СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МУЛЬТИЭНЗИМНОГО ПРОДУКТА ИЗ БОБОВОГО ЗЕРНА
METHOD OF PRODUCTION OF MULTI-ENZYMATIC PRODUCT FROM LEGUMINOUS GRAIN

Способ получения мультиэнзимного продукта из бобового зерна, а именно пророщенного гороха, относится к отрасли производства высокоактивных растительных гидролаз, используемых для осахаривания зерновых кормов. Потребность в растительных ферментах обусловлена необходимостью устранения дефицита сахаров (моно- и дисахаридов) в рационах крупного рогатого скота, вызывающего нарушение рубцового пищеварения, развитие кетозов, снижение продуктивности и резистентности организма животных.
Известны способы получения мультиэнзимного продукта, включающие промывку, замачивание, проращивание и диспергирвание зерна (см. а.с. СССР №360065, патент РФ №2005775). Однако данные способы энергозатратны, а получаемый мультиэнзимный продукт обладает низкой полисахаридазной активностью.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения многоферментного продукта для кормовых смесей (патент РФ 2173058, кл. A23K 1/00, 1/165), предусматривающий отбор и удаление некачественных зерен путем их погружения в дезинфицирующий 1,5-3,0%-ный раствор хлорида натрия, замачивание отобранных зерен в воде и инкубирование зерна при относительной влажности 95% (см. патент РФ №2173058). Известный способ также отличается высокой энергоемкостью, а полученный продукт при его повышенной фитазной активности характеризуется невысокой полисахаридазной активностью.
Задачей настоящего изобретения является получение мультиэнзимного продукта из бобового зерна, обладающего высокой полисахаридазной активностью, при низких энергетических затратах.
Поставленная задача достигается тем, что производится отбор и удаление некачественных зерен путем их погружения в дезинфицирующий 1,5-3,0%-ный раствор хлорида натрия, замачивание отобранных зерен в воде до влажности зерна 65% и инкубирование зерна при температуре 18-22°C и относительной влажности 95% в течение 7 суток. Способ дополнительно включает консервацию диспергированного продукта в 4%-ном растворе хлорида натрия при соотношении 1:1. В качестве бобового зерна используют горох.
Способ осуществляют следующим образом.
Зерно гороха, хранящееся в зернохранилище, подается на устройство для просеивания, на котором удаляют разрушенные и поврежденные зерна. После чего отобранные зерна дезинфицируют в солевом растворе, в дальнейшем используют только те зерна, которые погружаются в 1,5-3,0%-ный раствор хлорида натрия. Отобранные зерна замачивают в воде до приобретения ими влажности 65% и передают в инкубатор, снабженный стеллажами, термометром и гигрометром, для проращивания. Инкубирование зерна осуществляют при температуре 18-22°C и относительной влажности воздуха 95% в течение 7 суток.
По истечении срока пророщенные зерна собирают и диспергируют до получения однородной суспензии и разбавляют 4%-ным раствором хлорида натрия в соотношении 1:1. Полученный продукт годен для употребления в течение 2 суток без потери ферментативной активности.
Обработка исходных зерен 1,5-3,0%-ным раствором хлорида натрия предотвращает развитие микрофлоры, в частности плесневых грибов. Меньшие концентрации хлорида натрия не обеспечивают полной дезинфекции, а концентрации свыше 3,0% являются избыточными.
Замачивание зерен в воде до влажности 65% является оптимальным и обеспечивает интенсивное проращивание гороха. При влажности 55-60% интенсивность проращивания снижается, а при влажности свыше 65% происходит слущивание семенной кожуры и нарушение генетического механизма прорастания.
Инкубирование горохового зерна в интервале температуры 18-22°C позволяет добиться максимального накопления полисахаридаз, тогда как более низкая или более высокая температура снижают полисахаридазную активность.
Инкубирование горохового зерна при относительной влажности воздуха 95% минимизирует испарение воды с поверхности проращиваемой массы зерна, тогда как снижение относительной влажности воздуха ускоряет процесс испарения.
В процессе проращивания горохового зерна общая полисахаридазная активность постепенно возрастает в течение 7 суток и в дальнейшем начинает снижаться, поэтому 7-суточный цикл проращивания дает наибольший выход растительных гидролаз.
Консервация диспергированного мультиэнзимного продукта в 4%-ном растворе хлорида натрия при соотношении 1:1 дает в итоге 2%-ную концентрацию хлорида натрия, которая обеспечивает стабилизацию ферментов и предупреждает развитие микрофлоры.
Примеры сравнительного изучения общей полисахаридазной активности по накоплению сахаров в субстрате на примере ячменного, ржаного, горохового солода и ферментного препарата МЭК СХ-2 представлены ниже.
Размолотый зерновой субстрат (горох, ячмень, овес, рожь, отруби, зерносмесь (50% рожь +30% ячмень +20% овес) с дисперсностью 0,5 мм при гидромодуле 3:1 нагревали до 60°C, затем вносили ячменный, ржаной, гороховый солод (мультиэнзимный продукт) и ферментный препарат МЭК СХ-2 в дозе 0,1% (по сухому веществу). Обработку вели при постоянном перемешивании и заданной температуре в течение 3-х часов.
Пример 1 (с использованием свежего солода ячменя)
После обработки зерновых субстратов накопление сахаров в субстратах составило, г/кг сухого вещества:
горох - 221,0±4,2; ячмень - 130,5±1,3; овес - 120,7±0,4; рожь - 98,7±0,5; отруби пшеничные - 175,7±3,8; зерносмесь (50% рожь +30% ячмень +20% овес) - 155,5±1,4.
Пример 2 (с использованием свежего солода ржи)
Накопление сахаров в субстратах составило, г/кг сухого вещества:
горох - 213,5±2,3; ячмень - 133,5±1,6; овес - 103,5±1,6; рожь - 67,9±0,9; отруби пшеничные - 214,9±1,7; зерносмесь (50% рожь +30% ячмень +20% овес) - 158,5±0,9.
Пример 3 (с использованием свежего солода гороха)
Накопление сахаров в субстратах составило, г/кг сухого вещества:
горох - 165,0±0,5; ячмень - 240,0±5,0; овес - 210,0±1,0; рожь - 231,0±1,4; отруби пшеничные - 259,0±2,2; зерносмесь (50% рожь +30% ячмень +20% овес) - 335,0±5,0.
Пример 4 (с использованием препарата МЭК СХ-2)
Накопление сахаров в субстратах составило, г/кг сухого вещества:
горох - 251,6±1,1; ячмень - 208,3±1,4; овес - 167,2±1,3; рожь - 285,1±0,7; отруби ржаные - 298,2±2,4; зерносмесь (50% рожь +30%) ячмень +20% овес) - 239,7±1,1.
Пример 5 (с классическим осолаживанием)
Накопление сахаров в субстратах составило, г/кг сухого вещества:
горох - 211,3±0,8; ячмень - 120,3±0,3; овес - 130,7±0,4; рожь - 106,0±1,6; отруби ржаные - 231,2±0,8; зерносмесь (50% рожь +30%) ячмень +20% овес) - 133,0±1,6.
В таблице 1 представлены сравнительные данные о полисахаридазной активности (сумма моно- и дисахаридов, мг/мин/г) на основании вышеуказанных примеров.
Таблица 1
Ферментативный источник (0,1% от сухого вещества)
Активность, мг/мин/г
% к ячменному солоду
Ячменный солод
86,39
100
Ржаной солод
88,05
102
Гороховый солод
186,11
215
Препарат МЭК СХ-2
133,17
154
Как видно из таблицы, общая полисахаридазная активность горохового солода превышает показатель ячменного солода на 115%, ржаного солода - на 113%, препарата МЭК СХ-2 - на 61%.
Результаты использования корма, обработанного мультиэнзимным продуктом, подготовленным заявляемым способом, на примере откармливаемых бычков представлены ниже.
Опыт проведен на 100 бычках черно-пестрой породы, сформированных в 2 группы - контрольную и опытную, по 50 в каждой. Бычки обеих групп получали основной рацион, обеспечивающий получение 800-900 г суточного прироста живой массы, но с дефицитом 254 г сахара. Зерновая часть рациона бычков опытной группы подвергалась ферментативной обработке с использованием мультиэнзимного продукта из гороха, сахаро-протеиновое отношение соответствовало норме и было равно 1:1. Животных взвешивали в начале и конце опыта, длительность которого составила 120 дней. В таблице 2 представлены данные о продуктивности животных контрольной и опытной групп.
Таблица 2
Показатель
Ед. изм.
Группа
контрольная
опытная
Живая масса на начало опыта
кг
348,8±7,6
348,2±4,5
Живая масса на конец опыта
кг
451,3±7,6
468,3±4,1
Прирост живой массы
кг
102,5±2,2
120,1±1,5
Суточный прирост живой массы
г
854,2
1000,8
Общий прирост живой массы по группе
ц
51,25
60,05
% к контрольной группе
100,0
117,2
Как видно из таблицы, за 120 дней опытного периода установлено повышение продуктивности бычков опытной группы на 17,2% по сравнению с показателем бычков контрольной группы. Животные в контрольной группе на 1 кг прироста живой массы затратили 8,43 кормовых единиц, а в опытной группе - 7,14 кормовых единиц, что меньше на 15,3%.
Таким образом, растительные гидролазы горохового солода могут быть эффективно использованы для ферментативной обработки зерновых кормов с целью обогащения рационов крупного рогатого скота сахаром в необходимом количестве. Ферментный продукт обладает широким спектром амилазной, пуллуланазной, гликозидазной, фруктофуранозидазной, целлюлазной, гемицеллюлазной, ксиланазной, пектиназной, протеазной, липазной, фосфатазной активности. Продукт, подготовленный предлагаемым способом, безопасен и нетоксичен для животных. Гороховый солод может конкурировать с большинством апробированных на рынке ферментных препаратов бактериального и грибного происхождения. Проращивание гороха можно организовать в любом хозяйстве, стоимость горохового солода на порядок ниже стоимости ферментных препаратов, продаваемых на рынке. Для его производства не требуется специальное оборудование.