приводит к замедлению работы ферментных систем семян и ухудшает энергию прорастания, поэтому оптимальной концентрацией кислорода является 10,4 мг/л.
Если соотношение семян к анолиту будет больше, то это способствует развитию неблагоприятной микрофлоры, затрудняющей его проращивание, если меньше - насыщение эндосперма семян влагой будет недостаточным, что также замедлит процесс проращивания. Поэтому оптимальное соотношение зерна к анолиту соответственно равно 1:2.
Оптимальное время повторной промывки семян после замачивания в анолите составляет 5 мин. Промывка менее 5 минут является недостаточной для удаления из семян остатков анолита, если больше - это способствует увеличению времени технологического процесса проращивания корма.
Заявленное оптимальное соотношение семян к анолиту равно соотношению 1:2. Если соотношение семян к анолиту будет больше, то это способствует развитию неблагоприятной микрофлоры, затрудняющей его проращивание, если меньше - насыщение эндосперма семян влагой будет недостаточным, что также замедлит процесс проращивания.
Способ производства функционального корма осуществляют следующим образом.
Промывку семян амаранта осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин. После чего промытые семена замачивают анолитом с pH 2,4-8,0 и окислительно-восстановительным потенциалом 230-810 мВ, концентрацией кислорода 6,0-14,8 мг/л в течение 3,5-4,5-х часов, при соотношении семян к анолиту 1:2. После этого удаляют анолит и осуществляют повторную промывку семян водопроводной водой в течение 3-8 мин. Проращивание семян осуществляют в тонком слое без использования субстрата воздушно-оросительным методом при периодическом ворошении, при общей продолжительности проращивания 6-8 суток при естественном освещении.
Пример осуществления способа
Берут 1 кг семян амаранта сорта Шунтук и промывают в течение 6 мин под водопроводной водой, удаляют из зерновой массы сорную примесь, пыль и помещают в один слой в невысокий пластиковый контейнер без субстрата, заливая анолитом, полученным бесконтактным способом путем электролиза 8%-ного раствора сульфата аммония, в соотношении семян к анолиту 1:2 на 4 часа при температуре окружающей среды 18°C.
Спустя 4 часа анолит аккуратно сливают, и семена повторно промывают водопроводной водой, чтобы удалить из зерновой массы остатки анолита, после чего начинают стадию воздушно-оросительного проращивания. Набухшие семена выкладывают тонким слоем на пластиковые разносы и накрывают влажной марлей и оставляют при температуре 18°C и естественном освещении, периодически орошая семена водой, начинают выгон зеленой биомассы.
В результате микробиологических исследований при посеве семян, обработанных по предлагаемому способу, на питательную среду МПА и среду Чапека степень обсемененности грибной и бактериальной микрофлорой была минимальной.
В таблице 1 представлена разница показателей энергии прорастания семян амаранта, пророщенных с использованием анолита, полученного путем бесконтактной активации, с указанными параметрами и по методике прототипа (контроль) в пяти повторностях. Энергию прорастания семян амаранта определяли по ГОСТ 10968-88 «Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастания». Данные биохимических исследований и содержания витаминов в проростках амаранта представлены в таблице 2.
В среднем разница энергии прорастания семян амаранта между контрольным вариантом (прототип) и опытным (по предлагаемому способу) составила 8,9%.
В зеленой массе определено следующее содержание витаминов: В1 - 2 мг/100 г, В2 - 0,7 мг/100 г, В6 - 0,2 мг/100 г.
Таким образом, представленные биохимические данные позволяют сделать вывод о пригодности функционального корма для включения его в рацион сельскохозяйственных животных и птиц.
Как видно, обработка семян амаранта анолитом, полученным бесконтактным способом, с заявленными параметрами значительно сокращает срок прорастания зерна на 72 часа благодаря повышению энергии прорастания и продуктивности растений, а также увеличению выхода биомассы за счет обеспечения защиты растений от контаминирующих микроорганизмов.
Предлагаемый способ производства функционального корма позволит снизить энерго- и трудозатраты в связи с однократным использованием анолита без дополнительных обработок другими растворами, способ не требует специальной аппаратуры для проращивания семян.