СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ СОБАК И ЗВЕРЕЙ НА ОСНОВЕ КЕРАТИНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
METHOD FOR PRODUCTION OF FODDER ADDITIVE FOR DOGS AND OTHER ANIMALS BASED ON KERATIN-CONTAINING WASTES

Изобретение относится к комбикормовой промышленности, а именно к способу производства кормовой добавки для собак и зверей на основе кератиносодержащих отходов.
Известен способ переработки кератиносодержащего сырья (рога, копыта и др.) на корм животным путем гидролиза (растворения) щелочью без подогрева и с подогревом, а полученную массу нейтрализуют соляной кислотой (Авт. свид. 258018, 1969 г.).
Способ имеет ограничения: требует длительной (до 5 суток) двухстадийной обработки щелочью, с последующей ее нейтрализацией соляной кислотой. Предусматривает энергоемкую, длительную сушку гидролизата. Расход щелочи велик - трехкратный от веса сырья. В результате длительного теплового, химического воздействия получают кормовую добавку с низкой белковой ценностью и высокой себестоимостью.
Известна белково-минеральная добавка для собак и способ ее получения из ингредиентов: мясо-костная (костная) мука, морковь, пивная дробина, картофель, мучка овсяная, торф природный верховой, ароматизатор «Честночный» или пищевая добавка «Мясная», соль поваренная. Способ получения добавки включает измельчение, смешивание ингредиентов, сушку, гранулирование. Сушку ведут при температуре 80-100°С в течение 50-60 мин (Патент RU 2191522 С1, 2002 г.).
Способ имеет ограничения: требует включения в кормодобавку большого количества дорогостоящей, быстропортящейся, мясо-костной (костной) муки (до 80%), излишне жидкой, малопитательной, быстропортящейся пивной дробины (до 8%), практически не усвояемого собаками торфа природного верхового (4,5%) из-за повышенного содержания в нем лигнина, клетчатки. Диапазоны применяемых температур не приводят к гидролизу кератиносодержащего сырья.
Наиболее близким к заявляемому решению является кормовая добавка из сырья животного происхождения и способ ее производства, предусматривающий обработку кератиносодержащего сырья, состоящего из ингредиентов, мас.%: отходов хромовых кож (97,0-99,9), нитрата натрия (0,1-3,0) путем экструдирования при 100-300° С и 1-40 МПа в течение 2-160 с (Патент RV 2203559, 2003 г.).
Недостатком указанного способа является недостаточное сжимание, разогревание и время продвижения исходного сырья в зазоре между стенкой пресс-экструдера и каналом рабочего органа экструдера-червяка, ведущее к неполному гидролизу коллагена кератиносодержащих отходов и снижению питательности конечной кормовой добавки. Предлагаемые диапазоны температуры (100-300°С), давления (1-40 МПа) и времени (2-160 с) не приводят к полному гидролизу дисульфидных связей (-S-S-) кератиновых белковых молекул кератиносодержащих отходов, поэтому протеолитические ферменты пищеварительных соков животных такую кормовую добавку плохо переваривают. Включение в кормовую добавку нитрата (нитрита) натрия вызывает у животных, и прежде всего у собак и зверей, генерализованный амидный токсикоз и метгемоглобинурию. Способ предусматривает, в основном, удаление токсических соединений хрома в кожевенных отходах, а не повышение кормовой питательности конечного продукта.
Задачей настоящего изобретения является создание способа получения высокопитательной кормовой добавки для собак и зверей на основе кератиносодержащих отходов, повышающей качество кормления, способствующей улучшению физиологического состояния животных.
Способ осуществляется следующим образом: кератиносодержащих отходы (рога, копыта, волос, щетина, перо, пух, кожа, уши, гольевая мездра, хромовая крошка и стружка, лапы, лобаши и пр.) совместно с другими ингредиентами кормодобавки (голозерный овес, морковь красная, жмых льняной, уксусная кислота ледяная, бентонит) засыпаются в роторный измельчитель в соотношениях, предусмотренных рецептом кормодобавки. Измельчаются до размера частиц 5-10 мм. Затем сырье поступает в сблокированный с измельчителем пресс-экструдер модели 2008 R INSTO-PROZ, имеющий следующие улучшенные характеристики: размер отверстий 0,5-1,0 см, скорость вращения шнека - 1250 об./мин, скорость подачи кормовой смеси - 1,2 т кг/ч. В пресс-экструдере на кормосмесь создается давление 60 МПа, а кормосмесь в результате трения разогревается до 450°С. Весь процесс прохождения кормосмеси через пресс-экструдер занимает 190 с. При выходе кормовой смеси из пресс-экструдера в результате перепада давления и температуры происходит эффект «взрыва», что разрушает полипептидные (-S-S-) связи трудногидролизуемого белка кератина кератиносодержащих отходов. Также разрушаются клетки крахмала голозерного ячменя, моркови красной. Крахмал становится более доступным для пищеварения. Уксусная кислота ледяная, соединенная с водой во время экструзии, проникает внутрь ингредиентов кормосмеси, делая их более вкусными и усвояемыми организмом собак и зверей. Из пресс-экструдера кормодобавка выходит в виде жгута. Жгут на выходе из пресс-экструдера измельчается однолопастным вентилятором на гранулы длиной - 1,0-2,0 см и диаметром 0,5-1,0 см. Далее готовые гранулы пневмотранспортером транспортируются в бункер для хранения, взвешивания и затаривания в мешки.
Вторым объектом изобретения является кормовая добавка для собак и зверей на основе кератиносодержащих отходов, характеризующаяся тем, что получена в соответствии со способом по п.1 и содержит следующий состав и питательность (%): кератиносодержащие отходы - 37,0; голозерный овес - 25,0; морковь красная - 7,0; жмых льняной - 18,0; уксусная кислота ледяная - 3,0; бентонит - 10,0. В 1 кг содержится: кормовых единиц - 1,1; переваримого протеина - 370 г; кальция - 26,5 г; фосфора - 17,2 г; крахмала - 120 г; жира - 140 г; сахара - 31 г; каротина - 60 мг. Сохранность - 7 мес.
Полученная кормовая добавка на основе кератиносодержащих отходов (КДКО) была существенно улучшена по составу и питательности. Произошло это за счет дополнительно введенных кормовых компонентов: голозерного овса, моркови красной, жмыха льняного, уксусной кислоты ледяной, бентонита. Характеристика используемых ингредиентов в новой кормовой добавке (КДКО) приведена ниже.
Кератиносодержащие отходы. К ним относятся: рога, копыта, лапы, лобаши, уши, волос, щетина, перо, пух, кожа, гольевая мездра, хромовая крошка, обрезь, стружка и пр. Запасы их значительны. Только мясная промышленность РФ ежегодно получает около 35 тыс. т кератиносодержащих отходов. Основным компонентов кератиносодержащих отходов является трудноусвояемый животный белок - кератин (до 90%). Кератин содержит все незаменимые аминокислоты, однако, в натуральном виде организмом животных не усваивается. Для повышения усвояемости кератин подвергается различным способам гидролизной обработки в вакуумгоризонтальных котлах под высоким давлением, с одновременным действием высокой температуры, щелочей, кислот, ферментов и других химикатов. Это дорого, опасно, технологически сложно. Учитывая важность проблемы обеспечения белком животных, работы в направлении совершенствования способов подготовки кератиносодержащих отходов весьма востребованы наукой и практикой.
Голозерный овес. Имеет высокую общую питательность (1,3 к.ед. в 1 кг). Содержит большое количество легкоусвояемого белка (208 г в 1 кг) с преимущественно незаменимыми аминокислотами: лизина - 5,8 г/кг; метионина - 3,2 г/кг; метионина + цистина - 5,0 г/кг, идущими в организме собак, зверей, в основном, на строение производных кожи, укрепление гладкой мускулатуры и связачно-суставного аппарата животных. Сумма основных аминокислот голозерного овса превышает пленчатый овес в 1,8 раза. Жиры (60 г в 1 кг) представлены дефицитными в кормлении ненасыщенными жирными кислотами: олеиновой - 48%, линолевой - 43%, линогеновой - 3%, что также свидетельствует о его высоких кормовых достоинствах. Голозерный овес, введенный в кормодобавку, поставляет в организм в 2,0 раза больше переваримого протеина, в 1,5 раза жира, в 1,4 раза сахара и в 1,3 раза крахмала, чем пленчатый овес. Особенность голозерного овса - существенно пониженное (в 6,5 раза) содержание труднопереваримой клетчатки (15 г/кг), чем у пленчатого овса, что обуславливает его высокие питательные свойства и усвояемость. Вводился в кормодобавку с целью снижения затрат на дорогостоящие белковые ингредиенты промышленного производства и укрепления здоровья собак и зверей.
Морковь красная. Ценный крахмалистый (7 г/кг), сахаристый (35 г/кг) и каротинный корм (250 мг/кг). В кормодобавку вводится для улучшения процесса экструзии и обогащения кормовой смеси крахмалом, сахаром, каротином. В процессе термической обработки в пресс-экструдере доступность каротина для животного организма повышается с 5 до 60%. С каждой молекулы каротина выходило две молекулы витамина А. В кормодобавку вводилась для повышения витаминной, углеводной питательности, придания оптимальной влажности кормосмеси, необходимой для парообразования на конечной стадии экструзии. Придает готовой кормовой добавке красноватый оттенок, привлекательный для собак и зверей.
Жмых льняной. Обладает высокими диетическими и питательными свойствами. Имеет высокую энергетическую (1,3 к.ед. в 1 кг), белковую (397 г протеина в 1 кг) ценность, богат витаминами и макромикро-элементами. По содержанию в белке аминокислот приближается к идеальному и, в том числе лимитирующих: лизина - 73%; метионина - 83%; лейцина - 84%. Жмых льняной является источником высокого содержания витаминов группы - «В»; «Е», ниацина, пантотеновой кислоты, фолиевой кислоты, биотина; микроэлементов - железа, марганца, цинка, меди, кобальта, молибдена; макроэлементов - калия, фосфора, магния. Имеет высокий уровень высокопитательных жиров (85 г в 1 кг), которые уникальны по своему составу за счет большого содержания лимитирующих в кормлении ненасыщенных жирных кислот: линоленовой - 50%; линолевой - 12%; олеиновой - 25%, что превосходит рыбий жир в 2 раза. Вводился, как высокопитательный белковый, жировой, витаминно-минеральный компонент с выраженным положительным протекторным действием на пищеварительную систему собак, зверей и их физиологическое состояние.
Уксусная кислота ледяная (ГОСТ 19814-74). Включалась в кормодобавку как эффективный пищевой консервант органических питательных веществ и в качестве кислого вкусового ингредиента, возбуждающего выделение пищеварительных соков в желудочно-кишечном тракте. Ее перечисленные положительные свойства длительно сохраняются за счет, введенного в кормодобавку, адсорбента бентонита, который обладает способностью поглощать дисперстные частицы уксусной кислоты ледяной и медленно их отдавать.
2
3
2
3
2
2
2
5
Бентонит - Природный минерал с высокой связующей, структурирующей, адсорбционной, влагопоглощающей способностью и сильно выраженной вязкостью, дисперстностью, набухаемостью. Хакасское месторождение «10-й Хутор» бентонитов относится к монтиориллотиповому типу. Открыто в 1976 году в Черногорском районе республике Хакасия. Обладает уникальными кормовыми свойствами: влагопоглащающими, адсорбционными, каталитическими, детоксикационными и пролонгирующими. В процессе экструзии бентонит способствует лучшему прохождению кормовой смеси через пресс-экструдер, гомогенно связывает компоненты кормодобавки, что предупреждает разрушение готовых гранул, обеспечивает более длительное их хранение. Химический состав его представлен следующими основными минеральными элементами (%): AlO-17; СаО-6; FO-9; KO-1; NaO-5; PO-1,1; MgO-3; S-1,4. В кормовую добавку вводится для связывания излишка влаги, кератиносодержащих отходов, голозерного овса, моркови красной, одновременно выполняя роль пластификатора, обеспечивающего продвижение кормовой смеси по пресс-экструдеру. Обогащает кормовую смесь полезными минералами: двухвалетным железом, кальцием, натрием, фосфором, магнием, серой.
ПРИМЕР. Сравнительное изучение способов получения кормовой добавки для собак и зверей на основе кератиносодержащих отходов проводилось в Мининском центре собаководства и в ЗАО племзавод «Соболевский» Красноярского края. Готовый кормовой продукт скармливался сукам кавказской овчарки и самкам американской норки. У овчарок, норок контрольной (прототипной) группы 5% основного рациона (ОР) было заменено известной кормовой добавкой из отходов хромовых кож (КДОХК), а у опытных групп 5% ОР новой кормовой добавкой на основе кожевенных отходов (КДКО) с рецептурой и питательностью, указанной в таблице 1. В сравнении с прототипной, новая кормовая добавка (КДКО) оказалась значительно предпочтительнее по питательности и качеству для собак и норок. Она в 1,8 раза содержала больше кормовых единиц, в 2,2 раза переваримого протеина, в 2,0 раза кальция, в 120 раз крахмала, в 26 раза жира, в 31 раз сахара, в 60 раз каротина, при сохранности на 5 месяцев продолжительнее и себестоимости 1 т на 3,9 тыс. рублей (в 1,3 раза) ниже.
Результаты испытаний прототипной и новой кормовых добавок на суках кавказской овчарки и самках американской норки приведены в таблице 2.
Данные экспериментов показали, что суки кавказской овчарки опытной группы, которым скармливали КДКО, имели лучшую переваримость рациона (на 10,3%), повышенную оплодотворяемость (на 20,0%) и живую массу к концу опыта (на 13,6%). Продолжительность линьки у них была на 9 дней короче при отсутствии нитратов, метгемоглобулинов в крови. У опытных самок американской норки отмечались более высокие показатели по сравнению с аналогами из контрольной группы: по переваримости рациона (на 7,4%), по оплодовторяемости (на 18%), по живой массе (на 7,6%). Продолжительность линьки у них была на 8 дней короче, при отсутствии нитратов, метгемоглобулина в крови. Норки, поедающие КДКО, имели оценку меха на 1,3 балла (на 35,1%) выше по цвету и на 1,5 балла (на 42,9%) по общему виду.
Таблица 1
Состав и питательность прототипной и новой кормовой добавки
Показатель
Кормодобавка
прототипная (КДОХК)
новая (КДКО)
Компонент (мас.%):кератиносодержащие отходы
97
37
голозерный овес
-
34
морковь красная
-
7
жмых льняной
-
12
кислота уксусная ледяная
-
3
бентонит
-
7
нитрат натрия
3
-
В 1 кг содержится:
кормовых единиц
0,62
1,1
переваримого протеина, г
165
370
кальция, г
13,2
26,5
фосфора, г
17,1
17,2
крахмала, г
-
120
жира, г
55
140
сахара, г
-
31
каротина, мг
-
60
Сохранность, мес.
2
7
Себестоимость 1 т, тыс. руб.
16,3
12,4
Таблица 2
Результаты испытаний прототипной (контрольная группа) и новой (опытная группа) добавки на собаках и норках
Показатель
Группа
контрольная (ОР+5% КДОХК)
опытная (ОР+5% КДКО)
Суки кавказской овчарки
Число животных
9
9
Переваримость органического вещества рациона, %
65,1
75,4
Оплодотворяемость, %
70
90
Живая масса собак к концу опыта, кг
22
25
Продолжительность линьки, дн.
28
19
Содержание нитратов в крови, г %
3,3
отсутствуют
Содержание метгемоглобина в крови, %
2,1
отсутствует
Самки американской норки
Число животных
50
50
Переваримость органического вещества рациона, %
62,7
70,1
Оплодовторяемость, %
67
85
Живая масса норок к концу опыта, кг
6,6
7,1
Продолжительность линьки, дн.
25
17
Содержание нитратов в крови, мг %
2,1
отсутствуют
Содержание метгемоглобина в крови
1,9
отсутствует
Оценка меха (в баллах):
цвет
3,7
5,0
общий вид
3,3
5,0