Способ получения кормовой белковой добавки

Реферат

 

Использование: производство кормов, в частности кормовых добавок микробиологическим путем. Сущность изобретения: проводят культивирование на питательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питания отходы мукомольного производства, например, отруби пшеничные или ржаные, и дополнительного источника углеродного питания, источники азота, фосфора, минеральные соли и микроэлементы с использованием штамма дрожжей с последующим проведением ферментации в условиях аэрации и высушивания готового продукта. В качестве дополнительного источника углеродного питания используют в 1 варианте свеклосахарную мелассу в соотношении свеклосахарная меласса: отходы мукомольного производства 1 0,5 18, во 2 варианте используют жидкие н-парафины в соотношении н-парафины отходы мукомольного производства 1 3 10. Непосредственно перед подачей на ферментацию отходы мукомольного производства в виде 9 11 мас.-ной водной суспензии подвергают ферментолизу при температуре 60-65°C, в течение 1 1,5 ч при перемешивании с использованием гидролитических ферментов в концентрации каждого 0,05 0,07 мас. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к производству кормов, обогащенных белком и касается получения кормовых добавок микробиологическим путем.

Известны различные способы получения кормовых добавок, включающие приготовление посевного материала и питательной среды, содержащей источники углерода, азота, фосфора, минеральные соли, микроэлементы, с последующей ферментацией и высушиванием готового продукта.

В качестве источников углерода известно использование н-парафинов (см. например, авт. св. СССР N 1426081 кл. C 12 N 1/16; заявка Японии N 1-21756 кл. C 12 N 1/16). Для получения богатой белком биомассы высокого качества с высокой продуктивностью, а также пониженным расходом углерода и энергии, непрерывное культивирование осуществляют на основе алканов, например, алкансодержащих продуктов перегонки нефти. (Эк. пат. ГДР N 278355 кл. C 12 N 1/28, 1/16). Широко используют жидкие парафины (авт.св. СССР N 1578188 МКИ С 12 N 1/16).

Известно также использование при производстве кормовых дрожжей в качестве источника углерода свекловичной мелассы (см. например, авт. свид. СССР N 1643606, кл. C 12 N 1/16; авт. св. СССР N 1742321 кл. C 12 N 1/18; ЕПВ з. N 0395556 кл. C 12 N 1/16; Франция з. N 2.646.435 кл. C 12 N 1/16).

Однако применение парафинов, равно как и мелассы, в качестве сырья очень дорого.

Как показал анализ патентных материалов, наблюдается тенденция к снижению затрат на сырье путем использования наряду с парафинами или мелассой отходов производства, например, мукомольной промышленности. Так, в заявке Японии N 2-57903, кл. A 23 K 1/17 описан состав кормовой добавки на основе жмыха рисовых отрубей и жидкого парафина, в авт. свид. СССР N 1631070, кл. C 12 M 1/14 описано глубинное культивирование на питательной среде, содержащей дополнительно пшеничные отруби наряду со свекловичным жомом. Известен также состав питательной среды на основе ржаной муки и свеклосахарной мелассы (Авт. свид. СССР N 1159950, кл. C 12 N 1/18).

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения кормовой белковой добавки по Авт. свид. СССР N 1507787, кл. A 23 K, 1/165; C 12 N 1/16, включающей приготовление посевного материала, приготовление питательной среды, содержащей в качестве углеродного питания пшеничные отруби и дополнительного растительный отход, увлажнение ее, стериллизацию и засев штаммом дрожжей Endomycopsis fibuligera C-4 с последующим проведением твердофазной ферментации и высушиванием готового продукта. В питательную среду дополнительно вводят мочевину при следующем соотношении ингредиентов, мас. Пшеничные отруби 42-45 Растительное сырье 52-55 Мочевина 3,0-3,5 Влажность среды устанавливают 52-54% с pH 4,8-5,5 добавлением фосфорной кислоты.

Однако известный способ получения кормовой добавки недостаточно производителен, кроме того полученный по нему конечный продукт содержит недостаточное количество белка.

Учитывая известный уровень техники, техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании недорогостоящей кормовой добавки с высоким содержанием белка.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, может быть достигнут путем получения кормовой белковой добавки на питательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питания отходы мукомольного производства, например, отруби пшеничные или ржаные и дополнительного источника углеродного питания, источники азота, фосфора, минеральные соли и микроэлементы с использованием штамма дрожжей с последующим проведением ферментации в условиях аэрации и высушивания готового продукта.

В I варианте способа в качестве дополнительного источника углеродного питания используют свеклосахарную мелассу в соотношении свеклосахарная меласса отходы мукомольного производства 1:0,5-1:18.

Во II варианте способа в качестве дополнительного источника углеродного питания используют жидкие н-парафины в соотношении н-парафины отходы мукомольного производства 1:3-1:10.

Непосредственно перед подачей на ферментацию отходы мукомольного производства в виде 9-11 мас. водной суспензии подвергают ферментолизу при температуре 60-65оС в течение 1-1,5 ч, при перемешивании с использованием гидролитических ферментов в концентрации каждого 0,05-0,07 мас.

В процессе получения кормовой добавки проводят процесс жидкофазной ферментации при аэрации и перемешивании, в непрерывном режиме при скорости разбавления среды 0,10-0,17 ч-1, pH 4,0-4,2, температуре 32-34оС, на питательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питания отходы мукомольного производства (отруби пшеничные, ржаные), дополнительный источник углеродного питания, источники азота, фосфора, минеральные соли и микроэлементы с ипользованием штамма дрожжей рода Candida, с последующей термообработкой и высушиванием продукта. При этом отходы мукомольного производства непосредственно перед применением подвергают обработке виде 9-11 мас. водной суспензии при температуре 60-65оС при перемешивании в течение 1-1,5 ч с использованием гидролитических ферментов в концентрации каждого 0,05-0,07 мас. В качестве дополнительного источника углеродного питания используют либо мелассу при соотношении меласса отходы мукомольного производства 1:0,5-1:18 (I вариант способа) либо очищенные жидкие н-парафины для микробиологической промышленности при соотношении н-парафины отходы мукомольного производства 1:2,5-1:10 (II вариант способа).

Предлагаемый способ позволяет получать до 15-27 кг продукта с каждого кубического метра рабочего объема ферментера в один час. Содержание сырого протеина в продукте составляет 29-43% истинного белка 23-37% при содержании белка в исходном сырье 12-13% по АСВ.

Состав питательной среды, режим обработки отходов мукомольного производства, режимы осуществления процесса ферментации, термообработки и высушивания позволяют получить продукцию по уровню нежелательных, токсических и микробиологических показателей соответствующую действующим требованиям безопасности, в частности, ГОСТ 28-179-89 "Дрожжи кормовые. Паприн" (табл.1).

Таким образом, согласно способу получают безвредный, нетоксичный продукт.

При реализации предлагаемого способа достигается 95-98% утилизация сахаров мелассы и углеводородов парафина, на 80-85% утилизируется крахмал, содержащийся в отходах мукомольного производства, до 15-20% снижается содержание клетчатки.

В табл.2 приведен аминокислотный состав белка готового продукта в сравнении с аминокислотным составом белка исходного сырья. Аминокислотный состав белка готового продукта (г/100 г белка) и его сопоставление со стандартом ФАО по незаменимым аминокислотам приведены в табл.3.

Из табл. 2 и 3 видно, что аминокислотный состав белка готового продукта по сравнению с белком исходного сырья значительно улучшается как количественно, так и в качественном отношении, а по содержанию многих незаменимых аминокислот полученный продукт превосходит стандарт ФАО.

Содержание витаминов и биологически активных веществ мг/кг: тиамина 1,0-1,9; рибофлавина 32-64; пиридоксина 8-15; никотиновой кислоты 160-210; пантотеновой кислоты 28-32; холина 700-1200.

Таким образом, полученная кормовая добавка является ценным кормовым продуктом, с высоким уровнем полноценного белка и набором витаминов и БАВ.

В табл. 4 приведена зависимость содержания сырого протеина, истинного белка в готовом продукте и степень использования дополнительного источника углеродного питания от условий получения кормовой добавки, а именно, от соотношения между основным и дополнительным источником углеродного питания, условий проведения обработки отходов мукомольного производства. Из табл.4 видно, что получение кормовой белковой добавки способом по 1 варианту целесообразно вести при соотношении меласса отходы мукомольного производства 1: 0,5-1: 18 и при соотношении парафины отходы мукомольного производства 1: 2,5-1:10 (по II варианту).

Как в 1, так и во II вариантах способа при соотношении меласса отходы мукомольного производства меньше 1:0,5 и парафины отходы мукомольного производства меньше 1:2,5 снижается по сравнению с максимальным содержанием сырого протеина и истинного белка в продукте из-за снижения степени потребления дополнительного субстрата, что делает такой процесс неэкономичным. При соотношении меласса отходы мукомольного производства больше 1:18 и парафины отходы мукомольного производства больше 1:10 снижается содержание сырого протеина до 27% что ниже, чем у прототипа.

Из табл.4 также видно, что наиболее эффективным является режим обработки отходов мукомольного производства, предложенный в способе, а именно: температура 60-65оС, время выдерживания 1-1,5 ч, концентрация фермента 0,05-0,07 мас.

Осуществимость способа подтверждается примерами: П р и м е р 1. Получение кормовой белковой добавки проводят в непрерывном процессе в жидкофазной ферментации с дрожжами Candida tropicalis ВСБ-928К, на питательной среде, содержащей следующие соли, г/л: (NH4)2SO4 1,5 FeSO47H2O 0,116 MnSO45H2O 0,026 ZnSO47H2O 0,062 Процесс ведут при подаче мелассы и отрубей пшеничных в соотношении 1:18 при pH 4,0-4,2, температуре 32-34оС. Источниками фосфора, калия, магния являются обработанная суспензия отрубей и меласса. Обработку отрубей производят следующим образом: 9-11 мас. суспензию отрубей выдерживают при 60-65оС при перемешивании в течение 1-1,5 ч, с гидролитическими ферментами в концентрации 0,05-0,07 мас. каждого, затем после охлаждения до 33-35оС подают в процессе ферментации. Суспензию после ферментации подвергают термообработке при 90-95оС в течение 50-60 мин и затем высушивают на распылительной сушилке.

Удельная производительность на ед. рабочего объема в АСВ составляет 15 кг/м3ч содержание сырого протеина в конечном продукте 29% содержание истинного белка 23% при содержании белка в исходном сырье 13% П р и м е р 2. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что мелассу и отруби подают в соотношении 1: 5. Удельная производительность по АСВ составляет 16 кг/м3ч, содержание сырого протеина 31% истинного белка 25% П р и м е р 3. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что мелассу и отруби подают в соотношении 1: 0,5. Удельная производительность составляет 25 кг/м3ч, содержание сырого протеина 41% истинного белка 35% П р и м е р 4. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что мелассу и отруби подают в соотношении 1: 0,3. Удельная производительность составляет 27 кг/м3ч, содержание сырого протеина 39% истинного белка 33% П р и м е р 5. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что мелассу и отруби подают в соотношении 1: 25. Удельная производительность составляет 15 кг/м3ч, содержание сырого протеина 27% истинного белка 21% П р и м е р 6. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что вместо отрубей пшеничных используют отруби ржаные, соотношение меласса-отруби составляет 1:5. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина 32% истинного белка 26% при содержании белка в исходном сырье 12% П р и м е р 7. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что вместо пшеничных используют ржаные отруби, а соотношение меласса отруби составляет 1:18. Удельная производительность составляет 16 кг/м3ч, содержание сырого протеина 29% истинного белка 23% П р и м е р 8. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что вместо пшеничных используют ржаные отруби, а соотношение меласса отруби составляет 1:0,5. Удельная производительность составляет 26 кг/м3ч, содержание сырого протеина 42% истинного белка 36% П р и м е р 9. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что вместо пшеничных отрубей используют ржаные, а соотношение меласса отруби составляет 1:0,3. Удельная производительность составляет 27 кг/м3ч, содержание сырого протеина 39% истинного белка 33% П р и м е р 10. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что вместо пшеничных отрубей используют ржаные, а соотношение меласса отруби составляет 1:25. Удельная производительность составляет 15 кг/м3ч, содержание сырого протеина 27% истинного белка 20% П р и м е р 11. Полученные кормовой белковой добавки проводят в непрерывном процессе жидкофазной ферментации с дрожжами C.tropical ВСБ-928К на питательной среде, содержащей следующие соли, г/л: (NH4)2SO4 1,5 H3PO4(70%) 1,0 KCl 0,5 MgSO4 0,2 FeSO47H2O 0,12 MnSO45H2O 0,02 ZnSO47H2O 0,06 Культивирование осуществляют при подаче жидких очищенных н-парафинов для микробиологической промышленности и отрубей пшеничных в соотношении 1:10. Обработанные отруби пшеничные являются дополнительным источником калия, фосфора и магния. Обработку отрубей производят аналогично примеру 1.

Суспензию после ферментации подвергают термообработке при 90-95оС в течение 50-60 мин и затем высушивают на распылительной сушилке. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина в конечном продукте 29% истинного белка 23% при содержании белка в исходном сырье 13% П р и м е р 12. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафины и отруби подают в соотношении 1: 7. Удельная производительность по АСВ составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 34% истинного белка 28% П р и м е р 13. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафины и отруби подают в соотношении 1: 2,5. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч по АСВ, содержание сырого протеина в продукте 43% содержание истинного белка 37% П р и м е р 14. Получение кормовой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафин и отруби подают в соотношении 1:2. Удельная производительность оставляет 17 кг/м3ч по АСВ, содержание сырого протеина в продукте 41% содержание истинного белка 35% П р и м е р 15. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 7, с той лишь разницей, что парафин и отруби подают в соотношении 1: 12. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч по АСВ, содержание сырого протеина в продукте 27% истинного белка 21% П р и м е р 16. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что вместо отрубей пшеничных используют отруби ржаные, а подачу парафина и отрубей ржаных осуществляют в соотношении 1: 1,5. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч по АСВ, содержание сырого протеина 43% содержание истинного белка 37% при содержании белка в исходном сырье 12% П р и м е р 17. Получение кормовой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что вместо отрубей пшеничных используют ржаные, а подачу парафина и отрубей осуществляют в соотношении 1:10. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина 30% истинного белка 24% П р и м е р 18. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что вместо отрубей пшеничных используют ржаные, а подачу парафина и отрубей осуществляют в соотношении 1:7. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина 34% истинного белка 28% П р и м е р 19. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что вместо отрубей пшеничных используют ржаные, а парафин и отруби подают в соотношении 1:2. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина 41% истинного белка 35% П р и м е р 20. Получение кормовой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что вместо отрубей пшеничных использую ржаные, а парафин и отруби подают в соотношении 1:12. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого пpотеина 27% истинного белка 20% П р и м е р 21. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафин и отруби подают в соотношении 1:2,5, а обработку отрубей перед подачей на ферментацию осуществляют при температуре 55оС. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сыpого протеина в продукте 36% содержание истинного белка 30% П р и м е р 22. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафин и отруби подают в соотношении 1:2,5, а обработку отрубей перед подачей на ферментацию осуществляют при температуре 70оС. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 41% содержание истинного белка 35% П р и м е р 23. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафин и отруби подают в соотношении 1: 2,5, а обработку отрубей перед подачей на ферментацию осуществляют в течение 30 мин. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 33% содержание истинного белка 28% П р и м е р 24. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафин и отруби подают в соотношении 1: 2,5, а обработку отрубей перед подачей на ферментацию осуществляют в течение 2 ч. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 42% содержание истинного белка 36% П р и м е р 25. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафин и отруби подают в соотношении 1:2,5, а обработку отрубей перед подачей на ферментацию осуществляют при концентрации гидролитических ферментов 0,03 мас. каждого. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 36% содержание истинного белка 30% П р и м е р 26. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что парафин и отруби подают в соотношении 1: 2,5, а обработку отрубей перед подачей на ферментацию осуществляют при концентрации гидролитических ферментов 0,1 мас. каждого. Удельная производительность составляет 16 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 43% содержание истинного белка 37% П р и м е р 27. Получение кормовой белковой добавки проводят в непрерывном процессе жидкофазной ферментации с дрожжами Candida utilis ВСБ-651 на питательной среде, содержащей следующие соли, г/л: (NH4)SO4 1,5 FeSO47H2O 0,116 MnSO45H2O 0,026 ZnSO47H2O 0,062 Процесс ведут при подаче мелассы и отрубей пшеничных в соотношении 1:5 при pH 4,0-4,2, температуре 32-34оС. Источниками фосфора, калия, магния являются обработанная суспензия отрубей и меласса. Обработку отрубей производят аналогично примеру 1. Суспензию после ферментации подвергают термообработке при 90-95оС в течение 50-60 мин и затем высушивают на распылительной сушилке.

Удельная производительность на единицу рабочего объема ферментера в АСВ составляет 16 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 30% содержание истинного белка 24% при содержании белка в исходном сырье 13% П р и м е р 28. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 27, с той лишь разницей, что в качестве продуцента в процессе ферментации используют дрожжи Candida maltosa ВСБ-899.

Удельная производительность составляет 16 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 31% содержание истинного белка 24% П р и м е р 29. Получение кормовой добавки проводят в непрерывном процессе жидкофазной ферментации с дрожжами Candida maltosa ВСБ-899 на питательной среде, содержащей следующие соли, г/л: (NH4)2SO4 1,5 H3PO4(70%) 1,0 KCl 0,5 MgSO47H2O 0,2 FeSO47H2O 0,12 MnSO45H2O 0,02 ZnSO47H2O 0,06 Культивирование осуществляют при подаче жидких очищенных н-парафинов и отрубей пшеничных в соотношении 1:2,5. Обработанные отруби являются дополнительным источником калия, фосфора, магния. Обработку отрубей производят аналогично примеру 1. Суспензию после ферментации подвергают термообработке при 90-95оС в течение 60 мин и затем высушивают на распылительной сушилке. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 43% содержание истинного белка 36% П р и м е р 30. Получение кормовой белковой добавки проводят аналогично примеру 29, с той лишь разницей, что в качестве продуцента в процессе ферментации используют дрожжи Candida utilis ВСБ-651. Удельная производительность составляет 17 кг/м3ч, содержание сырого протеина в продукте 42% содержание истинного белка 36%

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ БЕЛКОВОЙ ДОБАВКИ, предусматривающий приготовление питательной среды, содержащей в качестве источника углеродного питания отходы мукомольного производства и дополнительного источника углеродного питания из растительного сырья, охлаждение ее, засев штаммом дрожжей с последующим проведением ферментации и высушивание готового продукта, отличающийся тем, что в качестве дополнительного источника углеродного питания используют мелассу и берут ее с отходами мукомольного производства в соотношении 1 0,5 18 соответственно, причем перед смешиванием указанных компонентов предварительно из отходов мукомольного производства готовят 9 - 11%-ную суспензию при 60 65oС в течение 1 1,5 ч при перемешивании с использованием гидролитических ферментов, а ферментацию мелассы и суспензии отходов мукомольного производства проводят в присутствии смеси солей (NH4)2 SO4, FeSO4 7H2O, MnSO4 5H2O, ZnSO4 7H2O, взятых в следующем соотношении, г/л: (NH4)2 SO4 1,5 FeSO4 7H2O 0,116 MnSO4 5H2O 0,026 ZnSO4 7H2O 0,062 кроме того, после ферментации смесь подвергают термообработке при 90 - 95oС в течение 50 60 мин.

2. Способ получения кормовой белковой добавки, предусматривающий приготовление питательной среды, содержащей в качестве источника углеродного питания отходы мукомольного производства и дополнительного источника углеродного питания, охлаждение ее, засев штаммом дрожжей с последующим проведением ферментации и высушивание готового продукта, отличающийся тем, что в качестве дополнительного источника углеродного питания используют н-парафины и берут их с отходами мукомольного производства в соотношении 1 3 10 соответственно, причем перед смешиванием указанных компонентов предварительно из отходов мукомольного производства готовят 9 11%-ную суспензию при 60 - 65oС в течение 1 1,5 ч при перемешивании с использованием гидролитических ферментов, а ферментацию н-парафинов и суспензию отходов мукомольного производства проводят в присутствии смеси солей (NH4)2 SO4, H3PO4 (70%), KCl, MgSO4 7H2O, FeSO4 7H2O, MnSO4 5H2O, ZnSO4 7H2O, взятых в следующем соотношении, г/л: (NH4)2 SO4 1,5 H3PO4 (70%) 1,0 KCl 0,5 MgSO4 7H2O 0,2 FeSO4 7H2O 0,12 MnSO4 5H2O 0,02 ZnSO4 7H2O 0,06 кроме того, после ферментации смесь подвергают термообработке при 90 - 95oС в течение 50 60 мин.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве штамма дрожжей используют дрожжи рода Candida.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5