СУХАЯ БЕЛКОВАЯ ФРАКЦИЯ ИЗ ШРОТА СЕМЯН МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР
DRY PROTEIN FRACTION FROM OILSEED MEAL

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области фракционирования белкового комплекса шрота масличных культур, в частности шрота семян Brassica L. и/или подсолнечника.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Шрот масличных культур получают из семян масличных культур путем измельчения до образования муки. Масло из семян масличных культур может быть экстрагировано частично или полностью. При этом образуется «прессованный жмых» или (частично) «обезжиренный шрот», известные в данной области техники. Для получения обезжиренного шрота могут быть применены растворители, например гидрофобные растворители, такие как пентан, гексан и/или другие хладагенты, например йодтрифторметан (ITFM) и R134a (1,1,1,2-тетрафторэтан), для удаления или уменьшения остаточного содержания масла из жмыха. При использовании таких органических растворителей содержание масла, оставшегося в прессованном жмыхе, является остаточным (т.е., находится в диапазоне от 0,1 мас % до 4 мас % от общей массы прессованного жмыха).
Шрот масличных культур обладает привлекательными питательными свойствами в качестве корма для животных, однако в доступных в настоящее время кормах для животных уровень белка составляет от 27 мас % до 40 мас %. Актуальной целью является достижение содержания белка в кормах для животных по меньшей мере 50 мас %. Другой актуальной целью является получение фракции с низким содержанием клетчатки.
В течение последних нескольких десятилетий наблюдается заметный рост производства аквакультур, и в ближайшие годы их производство будет продолжать увеличиваться для удовлетворения растущего спроса на безопасные, здоровые и пригодные к употреблению морепродукты. Перед будущим развитием сферы производства кормов для животных, включая корма для аквакультур, стоят сложные задачи, поскольку традиционные источники высококачественных кормовых ингредиентов не смогут удовлетворить увеличивающийся спрос. Необходимы новые ингредиенты, служащие стабильными источниками белка и жиров.
Для переработки шрота семян масличных культур с целью увеличения содержания белков могут быть реализованы два основных процесса: экстракция жидкостью и сухая экстракция (фракционирование). В процессе экстракции жидкостью используется растворитель, например вода, для извлечения белков из (обычно обезжиренного) шрота семян масличных культур путем растворения, разделения и концентрации. Такие процессы требуют значительных затрат энергии и растворителя (воды), но, тем не менее, наиболее часто используются для получения экстрактов с высоким содержанием белков.
Сухое фракционирование осуществляется путем разделения тонкоизмельченных сухих порошков или муки, полученных, по меньшей мере, частично из обезжиренного шрота из очищенных или неочищенных от шелухи семян масличных культур. Одним из способов разделения содержащих клетчатку семян масличных культур на фракции с различным содержанием клетчатки является использование электростатической сепарации, осуществляемой в проводящем ток вращающемся барабанном сепараторе при тангенциальной частоте вращения барабана в диапазоне от 1,5 м/с до 3 м/с и напряжении в диапазоне от 5 кВ до 40 кВ, как раскрыто в патентной публикации ЕР 1908 355. Другим способом, известным для отделения несгоревшего угля от летучей золы, но который также может быть использован для отделения муки от отрубей, является использование трибосепарации, осуществляемой с помощью электростатического сепаратора ленточного типа, например, описанного в патентной публикации WO2012/031080. Физическими свойствами, которые используются при сухом процессе, являются различные электростатические заряды частиц измельченной муки в зависимости от их состава. Шрот из измельченных семян масличных культур состоит из смешанных частиц, являющихся комбинацией материалов, и включает частицы с высоким содержанием белка и частицы с высоким содержанием отрубей и клетчатки. Чем меньше размер частиц, тем чище каждая из них. В зависимости от своего состава каждая подвергающаяся трению частица заряжается, и частицы, обладающие сходными характеристиками заряда и массы, могут быть разделены с помощью электромагнитного поля. В настоящее время этот принцип успешно применяется в системе ленточных сепараторов. В соответствии с такой системой смесь частиц загружается на ленту между электродами, где она подвергается воздействию электрического поля, создаваемого электродами. В результате положительно заряженные частицы, подвергнутые воздействию электрического поля, движутся в направлении отрицательного электрода, а отрицательно заряженные частицы - в направлении положительного электрода. Движущиеся в противоположном потоку направлении сегменты ленты смещают электроды в противоположных направлениях, что приводит к перемещению компонентов смеси частиц к соответствующим точкам выгрузки на обоих концах сепаратора. В итоге каждая частица перемещается к одной стороне системы с помощью движущейся противоположно потоку ленты, которая выполняет в определенной степени сепарацию смеси частиц. Однако, ввиду сложного состава и размера, органические частицы проявляют свойства, отличные от свойств минеральных частиц, и их трудно разделить и концентрировать согласно этому способу. Например, вертикальные параллельные электростатические сепараторы быстро покрываются слоем заряженного порошка, что приводит к снижению эффективности разделения электростатического сепаратора.
В настоящее время установлено, что процесс по изобретению, в котором используется трибосепарация (или трибоэлектростатическая сепарация), позволяет получить композицию из семян масличных культур, которая либо содержит большое количество белков и небольшое количество клетчатки и/или небольшое количество белков и большое количество клетчатки по сравнению с соответствующим относительным количеством белков и клетчатки, содержащихся в исходном материале, например в шроте семян масличных культур.
Следовательно, конкретным примером осуществления изобретения является фракция из шрота семян масличных культур с высоким содержанием белка, которая получается или может быть получена путем электростатической сепарации согласно указанного способа, включающего в себя следующие этапы:
50
а) подачу порошка измельченных частиц шрота семян масличных культур, причем, указанные измельченные частицы имеют D в диапазоне от 400 мкм до 10 мкм и содержание влаги от 2 мас % до 15 мас % в пересчете на общую массу указанного порошка, в устройство для электростатической сепарации, которое содержит:
- загрузочный шлюз,
- по меньшей мере два параллельных, расположенных на расстоянии друг от друга электрода, установленных горизонтально относительно друг друга, один из указанных электродов является верхним, а другой - нижним, и межэлектродный зазор между которыми определяется, как расстояние между двумя указанными электродами,
- ленту, движущуюся в основном в горизонтальном направлении, причем указанная лента расположена по меньшей мере частично в указанном зазоре между указанными расположенными на расстоянии друг от друга электродами, вышеуказанная лента образует непрерывную продольную петлю с двумя концами и имеет две расположенные противоположно части движущейся ленты, которые движутся в противоположных направлениях для перемещения частиц указанного порошка к краю указанной ленты,
- первую улавливающая емкость сообщающуюся по текучей среде, с одним из концов указанной ленты для сбора частиц, падающих с указанной ленты с этого конца;
b) применение электрического поля между указанными электродами путем приложения к указанным электродам разности потенциалов от 2 кВ до 8 кВ;
c) скорость движения указанной ленты от 15 м/с до 25 м/с, предпочтительно от 15 м/с до 20 м/с;
d) подачу указанного порошка измельченных частиц к указанной движущейся ленте через загрузочный шлюз, расположенный в непрерывной продольной петле; и
е) извлечение указанной фракции белка из указанной первой улавливающей емкости; причем, указанный шрот семян масличных культур представляет собой шрот семян подсолнечника или семян Brassica L., предпочтительно шрот семян подсолнечника.
Brassica L. предпочтительно содержит Brassica napus L., Brassica napus var. napus (семена рапса или канолы), Brassica carinata, Brassica oleracea, Brassica rapa, Brassica nigra, более предпочтительно Brassica napus L., Brassica napus var. napus, Brassica carinata, еще более предпочтительно Brassica napus var. napus. Термин подсолнечник относится к Helianthus annuus.
Выражение «с высоким содержанием белка» обычно указывает на тот факт, что содержание белка в композиции или фракции по изобретению выше, чем содержание белка в исходном шроте семян масличных культур.
Выражение «сухое вещество» обычно используется для описания той части композиции, фракции или вещества, которая останется, если вся содержащаяся в ней вода будет удалена.
Шрот семян масличных культур получают в результате извлечения масла семян. Этот термин охватывает все известные процессы экстракции, такие как использование механического давления, которое может сочетаться с применением либо органического (химического) экстрагента (например, гексана), и/или с повышенной температурой. Согласно одному из вариантов изобретения может быть использован органический экстрагент, хотя предусматривается, что ни один органический (химический) экстрагент не используется в процессе, особенно если богатая белком композиция предназначена для потребления человеком. Предпочтительно, чтобы шрот семян масличных культур или «жмых» для фракционирования был обезжирен, т.е. содержал очень мало масла (например, менее 5 мас. % в пересчете на массу, предпочтительно менее 2 мас. % от общей массы шрота).
Предпочтительно также, чтобы шрот из семян масличных культур был получен из очищенных от шелухи семян.
Предпочтительно шрот семян масличных культур, используемый в качестве исходного материала, имеет содержание (в пересчете на массу) белка по меньшей мере 20 мас %, в частности по меньшей мере 30 мас % от общей массы шрота семян масличных культур.
При использовании шрота семян подсолнечника предпочтительно использовать шрот с содержанием белка от 28,0 мас % до 40,0 мас %, в частности от 34,0 мас % до 39,0 мас %, например 37,3 мас %. При использовании шрота семян Brassica L предпочтительно использовать шрот с содержанием белка от 25,0 мас % до 35,0 мас %, в частности от 31,0 мас % до 33,0 мас %, например 32,5 мас %.
50
50
50
90
50
90
50
90
По изобретению фракцию с высоким содержанием белка можно получить способом электростатической сепарации, также известным как «трибосепарация». Этот способ применяется к сухим частицам шрота семян масличных культур в качестве исходного материала. Термин «сухой» в случае применения к фракции или композиции согласно изобретения относится к содержанию влаги, которое обычно ниже 15 мас %, более конкретно ниже 10 мас. %. При этом шрот из семян масличных культур обычно измельчают. Шрот семян масличных культур может быть измельчен с помощью мельницы с классификатором, струйной мельницы, центробежно-ударной мельницы тонкого помола, стержневой мельницы или мельницы с воздушным классификатором. Средний размер частиц порошка или гранулометрический состав частиц может варьироваться. Предпочтительно измельченные частицы имеют D менее или равный 50 мкм, предпочтительно менее или равный 25 мкм. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения гранулометрический состав частиц представляет собой D, значение которого может варьироваться от 10 мкм до 300 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 200 мкм. Предпочтительно использовать D в диапазоне от 10 мкм до 100 мкм, более предпочтительно от 10 мкм до 50 мкм и еще более предпочтительно от 20 мкм до 30 мкм. Согласно другому предпочтительному варианту реализации изобретения гранулометрический состав частиц представляет собой D, который может варьироваться в диапазоне от 500 мкм до 50 мкм, предпочтительно от 300 мкм до 60 мкм, более предпочтительно от 150 мкм до 50 мкм. Использование комбинации следующих значений D и D от 20 мкм до 30 мкм и от 60 мкм до 300 мкм соответственно позволяет получить особенно хорошие результаты при фракционировании белка шрота Brassica L. Использование комбинации следующих значений D и D от 30 мкм до 70 мкм и от 70 мкм до 150 мкм соответственно позволяет получить особенно хорошие результаты при фракционировании белка подсолнечного шрота.
Устройство, используемое для электростатической сепарации, состоит по меньшей мере из одного загрузочного шлюза, который обычно располагается выше местоположения ленты/электрода, предпочтительно вертикально. Загрузочный шлюз устройства имеет эффективную внутреннюю конфигурацию, обеспечивающую увеличение электростатических зарядов частиц шрота семян масличных культур, падающих через шлюз. Например, загрузочный шлюз может иметь достаточную длину и содержать выступы, сетки или гофрированные участки на внутренней поверхности, или достаточный объем, чтобы обеспечить такой эффект электростатического заряда. Если интересующая фракция представляет собой фракцию с высоким содержанием белка, то загрузочный шлюз предпочтительно располагают близко или ближе к устройству для сбора фракции с высоким содержанием белка, а, если интересующая фракция представляет собой фракцию с высоким содержанием клетчатки, то загрузочный шлюз предпочтительно располагают близко или ближе к устройству для сбора указанной фракции с высоким содержанием клетчатки, чтобы увеличить массовый выход указанной фракции, содержащей белок или клетчатку соответственно.
Расстояние или пространство между двумя электродами, «межэлектродный зазор» может варьироваться от 0,5 см до 2 см. Предпочтительно, чтобы это расстояние составляло от 1,1 см до 1,3 см и в частности 1,2 см. Верхний электрод может иметь положительную полярность, а нижний - отрицательную, или наоборот.
Разность потенциалов, приложенных к электродам, может быть в диапазоне от 2 кВ до 8 кВ, предпочтительно от 5 кВ до 7 кВ и более предпочтительно около 6 кВ.
Лента движется в основном в горизонтальном направлении, и большая часть используемой поверхности ленты движется в соответствии с горизонтальным направлением. Лента расположена по меньшей мере частично между межэлектродным зазором. Размеры ленты/электродов могут варьироваться в зависимости, в частности, от количества обрабатываемых частиц шрота семян масличных культур. Специалист знает, как увеличить или уменьшить такие характеристики. Лента изготовлена из эластомерного материала того типа, который обычно используется для этого типа устройств. Лента может быть преимущественно открытой сетчатой конструкции или иметь конфигурацию ячеек, как раскрыто в патентной публикации WO 98/31469.
Скорость ленты, транспортирующей частицы, может варьироваться, хотя для проведения высокоэффективного сепарирования предпочтительнее высокая скорость. Такая скорость должна быть по меньшей мере 3 м/с, предпочтительно не менее 15 м/с и более предпочтительно 20 м/с. Использование скорости в диапазоне от 18 м/с до 21 м/с обеспечивает особенно хорошие результаты.
На крайнем конце ленты положительно заряженные частицы с высоким содержанием белка, которые были перемещены частью ленты, расположенной ближе всего к отрицательно заряженному электроду, достигают точки, в которой лента выходит из области действия электрода, и падают с ленты. Первая емкость (24), расположенная в этой точке, собирает падающие частицы, которые затем образуют фракцию с высоким содержанием белка.
Процесс фракционирования или сепарации может быть выполнен несколько раз. В соответствии с вариантом реализации изобретения этапы а) - е) проводят для белковой фракции, выделенной со стадии е), по меньшей мере один раз. Такой процесс позволяет получить фракцию, которую можно назвать вторым «проходом».
Выражение «фракция с высоким содержанием белка» в контексте изобретения представляет собой количество порошка семян масличных культур, в частности из шрота семян масличных культур, получаемое в результате процесса фракционирования. При таком процессе исходный материал разделяется на фракции, состав которых меняется в зависимости от градиента. Фракции собирали на основе различий в специфических свойствах отдельных компонентов, в данном случае - электростатических зарядов.
Среднее увеличение содержания белка в пересчете на массу, которое может быть получено по меньшей мере выше 4 мас %, обычно выше 5 мас %, предпочтительно выше 9 мас % и даже до 15 мас % или более (например, 21 мас %).
Содержание белка
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению имеет содержание белка (мае/мае сухого вещества) в диапазоне от 44 мас % до 60 мас %, более предпочтительно от 48 мас. % до 60 мас %, еще более предпочтительно от 50 мас. % до 60 мас % от общей массы сухого вещества этой фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF EN ISO 16634 (2008).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. по изобретению имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества), измеренное в соответствии со стандартом, в диапазоне от 40 мас % до 50 мас %, более предпочтительно от 42 мас % до 50 мас %, еще более предпочтительно от 45 мас % до 50 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF EN ISO 16634 (2008).
Содержание кислотно-детергентного лигнина (КДЛ)
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению имеет содержание КДЛ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 0,5 мас % до 5 мас %, более предпочтительно от 2 мас % до 5 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. по изобретению имеет содержание КДЛ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1,5 мас. % до 4 мас %, более предпочтительно от 2 мас % до 3,5 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Содержание целлюлозы
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению имеет содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 15 мас %, более предпочтительно от 4 мас. мас % до 10 мас. мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V03-040 (1993).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. по изобретению имеет содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 6 мас % до 11 мас %, более предпочтительно от 6 мас % до 9 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V03-040 (1993). Минеральные (неорганические) вещества
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению имеет содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 6,5 мас % до 10 мас %, более предпочтительно от 6,5 мас % до 9 мас %, еще более предпочтительно от 6,5 мас % до 8 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-101 (1977).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. по изобретению имеет содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 5,5 мас % до 8 мас %, более предпочтительно от 5,5 мас % до 7 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-101 (1977).
Нейтрально-детергентная клетчатка (НДК)
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению имеет содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 8 мас % до 38 мас %, более предпочтительно от 16 мас % до 38 мас %, еще более предпочтительно от 16 мас % до 25 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. по изобретению имеет содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 38 мас %, более предпочтительно от 22 мас % до 30 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Кислотно-детергентная клетчатка (КДК)
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению имеет содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 5 мас % до 20 мас %, более предпочтительно от 8 мас % до 20 мас %, еще более предпочтительно от 8 мас % до 14 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Предпочтительно, фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. по изобретению имеет содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 10 мас % до 20 мас %, более предпочтительно от 12 мас % до 15 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Распределение частиц по размерам
50
50
90
50
90
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению представляет собой порошок, состоящий из частиц. Предпочтительно распределение частиц по размерам представляет собой показатель D, значение которого может варьироваться в диапазоне от 10 мкм до 300 мкм, предпочтительно - от 10 мкм до 200 мкм. Более предпочтительно D находится в диапазоне от 30 мкм до 70 мкм. Кроме того предпочтительно, чтобы порошок также характеризовался показателем D, значение которого может варьироваться в диапазоне от 50 мкм до 500 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 300 мкм, более предпочтительно от 50 мкм до 150 мкм. Использование комбинации следующих значений D и D в диапазонах от 30 мкм до 70 мкм и от 50 мкм до 150 мкм соответственно позволяет получить особенно хорошие результаты. Эти значения измеряли с помощью оборудования Malvern методом лазерной дифракции с использованием метода сухой дисперсии (т.е. частицы диспергировали в воздухе).
50
50
90
50
90
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L по изобретению представляет собой порошок, состоящий из частиц. Предпочтительно распределение частиц по размерам представляет собой показатель D, значение которого может варьироваться в диапазоне от 10 мкм до 300 мкм, предпочтительно - от 10 мкм до 200 мкм. Более предпочтительно D находится в диапазоне от 30 мкм до 70 мкм. Кроме того, предпочтительно, чтобы порошок также характеризовался показателем D, значение которого может варьироваться в диапазоне от 50 мкм до 500 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 300 мкм, более предпочтительно от 50 мкм до 100 мкм. Использование комбинации следующих значений D и D в диапазонах от 30 мкм до 70 мкм и от 50 мкм до 100 мкм соответственно позволяет получить особенно хорошие результаты. Эти значения измеряли с помощью оборудования Malvern методом лазерной дифракции с использованием метода сухой дисперсии (т.е. частицы диспергировали в воздухе).
Содержание влаги
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению имеет содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % от общей массы указанной фракции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-109 (октябрь 2011).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. по изобретению имеет содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % от общей массы указанной фракции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-109 (октябрь 2011).
Содержание жиров
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению имеет содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с европейским стандартом СЕЕ 98/64 (1998).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. по изобретению имеет содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с европейским стандартом СЕЕ 98/64 (1998).
В конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника содержит белок и лигнин в упомянутых выше количествах.
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 44 мас % до 60 мас % и содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) от 2 мас % до 5 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Предпочтительно содержание белка (мас/мас сухого вещества) составляет от 50 мас % до 60 мас %, а содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) - от 3 мас % до 4 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 44 мас % до 60 мас %, содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2 мас % до 5 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 15 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 6,5 мас % до 9 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 16 мас % до 38 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 8 мас % до 20 мас %, гранулометрическое распределение частиц D50 в диапазоне от 10 мкм до 300 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
50
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 50 мас % до 60 мас %, содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 3 мас % до 4 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 10 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 6,5 мас % до 8 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 16 мас % до 25 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 8 мас % до 14 мас %, гранулометрическое распределение частиц D в диапазоне от 30 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 30 мкм до 70 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
50
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из подсолнечника имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 50 мас % до 60 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 10 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 6,5 мас % до 10 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 8 мас % до 13 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 0,5 мас % до 10 мас %, гранулометрическое распределение частиц D в диапазоне от 30 мкм до 100 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1 мас % до 3 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
В конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. содержит белок и лигнин в упомянутых выше количествах.
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 40 мас % до 50 мас % и содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) от 1,5 мас % до 4 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Предпочтительно содержание белка (мас/мас сухого вещества) составляет от 45 мас % до 50 мас %, а содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) - от 2 мас % до 3,5 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 40 мас % до 50 мас %, содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1,5 мас % до 4 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 6 мас % до 11 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 5,5 мас % до 8 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 38 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 10 мас % до 20 мас %, гранулометрическое распределение частиц D50 в диапазоне от 10 мкм до 300 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1,5 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
50
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием белка из Brassica L. имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 45 мас % до 50 мас %, содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2 мас % до 3,5 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 6 мас % до 9 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 5,5 мас % до 7 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 30 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 12 мас % до 15 мас %, гранулометрическое распределение частиц D в диапазоне от 30 мкм до 70 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1,5 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
Фракция с высоким содержанием клетчатки
Как можно легко понять, в процессе трибосепарации частицы с низким содержанием белка отделяются от частиц с высоким содержанием белка. Эти частицы с низким содержанием белка (с высоким содержанием клетчатки) также могут быть извлечены. Действительно, поскольку эти частицы заряжены отрицательно, они будут перемещаться и транспортироваться к противоположному краю ленты с помощью электродно-ленточного сепаратора. Для сбора порошка из частиц, падающего с противоположного конца сепарирующей ленты, может быть предусмотрена вторая улавливающая емкость, имеющая соединение, позволяющее передавать текучую среду, с указанным противоположным краем сепарирующей ленты. Собранные частицы образуют фракцию с высоким содержанием клетчатки. Такая фракция с высоким содержанием клетчатки из шрота семян подсолнечника или семян Brassica L также является объектом изобретения.
Содержание белка
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас %, более предпочтительно от 25 мас % до 32 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF EN ISO 16634 (2008).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. по изобретению имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас %, более предпочтительно от 25 мас % до 32 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF EN ISO 16634 (2008).
Содержание кислотно-детергентного лигнина (КДЛ)
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению имеет содержание КДЛ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 5 мас % до 15 мас %. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. по изобретению имеет содержание КДЛ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 10 мас % до 20 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2008).
Содержание целлюлозы
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению имеет содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 25 мас % до 35 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V03-040 (1993).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. по изобретению имеет содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 15 мас % до 25 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V03-040 (1993).
Минеральные вещества
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению имеет содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 10 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-101 (2013).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. по изобретению имеет содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 10 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-101 (2013).
Нейтрально-детергентная клетчатка (НДК)
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению имеет содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 40 мас % до 55 мас %, более предпочтительно от 45 мас % до 55 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. по изобретению имеет содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 40 мас % до 55 мас %, более предпочтительно от 45 мас % до 55 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Кислотно-детергентная клетчатка (КДК)
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению имеет содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас %, более предпочтительно от 25 мас % до 35 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. по изобретению имеет содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас %, более предпочтительно от 25 мас % до 35 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-122 (2013).
Распределение частиц по размерам
50
50
90
50
90
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению представляет собой порошок, состоящий из частиц. Предпочтительно распределение частиц по размерам представляет собой показатель D, значение которого может варьироваться в диапазоне от 10 мкм до 400 мкм, предпочтительно - от 10 мкм до 200 мкм. Предпочтительно D находится в диапазоне от 30 мкм до 70 мкм. Кроме того, предпочтительно, чтобы порошок также характеризовался показателем D, значение которого может варьироваться в диапазоне от 50 мкм до 500 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 300 мкм, более предпочтительно от 50 мкм до 150 мкм. Использование комбинации следующих значений D и D в диапазонах от 30 мкм до 70 мкм и от 50 мкм до 150 мкм соответственно позволяет получить особенно хорошие результаты. Эти значения измеряли с помощью оборудования Malvern методом лазерной дифракции с использованием метода сухой дисперсии (т.е. частицы диспергировали в воздухе).
50
50
90
50
90
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L по изобретению представляет собой порошок, состоящий из частиц. Предпочтительно распределение частиц по размерам представляет собой показатель D, значение которого может варьироваться в диапазоне от 10 мкм до 400 мкм, предпочтительно - от 10 мкм до 200 мкм. Предпочтительно D находится в диапазоне от 30 мкм до 70 мкм. Кроме того, предпочтительно, чтобы порошок также характеризовался показателем D, значение которого может варьироваться в диапазоне от 50 мкм до 500 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 300 мкм, более предпочтительно от 50 мкм до 100 мкм. Использование комбинации следующих значений D и D в диапазонах от 30 мкм до 70 мкм и от 50 мкм до 100 мкм соответственно позволяет получить особенно хорошие результаты. Эти значения измеряли с помощью оборудования Malvern методом лазерной дифракции с использованием метода сухой дисперсии (т.е. частицы диспергировали в воздухе).
Содержание влаги
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению имеет содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас %. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-109 (октябрь 2011).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. по изобретению имеет содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас %. Эти значения измерены в соответствии с французским стандартом NF V18-109 (октябрь 2011).
Содержание жиров
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника по изобретению имеет содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1 мас % до 6 мас %. Эти значения измерены в соответствии с европейским стандартом СЕЕ 98/64 (2011).
Предпочтительно фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. по изобретению имеет содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1,5 мас % до 6 мас %. Эти значения измерены в соответствии с европейским стандартом СЕЕ 98/64 (2011).
В конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника содержит целлюлозу, нейтрально-детергентную клетчатку и кислотно-детергентную клетчатку в упомянутых выше количествах.
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника имеет содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 25 мас % до 35 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 40 мас % до 55 мас % и содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции, предпочтительно содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) находится в диапазоне от 25 мас % до 35 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) находится в диапазоне от 45 мас % до 55 мас % и содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) находится в диапазоне от 25 мас % до 35 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
50
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас %, содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 5 мас % до 15 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 25 мас % до 35 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 10 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 40 мас % до 55 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас %, гранулометрическое распределение частиц D в диапазоне от 10 мкм до 300 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
50
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из подсолнечника имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 32 мас %, содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 5 мас % до 15 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 25 мас % до 35 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 10 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 45 мас % до 55 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 25 мас % до 35 мас %, гранулометрическое распределение частиц D в диапазоне от 30 мкм до 70 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
В конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. содержит целлюлозу, нейтрально-детергентную клетчатку и кислотно-детергентную клетчатку в упомянутых выше количествах.
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. имеет содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 15 мас % до 25 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 40 мас % до 55 мас % и содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции, предпочтительно содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) находится в диапазоне от 15 мас % до 25 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) находится в диапазоне от 45 мас % до 55 мас % и содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) находится в диапазоне от 25 мас % до 35 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
50
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения, фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас %, содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 10 мас % до 20 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 15 мас % до 25 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 10 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 40 мас % до 55 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 20 мас % до 35 мас %, гранулометрическое распределение частиц D в диапазоне от 10 мкм до 300 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1,5 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
50
В другом конкретном предпочтительном варианте реализации изобретения, фракция или композиция с высоким содержанием клетчатки из Brassica L. имеет содержание белка (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 25 мас % до 32 мас %, содержание лигнина (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 10 мас % до 20 мас %, содержание целлюлозы (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 15 мас % до 25 мас %, содержание минеральных веществ (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 4 мас % до 10 мас %, содержание нейтрально-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 45 мас % до 55 мас %, содержание кислотно-детергентной клетчатки (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 25 мас % до 35 мас %, гранулометрическое распределение частиц D в диапазоне от 30 мкм до 70 мкм, содержание влаги (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 2,5 мас % до 12 мас % и содержание жиров (мас/мас сухого вещества) в диапазоне от 1,5 мас % до 6 мас % от общей массы сухого вещества указанной фракции или композиции.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации изобретения композицию по изобретению можно дополнительно получить путем смешивания фракций с высоким содержанием белка, которые получены при прохождении описанных выше этапов обработки от а) до е) разное количество раз. Например, количество фракции с высоким содержанием белка, полученное путем фракционирования порошка семян масличных культур непосредственно полученного при измельчении муки только один раз (однопроходная фракция), может быть смешано с другим количеством фракции, которая уже была фракционирована дважды (двухпроходная фракция).
СПОСОБ
Другим объектом изобретения является способ получения фракции с высоким содержанием белка из шрота семян масличных культур путем электростатической сепарации, который состоит из следующих этапов:
50
а) подачи порошка измельченных частиц шрота семян масличных культур причем, указанные измельченные частицы имеют D в диапазоне от 10 мкм до 400 мкм и содержанием влаги от 2 мас % до 15 мас % в пересчете на общую массу указанного порошка в устройство для электростатической сепарации (1), включающее в себя: - загрузочный шлюз (12),
- два параллельных, расположенных на расстоянии друг от друга электрода (21 и 21'), каждый из которых расположен горизонтально по отношению друг к другу, один из указанных электродов (21) является верхним, а другой - нижним (21') и межэлектродный зазор между которыми определяется, как расстояние между двумя указанными электродами (21 и 21'),
- ленту, (18) движущуюся в основном в горизонтальном направлении, причем указанная лента расположена по меньшей мере частично в указанном зазоре между указанными расположенными на расстоянии друг от друга электродами (21 и 21'), вышеуказанная лента (18) образует непрерывную продольную петлю с двумя концами и имеет две расположенные противоположно части движущейся ленты, которые движутся в противоположных направлениях, для перемещения частиц указанного порошка к краю указанной ленты (18),
- первую улавливающую емкость, сообщающуюся по, текучей среде, с одним из концов указанной ленты (18), для сбора частиц, падающих с указанной ленты с этого конца;
b) применения электрического поля между указанными электродами путем приложения к указанным электродам разности потенциалов от 2 кВ до 8 кВ,
с) скорости движения указанной ленты составляет от 15 м/с до 25 м/с;
d) подачи указанного порошка измельченных частиц к указанной ленте через загрузочный шлюз, расположенный в непрерывной продольной петле; и
е) извлечения указанной фракции белка из указанной первой улавливающей емкости; причем, указанный шрот семян масличных культур представляет собой шрот семян подсолнечника или семян Brassica L., предпочтительно шрот семян подсолнечника.
Результатом реализации данного способа являются различные варианты фракций с высоким содержанием белка, описанные выше.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Другим объектом изобретения является использование любой из вышеописанных композиций и/или фракций или их смеси в качестве корма или пищи, или биологически активной добавки, или пищевой добавки для потребления животным и/или человеком.
Другим объектом изобретения является также любой пищевой продукт, содержащий описанную выше композицию или фракцию, и процесс его изготовления. В конкретном варианте реализации изобретения корм для животных выбирается из группы рыбы, птицы, свиней (включая поросят), жвачных животных, таких как крупный рогатый скот (в частности, телята), овцы и козы, а также корм для кроликов. В другом конкретном варианте реализации изобретения фракция с высоким содержанием белка, а также любой пищевой продукт/корм, содержащий ее, используется в качестве или входит в состав пищевого продукта или корма и их производство для животных, выбранных из группы, включающей в себя рыб, птиц, свиней (в том числе поросят) и жвачных животных. В другом конкретном варианте реализации изобретения фракция с высоким содержанием клетчатки, а также любой содержащий ее пищевой продукт/корм, используется в качестве или в составе корма для животных, выбранных из группы, состоящей из жвачных животных и кроликов.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения вышеуказанные рыбы относятся к семейству Salmonidae, более предпочтительно к подсемейству Salmonidae, наиболее предпочтительно к виду Oncorhynchus spp и в конкретном варианте реализации изобретения к виду Oncorhynchus mykiss (радужная форель) или Oncorhynchus tshawytscha (лосось чавича), семейству Salmo spp и в конкретном варианте реализации изобретения к виду Salmo salar (атлантический лосось).
Согласно другому предпочтительному варианту реализации изобретения вышеуказанные рыбы являются морскими рыбами, такими как европейский окунь (Dicentrarchus labrax), азиатский окунь (Lates calcarifer), красный морской карась (Pagrus major) и золотистый спар (Sparus aurata).
Другим объектом изобретения является использование любой из вышеописанных композиций и/или фракций или их смеси для производства корма или кормовых продуктов, содержащих их, для потребления животными, как описано выше.
Другим объектом изобретения является способ производства корма или кормовых продуктов, включающий в себя этап гомогенизации или смешивания любой из вышеописанных композиций и/или фракций, или их смешивания с сырьем для производства животных кормов, таким как шрот семян масличных культур (например, подсолнечник, Brassica L. и канола), соевый шрот и злаки (например, пшеница, ячмень и кукуруза) или их смесь.
Другим объектом изобретения является использование любой из вышеописанных композиций и/или фракций или их смеси в качестве биотоплива или биоматериалов, например строительных материалов. В частности, использование фракций или композиций с высоким содержанием клетчатки считается особенно пригодным для этого применения.
Другим объектом изобретения является использование любой из вышеописанных композиций и/или фракций или их смеси, предпочтительно фракции с высоким содержанием белков из шрота подсолнечника, как определено выше, в качестве кормового ингредиента для производства аквакормового продукта. В конкретном варианте реализации изобретения указанная фракция с высоким содержанием белков из шрота подсолнечника, как определено выше, используется в качестве ингредиента аквакорма для улучшения усвояемости белка и/или характеристик рыб и/или эффективности корма в рыбе, предпочтительно в рыбе семейства Oncorhynchus, более предпочтительно в Oncorhynchus mykiss.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут более понятными после прочтения следующих подробных примеров, сделанных со ссылкой на прилагаемый чертеж и представленных в виде неограничивающего описания.
На фиг. 1 показана горизонтальная проекция схемы устройства для электростатической сепарации, которое может быть использовано для получения фракции или композиции по изобретению.
Примеры
Пример 1 - Подсолнух
Фракцию с высоким содержанием белка и фракцию с высоким содержанием клетчатки в соответствии с вариантом реализации изобретения получают из шрота подсолнечника с использованием следующего процесса:
Мука из семян подсолнечника, используемая в этом примере, была получена из обезжиренного шрота, который был получен из очищенных от шелухи семян масличных культур, с содержанием белка 35,5 мас % и содержанием влаги около 4,6 мас % от общей массы шрота.
Шрот содержал незначительное количество жира (< 2 мас %), так как шрот был обезжирен органическим растворителем (например, гексаном). Количество белка измеряли по методу Дюма и рассчитывали как содержание N × 6,25. Количество жира измеряли по методу СЕЕ 98/64.
Шрот подсолнечника был измельчен с помощью размольной машины Hosokawa типа ZPS, оснащенной классификатором. Параметры измельчения были отрегулированы для получения следующего гранулометрического распределения частиц при температуре окружающей среды (около 17°С):
50
D: 30,7 мкм, и
90
D: 166,0 мкм
Распределение частиц по размерам частиц было измерено с помощью оборудования Malvern методом лазерной дифракции с использованием метода сухой дисперсии (т.е. частицы рассеивались в воздухе).
Для получения фракций с высоким и с низким содержанием белка измельченный шрот подсолнечника подавали на трибоэлектростатический ленточный сепаратор STET, схематично представленный на фиг. 1.
Размеры используемого в примерах сепараторного устройства (1) составляют 9,1 метра в длину, 1,7 метра в ширину, 3,2 метра в высоту.
Частицы подавали в устройство (1) через вертикальный загрузочный шлюз (10), показанное на фиг. 1. Порошок шрота подсолнечника подавали со скоростью 0,7 -2,4 метрической тонны в час. В вертикальном питателе (12) каждая частица, попадающая в указанный питатель, сначала следует по случайной траектории и ударяется о неровные стенки (14) питателя (10), а также о другие частицы, тем самым получая электростатический заряд. Достигнув выходного отверстия (16) в нижней части вертикального питателя (12), частицы поступали в пространство, обусловленное петлей, образованной движущейся лентой (18).
Конвейерная лента (18) приводится в движение двумя ведущими колесами (20 и 20'), приводимыми в движение синхронизированными двигателями, которые располагаются на каждом конце ленты (18) и приводят ленту (18) в движение с заданной скоростью. Гибкая лента (18) наматывается и вращается вокруг ведущих колес (20 и 20'), образуя петлю, и совершает непрерывное вращательное движение (круговая петля) вокруг указанных двух ведущих колес (20 и 20'). Конвейерная лента (18), таким образом, определяет внутреннее пространство, простирающееся горизонтально примерно на 7-9 метров в длину. Два горизонтальных плоских противоположно заряженных электрода (21) и (21') расположены соответственно над и под частями ленты, создавая магнитное поле в пространстве между двумя частями ленты. Оба электрода вытянуты горизонтально на значительную часть расстояния, определяемого длиной ленты. Зазор между обоими электродами составляет около 1,20 см. Четыре меньших (не ведущих) колеса (22), расположенных на расстоянии от ведущих колес (20) и (20'), предназначены, чтобы направлять верхнюю часть ленты (18) под одним электродом, а нижнюю часть ленты (18) над другим электродом. Приложенная разница потенциалов составляет 6 кВ.
Таким образом, внутреннее пространство, создаваемое траекторией вращения ленты (18), имеет узкую ширину (а) (менее 1,20 см между верхней и нижней частями ленты, как указано выше). Лента (18) движется с высокой скоростью около 20 м/с. Частицы, подаваемые вертикальным питателем (12) в межэлектродный зазор, притягиваются одним из электродов (20 и 20') и отталкиваются другим, а также транспортируются лентой (18).
Трибозаряженные частицы притягиваются в зависимости от их удельного заряда одним из электродов (21) и (21') и отталкиваются другим. Частицы одного и того же заряда притягиваются одним и тем же электродом и транспортируются вдоль одной из частей ленты (18) (верхней или нижней) до одного из концов ленты. Противоположно заряженные частицы притягиваются другим электродом и транспортируются вдоль противоположной части ленты к другому концу ленты. Поверхность ленты специально изготовлена рифленой или профилированной для улучшения разделения частиц и очистки поверхностей электродов. В частности, рифление специально ориентировано для улучшения разделения частиц.
В представленном примере верхний электрод заряжен положительно. Верхняя часть петли ленты, расположенная рядом с положительно заряженным электродом, движется в одном направлении, нижняя часть петли ленты, расположенная рядом с нижним отрицательно заряженным электродом, движется в противоположном направлении. Таким образом, отрицательно заряженные частицы с высоким содержанием отрубей или клетчатки собираются на одном конце петли ленты, а положительно заряженные частицы с высоким содержанием белка собираются на другом конце петли ленты в улавливающих емкостях, которые имеют соединение, позволяющее передавать текучую среду, с обоими концами ленты (18).
В таблице ниже приведены характеристики шрота (или кормового материала) из семян подсолнечника и двух фракций (с высоким и низким содержанием белка) после первого прохода.
Влажность или содержание влаги измерено гравиметрическим методом (потеря массы) после высушивания образца в течение 4 часов при температуре 103°С (стандарт NF ISO 6496 (октябрь 2011 г.)). Содержание белка определено по методу Дюма путем измерения содержания азота в обугленном образце (стандарт NF EN ISO 16634 (2008 г.)). Содержание жиров (липидов) измерено методом экстракции с использованием светлых нефтепродуктов (стандарт СЕЕ98/64 (1998 г.)). Содержание целлюлозы определено по методу Венди с помощью гравиметрических измерений до и после обработки образца различными кислотами и щелочными веществами (стандарт NF V03-040 (1993 г.)). Количество минеральных веществ определено с помощью гравиметрических измерений до и после минерализации образца при 550°С согласно стандарту NF V18-101 (1977 г.). Содержание волокон и лигнина измерено с использованием различных детергентов либо нейтральных, либо кислотных по стандартным методикам (стандарт NF V18-122 (2013 г)).
С целью дополнительного увеличения содержания белка и уменьшения доли целлюлозы или лигнина (или КДЛ) во фракции с высоким содержанием белка, полученную в результате первого прохода фракцию с высоким содержанием белка повторно подавали в трибосепарационный аппарат для проведения второго фракционирования.
Состав полученной композиция (фракции с высоким содержанием белка после второго прохода), которая также является частью изобретения, показан далее в таблице II.
«Растворимость в KOH» - отношение массы растворимого белка в водном растворе KOH (0,035 н) к общей массе белка (например, Bipea FRANCE), мас %: мас % массы от общей массы смеси.
Данные по количеству жирных кислот получены (стандарт NF EN ISO 5508/5509 (2011 г.)) с использованием экстракции гексаном (при комнатной температуре Т°), растворения в изооктане и переэтерификации образца с использованием КОН. Для предотвращения омыления проводили нейтрализацию с использованием бисульфата натрия. Эфиры определяли с помощью ГХ/FID. Антитрипсические факторы измерены с помощью дозированного ингибирования добавленного трипсина с использованием ВАРА при 410 нм.
Пример 2 - Канола
Фракция с высоким содержанием белка и фракция с высоким содержанием клетчатки согласно варианту реализации изобретения были получены из рапса с помощью описанного выше способа.
Шрот канолы/рапса, используемый в этом примере, получен из обезжиренного шрота семян Brassica napus var. napus. Шрот получен из очищенных от шелухи семян с содержанием белка 35,5 мас % и содержанием влаги около 4,6 мас %.
Шрот содержал незначительное количество масел/жиров (<2 мас. %), так как шрот был обезжирен органическим растворителем (например, гексаном). Количество белка измеряли по методу Дюма и рассчитано как содержание N × 6,25. Количество жира было измеряли согласно по СЕЕ 98/64.
Шрот был измельчен с помощью размольной машины Hosokawa типа ZPS, оснащенной классификатором. Параметры измельчения отрегулированы для получения следующего гранулометрического распределения частиц при температуре окружающей среды (около 17°С):
50
D: 24,6 мкм
90
D: 88,8 мкм
В таблице ниже приведены характеристики загружаемого материала и двух фракций (с высоким и низким содержанием белка) после первого прохода.
С целью демонстрации воспроизводимости способа был предоставлен еще один образец шрота семян канолы/рапса для процесса трибосепарации. Подробный анализ состава фракции с высоким содержанием белка после первого прохода приведен ниже в таблице IV.
Данные, приведенные таблицах III и IV, были получены в соответствии с теми же методами, которые были описаны ранее со ссылкой на таблицы I и II.
Пример 3 - Влияние фракции с высоким содержанием белка из подсолнечника (SPRF) на показатели роста, усвояемость и перевариваемость питательных веществ радужной форели.
В настоящем исследовании оценивалось влияние нескольких источников растительного белка (концентрат соевого белка, фракция с высоким содержанием белка из подсолнечника по настоящему изобретению) на показатели роста, состав всего организма, удержание и кажущуюся перевариваемость питательных веществ в радужной форели (Oncorhynchus mykiss).
3.1 - Материалы и методы
50
3.1.а - Ингредиенты для испытаний SPRF1: фракция с высоким содержанием белка из подсолнечника после одного прохода («первый проход»), полученная согласно приведенному выше Примеру 1 из шрота подсолнечника, измельченного для получения гранулометрического распределения D размером 30 мкм при температуре окружающей среды перед подачей в трибоэлектростатический ленточный сепаратор STET.
50
• SPRF2: фракция с высоким содержанием белка из подсолнечника после одного прохода («первый проход»), полученная согласно приведенному выше Примеру 1 из шрота подсолнечника, измельченного для получения гранулометрического распределения D размером 100 мкм при температуре окружающей среды перед подачей в трибоэлектростатический ленточный сепаратор STET.
• SPC: концентрат соевого белка (Soycomil Р) производства ADM (Нидерланды).
• SFM: шрот подсолнечника после экстрагирования растворителями производства  (Португалия) с содержанием жира от 1,8 мас % до 2,1 мас % (мас./мас сухого вещества) и размером частиц около 400 мкм.
Различные ингредиенты для испытаний были поставлены в готовой к использованию порошкообразной форме.
3.1.b - Экспериментальные рационы
Исследование включало семь экспериментальных рационов, как показано в таблице V.
50
50
Все рационы содержали одинаковое количество рыбной муки (15 мас %) и муки из криля (3 мас %) в качестве источников белка морского происхождения. Были разработаны рецептуры рационов с двумя дозировками (15 мас % и 30 мас %) концентрата соевого белка (рационы SOY 15 и SOY 30), фракциями с высоким содержанием белка из подсолнечника 1 (D = 30 мкм; рационы AQUASPRF1 15 и AQUASPRF1 30), фракциями с высоким содержанием белка из подсолнечника 2 (D = 100 мкм; AQUASPRF2 15 и AQUASPRF2 30). Также был испытан дополнительный рацион с содержанием шрота подсолнечника в количестве 15 мас % (SUN 15). Содержание остальных ингредиентов (концентрат горохового белка (ROQUETTE , Франция), пшеничная клейковина (ROQUETTE , Франция), кукурузная клейковина (СОРАМ, Португалия), соевая мука (CARGILL, Испания), пшеница (Casa Lanchinha, Португалия), кормовые бобы (Ribeiro & Sousa Cereais, Португалия) и жиры (, Франция - рыбий жир и Henry Lamotte Oils GmbH, Германия - другие растительные масла)) было скорректировано для того, чтобы все рационы соответствовали изоазотистым (сырой белок: 45 мас % СВ), изолипидным (сырой жир: 21,6 мас % СВ) и изоэнергетическим (общая энергия: 23,3 МДж/кг СВ) условиям. Рационы были в достаточной мере дополнены незаменимыми аминокислотами (лизин, треонин, метионин) и таурином, чтобы избежать дефицита каких-либо питательных веществ. В небольшую часть различных кормов также был добавлен оксид хрома в количестве 1 мас %, который использован в качестве инертного маркера для измерения переваримости.
3.1.с - Производство экспериментальных рационов
Рационы были изготовлены методом экструзии. Все ингредиенты порошка были смешаны в соответствии с целевым составом в двухспиральном смесителе (модель 500L, TGC Extrusion, Франция) и измельчены (менее 400 мкм) в молотковой мельнице сверхтонкого помола (модель SH1, Hosokawa-Alpine, Германия). Рационы (размер гранул: 2,5 мм) были изготовлены с использованием двухшнекового экструдера (модель ВС45, Clextral, Франция) с диаметром шнека 55,5 мм. Условия экструзии: скорость подачи (80-85 кг/ч), скорость шнека (247-266 об/мин), добавление воды в цилиндр 1 (345 мл/мин), температура в цилиндре 1 (32-34°С), температура в цилиндре 3(111-117°С). Экструдированные гранулы были высушены в вибрационной сушилке псевдосжиженного слоя (модель DR100, TGC Extrusion, Франция). После охлаждения были добавлены жиры с помощью нанесения покрытия методом распыления в вакууме (модель PG-10VCLAB, Dinnissen, Нидерланды). Условия нанесения покрытия: давление (700 мбар); время распыления в вакууме (около 90 секунд), возвращение к атмосферному давлению (120 секунд). Сразу после нанесения покрытия рационы были упакованы в герметичные пластиковые ведра и отправлены на исследовательский объект, где они хранились при комнатной температуре, но в прохладном и проветриваемом помещении.
3.1.d - Испытания на рыбах
Испытание проводилось на экспериментальной базе университета University of е Alto Douro (Вила-Реал, Португалия). Эксперимент проводился под руководством подготовленного ученого (аккредитованного согласно FELASA Функция А: проведение процедур на животных) и подготовленным техническим персоналом (аккредитованным согласно FELASA Функция В: разработка процедур и проектов; Функция С: уход за животными) согласно правил ЕС по защите животных, используемых в научных целях (Директива 2010/63/).
3.1.е - Рыба
Для экспериментов использовали рыб вида «радужная форель» (Oncorhynchus mykiss), полученных от  (Амаранте, Португалия). Запас рыбы (около 1200 рыб) был доставлен на экспериментальные объекты надлежащим образом уполномоченным перевозчиком и содержался в санитарно-карантинном режиме в течение примерно 3 недель. Смертность или патологические признаки при транспортировке не наблюдались. В этот период рыбу кормили промышленным кормом для радужной форели (INICIO Vital 808 производства BIOMAR). Рыб кормили вручную, два раза в день. Количество корма составляло 1,5 мас % биомассы в день. В начале испытаний рыбу вручную сортировали по весу, чтобы образовать однородные группы.
3.1.f - Испытание для определения показателей роста
Группы из 30 рыб со средней начальной массой тела (IBW) 35,7 г ±2,1 г были произвольно распределены в 28 четырехугольных аквариума (объем: 350 л). Аквариумы были расположены на открытом воздухе и снабжались проточной пресной водой (скорость течения: 3,7 л/мин; температура 12,4°С ± 0,7°С, растворенный кислород более 7,7 мг/л). В зимний сезон (декабрь/март) продолжительность светового дня для аквариумов была естественной. В течение всего испытания осуществлялся мониторинг параметров качества воды, включая растворенный кислород, температуру и рН. Параметры воды оставались стабильными в течение всего исследования без каких-либо существенных изменений.
Рыб в каждом аквариуме для параллельных испытаний кормили одним из семи рационов в течение 94 дней. Рыбу кормили до явного насыщения, вручную, три раза в день (9.00, 14.00 и 17.00) в рабочие дни и дважды в выходные дни (10.00 и 16.00), при этом особое внимание уделялось тому, чтобы избежать потерь корма. Распределенный корм количественно определяли в течение всего испытания. Взвешивание анестезированных рыб проводили в группе в начале испытания, на 32-й день, 62-й и 94-й день. Вначале 10 рыб из того же первоначального запаса были взяты отобраны и помещены на хранение при температуре -20°С для последующего анализа состава всего организма. После 94 дней экспериментального кормления с той же целью было отобрано по 6 рыб из каждого аквариума.
3.1.g - Измерение кажущейся переваримости
Оставшаяся рыба из каждого аквариума для параллельных испытаний использовалась для определения коэффициентов кажущейся переваримости (ADC) рационов косвенным методом с рационами, содержащими оксид хрома в качестве инертного маркера. Рыбу кормили рационами, содержащими оксид хрома, в течение 10 дней, следуя тем же процедурам, которые были приняты во время испытания для определения показателей роста. Примерно через 6 часов после утреннего приема пищи отбирали 12 рыб из каждого аквариума для параллельных испытаний для сбора фекалий путем выдавливания вручную. Для этой процедуры рыбу подвергали легкой анестезии и собирали фекалии, оказывая мягкое давление на вентральную область живота, начиная непосредственно за тазовыми плавниками и продвигаясь в заднем направлении к анальному отверстию. Фекалии 12 рыб из каждого аквариума собирали в пластиковый контейнер и хранили в замороженном виде при температуре -20°С перед последующим анализом.
3.1.h - Аналитические методы
Анализы рационов, рыбы в целом и фекалий были выполнен с аналитическими дубликатами и в большинстве случаев по методологии, описанной АОАС (2006; Official Methods of Analysis of АОАС International, 18th ed., Rev. 1, Association of Official Analytical Chemists, Washington, USA.). Содержание сухих веществ определяли после сушки при 105°С в течение 24 часов; содержание общей золы определяли методом сжигания (550°С в течение 6 часов) в муфельной печи; содержание сырого белка (N × 6,25) определяли методом факельного сжигания с последующим газохроматографическим разделением и определением теплопроводности с помощью анализатора Leco N (модель FP-528, Leco Corporation, США); содержание сырого жира определяли методом экстракции нефтяным эфиром (40-60°С) с использованием системы экстракции жира Soxtec™ 2055 (Foss, Дания), с предварительным кислотным гидролизом HCI (8,3 М); общую энергию определяли с помощью адиабатического бомбового калориметра (Werke С2000, IKA, Германия); содержание общего фосфора определяли согласно ISO 27085:2009 по методике ICP-AES (ISO 27085:2009 Animal feeding stuffs. Determination of calcium, sodium, phosphorus, magnesium, potassium, iron, zinc, copper, manganese, cobalt, molybdenum, arsenic, lead and cadmium by ICP-AES. International Organization for Standardization, Geneva. 24 pp.); содержание фитатного фосфора в кормах определяли колориметрическим способом, включающим в себя этап мокрого озоления с последующим измерением фосфора в присутствии молибдата 1-амино-2-нафтол-4-сульфоновой кислоты в микропланшетном анализаторе при 660 нм (Brooks et al., 2001, Proposed phytic acid standard including a method for its analysis. J. AOAC Int., 84: 1125-1129); концентрацию иттрия в корме и фекалиях определяли с помощью атомной абсорбционной спектрометрии (SpectrAA 220 FS, Varian) (Reis et al., 2008, A fast and simple methodology for determination of yttrium as an inert marker in digestibility studies. Food Chem., 108: 1094-1098).
3.1.i - Критерии оценки
IBW(г): Начальная средняя масса тела.
FBW (г): Окончательная средняя масса тела.
Удельные темпы роста, SGR (мас % /день): (Ln FBW - Ln IBW) × 100/ количество дней.
Коэффициент конверсии корма, FCR: потребление сырого корма/прирост массы.
Потребление корма, FI (мас %BW/день): (потребление сырого корма/(IBW+FBW)/2/количество дней) × 100.
Коэффициент эффективности белка, PER: прирост массы во влажном состоянии/потребление сырого белка.
NFF: Содержание питательных веществ в рыбе после испытаний.
NIF: Содержание питательных веществ в исходной рыбе.
Коэффициенты кажущейся переваримости (ADC) диетических питательных веществ и энергии в экспериментальных рационах были рассчитаны согласно NRC (National Research Council, 2011, Nutrient Requirements of Fish and Shrimp.Washington, DC: The National Academies Press, 376p.):
3.1 J - Статистический анализ
Данные представлены в виде среднего значения четырех параллельных испытаний + стандартное отклонение. Данные были подвергнуты многомерному статистическому анализу (общий линейный анализ), в качестве переменных использовались источник белка и уровень инкорпорации рецептуры. При необходимости, значения сравнивали с помощью теста Стьюдента-Ньюмана-Кейлса. Перед ANOVA значения, выраженные в процентах, подвергали преобразованию к арксинусу квадратного корня. Статистическая значимость была протестирована на уровне вероятности 0,05. Все статистические тесты проводили с использованием программного обеспечения IBM SPSS Statistics (версия 21).
3.2 - Результаты
3.2.а - Показатели роста
Данные об общих показателях роста радужной форели после кормления в течение 32, 62 и 94 дней с использованием различных экспериментальных рационов приведены в таблицах VI, VII и VIII.
После 32 дней экспериментального кормления (Таблица VI) смертность не наблюдалась. Конечная масса тела (FBW) варьировалась от 59 грамм до 64 грамм, а у рыб, получавших наиболее эффективные рационы, масса в сравнении с начальной массой тела (IBW) увеличилась в 1,8 раза. Рыбы, которых кормили рационом SUN 15 (шрот подсолнечника), имели значительно более низкие показатели FBW и удельного темпа роста (SGR), чем те, которых кормили всеми рационами с различными композициями растительных белков (Р<0,05). Статистических различий между разными композициями растительных белков по показателям FBW и SGR (Р>0,05) не обнаружено. Увеличение дозировки включения различных композиций растительных белков в рецептуру с 15 мас % до 30 мас % привело к значительному снижению показателей FBW и SGR (Р<0,05). Коэффициент конверсии корма (FCR) варьировался от 0,92 до 1,08. Рыбы, которых кормили всеми рационами с различными композициями растительных белков, имели значительно более низкий показатель FCR, чем те, которых кормили рационом SUN 15 (Р<0,05). Статистических различий между разными композициями растительных белков по показателю FCR (Р>0,05) не обнаружено. Потребление корма (FI) варьировалось от 1,57 до 1,69, а потребление рыбами рационов SOY 15 и SOY 30 было значительно меньше, чем потребление рационов с SPRF2 (рационы AQUASPRF2 15 и AQUASPRF2 30) и шротом подсолнечника (SUN 15) (Р<0,05). Рыбы, которых кормили рационом SUN 15, имели значительно более низкий коэффициент эффективности белка (PER), чем те, которых кормили всеми рационами с различными композициями растительных белков (Р<0,05). Статистических различий между разными композициями растительных белков по показателю PER (Р>0,05) не обнаружено. Увеличение уровня включения различных композиций растительных белков в рецептуру с 15 до 30 мас % не оказало значительного влияния на показатели FCR, FI и PER (Р>0,05).
После 62 дней экспериментального кормления (Таблица VII) смертность не наблюдалась. Конечная масса тела (FBW) варьировалась от 101 грамма до 117 граммов, а у рыб, получавших наиболее эффективные рационы, масса в сравнении с начальной массой тела (IBW) увеличилась в 3,3 раза. Рыбы, которых кормили рационом SUN 15, имели значительно более низкие показатели FBW, SGR и PER, чем те, которых кормили рационами с различными композициями растительных белков (Р<0,05). Коэффициент конверсии корма (FCR) варьировался между 0,87 и 1,04, а рыбы, которых кормили всеми рационами с различными композициями растительных белков, имели значительно более низкий показатель FCR, чем те, которых кормили рационом SUN 15 (Р<0,05). Статистических различий между разными композициями растительных белков (SOY, AQUASPRF1 и AQUASPRF2) по показателям FBW, SGR, FCR и PER (Р>0,05) не обнаружено. Увеличение уровня включения различных композиций растительных белков в рецептуру с 15 мас % до 30 мас % привело к значительному снижению показателей FBW, SGR, PER и значительному увеличению показателя FCR (Р<0,05). Потребление корма (FI) варьировалось от 1,48 до 1,61. Потребление рыбами рационов с концентратом соевого белка (SPC) и SPRF2 (SOY 15, SOY 30, AQUASPRF2 15 и AQUASPRF2 30) было значительно меньше, чем потребление рационов с SPRF1 (рационы AQUASPRF1 15 и AQUASPRF1 30) и шротом подсолнечника (SUN 15) (Р<0,05). Кроме того, рыбы, которых кормили рационом с шротом подсолнечника (SFM), продемонстрировали значительно более высокий уровень потребления корма, чем те, которых кормили рационом с SPRF1 (Р<0,05). Увеличение уровня включения различных композиций растительных белков в рецептуру с 15 мас % до 30 мас % привело к значительному увеличению потребления корма (Р<0,05).
В конце испытания (94 дня экспериментального кормления; таблица VII) в общей сложности 5 рыб умерли (99,4 мас % выживаемости), при этом какой-либо четкой связи с рационом питания не обнаружено. Конечная масса тела (FBW) варьировалась от 128 грамм до 147 грамм, а у рыб, получавших наиболее эффективные рационы, масса в сравнении с начальной массой тела (IBW) увеличилась в 4 раза. Коэффициент конверсии корма (FCR) варьировался от 0,93 до 1,20. Рыбы, которых кормили SUN 15, имели значительно более низкие показатели FBW, SGR, PER и более высокие показатели FCR и потребления корма, чем рыбы, которых кормили всеми остальными рационами (Р<0,05). Статистических различий между разными композициями растительных белков (SOY, AQUASPRF1 и AQUASPRF2) по показателям FBW, SGR, FCR, FI и PER (Р>0,05) не обнаружено. Увеличение уровня включения различных композиций растительных белков в рецептуру с 15 мас % до 30 мас % привело к значительному снижению показателей FBW, SGR, PER (Р<0,05) и значительному увеличению показателя FCR и потребления кормов (Р<0,05). Гранулометрический состав фракции с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению (SPRF1<30 мкм и SPRF2<100 мкм) не оказал влияния на общие критерии эффективности (Р>0.05).
3.2.b - Состав всего организма
Данные по составу всего организма рыбы в конце испытания представлены в таблице VIII. Применение рационов не оказало влияния на состав организма рыб по показателям содержания влажности, золы, белка, жира и энергии (Р>0,05). Тем не менее, рыба, которую кормили соевыми рационами (SOY 15 и SOY 30), имела значительно меньшее содержание фосфора в организме, чем в случае применения всех остальных рационов (Р<0,05).
Исходная рыба: влажность 72,29 мас %; зола 3,27 мас %; белок 15,26 мас %; жиры 8,71 мас %; фосфор 0,68 мас %; энергия 6,73 кДж/г.
3.2.с - Удержание питательных веществ
Значения удержания питательных веществ и энергии (выраженные в процентах от потребления) представлены в таблице IX. У рыб, которых кормили рационом SUN 15, наблюдали значительно более низкое удержание белка, жиров и энергии, чем у рыб, которых кормили всеми остальными рационами (Р<0,05). Кроме того, рыбы, которых кормили рационами с концентратом соевого белка (SOY 15 и SOY-30), имели значительно более высокое удержание фосфора, чем рыбы, которых кормили всеми остальными рационами (Р<0,05). Увеличение уровня включения различных композиций растительных белков в рецептуру с 15 мас % до 30 мас % привело к значительному снижению удержания белка, фосфора и энергии (Р<0,05).
3.2.d - Кажущаяся переваримость
Кормление рационами не оказало значительного влияния на коэффициенты кажущейся переваримости (ADC) сухого вещества, белка, жиров, фосфора и энергии (Р>0,05) (Таблица X). Рацион SUN 15 показал значительно более низкую переваримость белка, жира, энергии и фосфора (Р<0,05). Переваримость фосфора в рационах AQUASPRF1 была выше, чем в рационах SOY и AQUASPRF2 (Р<0,05).
3.3 - Заключение
Это исследование было проведено для сравнения влияния фракции с высоким содержанием белка из семян подсолнечника по изобретению с различными источниками растительного белка на показатели роста, состав всего организма, удержание и кажущуюся перевариваемость питательных веществ радужной форели.
За исключением состава SUN 15 (с высоким содержанием шрота), рыбы, которых кормили рационами с различными композициями растительного белка из сои и подсолнечника, показали хорошие результаты с 4-кратным увеличением исходной массы тела за 94 дня. Удельные темпы роста, наблюдаемые при кормлении рационами с высоким содержанием композиций растительного белка (от 1,46 мас % до 1,52 мас % в день), находятся в пределах нормального диапазона для вида, выращиваемого при температуре 12°С и указывают на хорошую питательную полноценность различных рационов. Тем не менее, общие данные подтверждают, что независимо от источника композиции растительного белка (соя или подсолнечник) увеличение содержания в рецептуре с 15 мас % до 30 мас % приводит к снижению показателей роста по параметрам увеличения массы, конверсии корма и удержания питательных веществ.
После 94 дней экспериментального кормления рыбы, которых кормили рационом SUN 15, продемонстрировали значительно более низкие показатели FBW, SGR, PER и более высокие показатели FCR и потребления корма, чем рыбы, которых кормили всеми остальными рационами. Несмотря на то, что рацион SUN 15 был сбалансирован по содержанию сырого протеина, незаменимых аминокислот, жиров и энергии, он продемонстрировал более низкую переваримость белка, жиров, энергии и фосфора. Не желая быть связанными соответствием конкретной теории, авторы полагают, что этот факт, вероятно связанный с более высоким содержанием клетчатки, несомненно обусловил питательную ценность этого рациона на основе переваримости.
При том же уровне инкорпорации использование различных композиций растительного белка (SPC, SPRF1 и SPRF2) привело к аналогичным зоотехническим характеристикам по параметрам FBW, SGR, FCR, FI и PER. Как показатели удержания, так и показатели переваримости белка, жиров и энергии подтверждают относительную эквивалентность между различными композициями растительного белка. Поэтому фракции с высоким содержанием белка из подсолнечника по изобретению (SPRF1 и SPRF2) являются допустимыми источниками белка для использования в кормах для форели.
В этом исследовании также было проведено сравнение двух фракций с высоким содержанием белка из подсолнечника, имеющих различный гранулометрический состав (SPRF1<30 мкм и SPRF2<100 мкм). По большинству оцениваемых критериев тонкое измельчение менее 30 мкм не оказывало положительного влияния на показатели эффективности рыб. При сравнении обоих продуктов единственным преимуществом тонкого измельчения (<30 мкм) была более высокая переваримость фосфора, наблюдаемая при использовании рационов AQUASPRF1.
Пример 4 - Сравнение кажущейся переваримости двух фракций с высоким содержанием белка из семян подсолнечника (SPRF) у радужной форели
Это исследование было проведено с целью оценки кажущейся переваримости белка, жиров, фосфора, энергии и незаменимых аминокислот, содержащихся в фракциях с высоким содержанием белка из семян подсолнечника по изобретению, которыми кормили радужную форель (Oncorhynchus mykiss).
4.1 - Материалы и методы
4.1.а - Ингредиенты для испытаний
50
• SPRF46: фракция с высоким содержанием белка из подсолнечника после одного прохода («первый проход»), полученная в соответствии с приведенным выше Примером 1 из шрота подсолнечника с D равным 50 мкм.
50
• SPRF52: фракция с высоким содержанием белка из подсолнечника после двух проходов («второй проход»), полученная согласно приведенному выше Примеру 1 из шрота подсолнечника с D равным 50 мкм.
Ингредиенты для испытаний были поставлены в готовой к использованию порошкообразной форме.
Усредненный и аминокислотный состав ингредиентов для испытаний представлен в таблице XI. Методы анализа описаны в Примере 1.
4.1.b - Экспериментальные рационы
Исследование включало 3 экспериментальных рациона (таблицы XII и XIII): эталонный рацион (REF) с высоким содержанием рыбной муки (50 мас %) и умеренным содержанием пшеничной клейковины, соевой муки, пшеничной муки и рыбных гидролизатов. В эту эталонную рецептуру было добавлено 0,05 мас % (500 мг/кг) оксида иттрия в качестве инертного маркера усвояемости; и 5 экспериментальных рационов, содержащих 75 мас % той же базовой смеси эталонного рациона и 25 мас % каждого отдельного испытываемого ингредиента (кодовые индексы: AQUAREF, AQUASPRF 46, AQUASPRF 52).
4.1.b - Производство экспериментальных рационов
Рационы были изготовлены методом экструзии. Все ингредиенты порошка смешивали в соответствии с целевой рецептурой в смесителе с двойной спиралью и измельчали (менее 400 мкм) в молотковой мельнице сверхтонкого помола. Рационы (размер гранул: 2,5 мм) были изготовлены с использованием двухшнекового экструдера (модель ВС45, Clextral, Франция) с диаметром шнека 55,5 мм. Условия экструзии: скорость подачи - 80-85 кг/ч, скорость шнека - 247-266 об/мин, добавление воды в цилиндр 1 (345 мл/мин), температура в цилиндре 1 (32-34°С), температура в цилиндре 3 (111-117°С). Экструдированные гранулы высушивали в вентилируемой сушильной камере (35°С) перед упаковкой в тару. Сразу после нанесения покрытия рационы были упакованы в герметичные пластиковые ведра. Эти корма хранили в холодном состоянии (+4°С) до тех пор, пока они не были распределены между рыбами.
4.1.с - Испытания на рыбах
Испытание проводили в экспериментальных конструкциях (технической платформе) гидробиологического кластера INRA в Сен-Пе-сюр-Нивель, UMR NuMeA (питание, метаболизм, аквакультура).
4.1. d - Рыба
Подопытный вид - радужная форель (Oncorhynchus mykiss). Запас рыбы (около 270 рыб) был перевезен с рыбоводного хозяйства (Донсак, Франция) на экспериментальные объекты уполномоченным надлежащим образом перевозчиком.
4.1.е - Измерение кажущейся переваримости
Группы из 15 рыб со средней массой тела (BW) 120 г были использованы для определения кажущихся коэффициентов переваримости (ADC) питательных веществ непрямым методом с помощью рационов, содержащих оксид иттрия в качестве инертного маркера.
Схема для определения переваримости состояла из комплекта цилиндрически-конических резервуаров с рабочим объемом 150 литров, в которые поступала оборотная вода, циркулирующая по контуру, с регулировкой температуры, включающая в себя декантатор и биологический фильтр (установка для удаления азота). Перед каждой рампой с 6 резервуарами был расположен автоматический коллектор с вращающимися решетками (Choubert et al., 1982. Digestibility in fish: improved device for the automatic collection of feces. Aquaculture 29, 185-189). Отработанная вода из цилиндрически-конических резервуаров непрерывно фильтровалась на металлических решетках, вращение которых осуществлялось при помощи электродвигателя. Сетчатые поддоны непрерывно перемещались друг за другом в горизонтальном направлении под отверстием для отвода воды из резервуара. Вода проходила через решетку, при этом фекалии оставались на поверхности и, таким образом, отделялись от воды. Как только поддоны переставали находиться под отверстием для отвода воды, они переходили в вертикальное положение, затем упирались в металлическую конструкцию, и фекалии попадали в емкости для сбора. Таким образом, выщелачивание было сведено к минимуму; фактически, время нахождения фекалий в воде очень короткое (около 5-10 секунд, благодаря цилиндрическо-конической форме резервуаров и контролируемому потоку воды).
Во время испытания скорость потока воды в резервуарах поддерживали в пределах от 4 л/мин до 6 л/мин, чтобы быстро переместить фекалии в сборник и, тем самым, предотвратить их выщелачивание.
Содержание растворенного кислорода в воде контролировали ежедневно и поддерживали на уровне 9,5 ч/млн и около 8 ч/млн на выходе из пруда. Воду бассейнов максимально очищали от азота, содержание N-NH4 на выходе биологического фильтра равно нулю. Температура воды составляла 17°С+/-0,5°С, а период освещения - 12 часов (8-20 ч).
До начала сбора фекалий рыбу в течение 7 дней адаптировали к экспериментальному рациону. Корм рыбам давали дважды в день вручную в небольшом избытке. Фекалии собирали один раз в день, перед утренней раздачей корма. Для предотвращения любого «загрязнения» остатками корма, вращение автоматической системы сбора фекалий прерывали во время раздачи корма. По завершению раздачи кормов решетки очищали, а лотки, предназначенные для сбора фекалий, устанавливали на место. Для каждой группы форели фекалии собирали в алюминиевый лоток и хранили при температуре -20°С до лиофилизации.
4.1.F - Аналитические методы
Перед анализом 18 партий замороженных фекалий были лиофилизированы. Лиофилизаты были снова измельчены для обеспечения однородности образцов. Сырье, подлежащее испытанию, и корм также измельчали перед анализом.
Содержание сухого вещества определяли по результатам измерения потери воды в образцах, оцениваемых по разнице в массе навески до и после сушки в течение 24 часов в печи при температуре 105°С.
Зольность определяли после сжигания при температуре 550°С в течение 12 часов.
Энергию сырьевых материалов измеряли с использованием адиабатического калориметра (IKA С4000) по количеству тепла, выделяемого при сжигании образца известной массы в среде кислорода под давлением 25 атмосфер.
Содержание иттрия (инертный маркер) определяли с помощью атомно-эмиссионного спектрометра с микроволновым возбуждением плазмы Agilent (Agilent 4200 MP-AES) в золе после кислотной минерализации (способ по ISO 27085: 2009).
4.1.g - Критерии оценки
Коэффициенты кажущейся переваримости (ADC) диетических питательных веществ и энергии в экспериментальных рационах были рассчитаны согласно NRC (2011):
Впоследствии были рассчитаны коэффициенты кажущейся переваримости испытуемых ингредиентов в соответствии с NRC (2011):
TD
TD
RD
RD
TI
ADC испытуемого ингредиента (мас %) = ADC + (ADC - ADC) × (Y × N) / (Z × N)
TD
ADC : ADC экспериментального рациона (мас %)
RD
ADC : ADC эталонного рациона (мас %)
Y = мас % от базовой эталонной рецептуры (75 мас %)
Z = мас % испытуемого ингредиента (25 мас %)
RD
N: Содержание питательных веществ в эталонном рационе (мас % или кДж/г)
TI
N: Содержание питательных веществ в испытуемом ингредиенте (мас % или кДж/г)
4.1. g - Статистический анализ
Данные по ADC представлены в виде среднего значения трех параллельных испытаний ± стандартное отклонение. Данные были подвергнуты однофакторному дисперсионному анализу. При необходимости значения сравнивали с помощью теста Студента-Ньюмана-Кейлса. Значения AD подвергали преобразованию к арксинусу квадратного корня. Статистическая значимость была протестирована на уровне вероятности 0,05. Все статистические тесты проводились с использованием программного обеспечения SPSS V18.
4.2. - Результаты
4.2.а - Состав фекалий
Состав фекалий форели, которую кормили различными экспериментальными рационами, представлен в табл. XIV.
4.2.b - Коэффициенты кажущейся переваримости экспериментальных рационов
Коэффициенты кажущейся переваримости (ADC) сухого вещества, белка, жира, фосфора, энергии и незаменимых аминокислот экспериментальных рационов представлены в таблице XV.
4.2.с - Кажущаяся переваримость испытуемых ингредиентов
Коэффициенты кажущейся переваримости (ADC) белка, жиров, фосфора, энергии и незаменимых аминокислот в испытуемых ингредиентах представлены в таблице XVI.
4.3 - Заключение
Результаты переваримости показали, что по сравнению с соевым белковым концентратом и шротом подсолнечника AQUASPRF 46 и 52 улучшили переваримость белка с 0,1 мас % до 4,3 мас % соответственно, переваримость фосфора с 14,5 мас % до 24,5 мас % соответственно и энергопотребление с 0,2 мас % до 2,4 мас % соответственно. Две фракции с высоким содержанием белка SPRF 46 и SPRF 52 по изобретению демонстрируют высокое содержание белка (51,94 мас % и 56,99 мас % СВ), и это высокое содержание белка связано с высокой усвояемостью этих белков, а также всех аминокислот. Это указывает на то, что эти фракции с высоким содержанием белка представляют большой интерес в качестве сырья для кормов для лососевых рыб.
Результаты исследований также показали, что по сравнению с концентратом соевого белка и шротом подсолнечника AQUASPRF улучшили конечный прирост массы тела с 0,3 мас % до 14,7 мас % соответственно, коэффициент конверсии корма с 2,1 мас % до 22,5 мас % соответственно и коэффициент эффективности белка с 1,6 мас % до 27,4 мас % соответственно.
Другое опытно-промышленное испытание во Франции с применением AQUASPRF 46 для корма радужной форели (Oncorhynchus mykiss) консолидировало эти тенденции. Окончательные результаты после 61 дня эксперимента показали, что композиция SPRF 46 не повлияла на выживаемость рыбы (+0,26 мас %), но значительно улучшила характеристики рыбы и эффективность корма, так как конечный средний прирост индивидуального веса был увеличен на 11 мас %, а конечный коэффициент конверсии корма был оптимизирован на 10 мас %.
В целом, эти результаты показали, что фракции с высоким содержанием белка из подсолнечника по настоящему изобретению являются гораздо более лучшими ингредиентами, чем продукты, производные подсолнечника, такие как шрот подсолнечника, и могут быть эффективной альтернативой концентрату соевого белка.