Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения белково-витаминной кормовой добавки из семян нута

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к получению белково-витаминной кормовой добавки из семян нута для подкормки сельскохозяйственных животных и птиц.

Известен способ получения кормовой витаминной добавки, отличающийся измельчением исходного сырья, добавлением воды, тепловой обработкой полученного субстрата, ферментационным выращиванием дрожжей в условиях аэрации на питательной среде с последующим выделением целевого продукта, получают суспензию с концентрацией сухих веществ не менее 6% и в течение более 24 часов со времени приготовления консервируют гипохлоритом в виде 5% водных растворов в дозировке 0,005-0,01% к объему суспензии (по активному хлору) (пат. RU №2290831).

Недостатком способа получения кормовой витаминной добавки являются значительные энергозатраты, а также проведение дополнительного приема - выращивание дрожжевых культур, а также использование консервирующих реагентов, что, в свою очередь, может оказывать неблагоприятное воздействие на организм сельскохозяйственных животных.

Известен также способ выращивания зеленных гидропонных кормов (пат. RU №2429592), включающий предварительное намачивание посевного материала активированной водой с рН 8-10, полученной путем электролиза, в разреженной среде при давлении 650-680 мм рт. ст. с одновременным перемешиванием в течение 5-9 мин с частотой вращения барабана 10 об/мин.

Недостатком указанного способа является применение для намачивания посевного материала вакуумной среды, создаваемой специальным устройством.

Наиболее близким аналогом-прототипом к заявленному является известный способ получения гидропонного зеленого корма, включающий намачивание семян в католите электроактивированной воды, который получен путем электроактивации 4-6% раствора сульфата аммония с рН 9-10, окислительно-восстановительным потенциалом (-800)-(-900) мВ, с удельным расходом количества электричества 0,062-0,070 А/ч на 1 л католита и анолита, с намачиванием в течение 3-5 часов при общей продолжительности проращивания 10 суток: первые 2 суток без освещения, последующие 8 суток - при освещении (пат. RU №2524538 - прототип).

Недостатком данного способа являются значительная трудоемкость процесса проращивания семян и его усложнения из-за применения двух фаз проращивания - без света и в его присутствии, а также образовании на катоде аммиака во время электролиза, что может оказать неблагоприятное воздействие на организм сельскохозяйственных животных и птиц. Данный способ не позволяет сократить продолжительность проращивания без потери качества зеленого корма.

Известные способы не позволяют получить качественную белково-витаминную кормовую добавку за короткое время без дополнительных трудозатрат и потери качества сырья.

Техническим результатом являются повышение энергии прорастания семян нута, увеличение выхода биомассы и продуктивности растений (корма), обеспечение защиты проростков от болезней и ускорение технологического процесса проращивания семян.

Технический результат достигается тем, что в способе получения витаминной кормовой добавки из нута, включающем замачивание семян в электроактивированной воде, проращивание и выгон проростков, согласно изобретению в качестве исходных семян используют семена нута, промывку семян нута осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин, после чего промытые семена замачивают анолитом с рН 3,0-6,0 и окислительно-восстановительным потенциалом 970-1110 мВ, концентрацией кислорода 8,3-12,0 мг/л и хлора 0,006-0,01 мг/л в течение 3,5-4,5-х часов, при соотношении семян к анолиту 1:2, после этого удаляют анолит и осуществляют повторную промывку семян водопроводной водой в течение 3-8 мин, а проращивание семян осуществляют в тонком слое без использования субстрата воздушно-оросительным методом при периодическом ворошении, при общей продолжительности проращивания 7-9 суток при естественном освещении.

Новизна заявляемого способа получения белково-витаминной кормовой добавки состоит в повышении энергии прорастания семян нута и увеличении выхода биомассы и продуктивности растений (корма) за счет обеспечения защиты растений от болезней, за счет применения анолита с рН 3,0-6,0 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 970-1110 мВ, концентрацией кислорода 8,3-12,0 мг/л и хлора 0,006-0,01 мг/л, а также сокращении продолжительности проращивания без потери качества кормовой добавки при минимальных материальных и трудозатратах.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении патентной и научно-технической литературы в данной и смежной областях науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ получения белково-витаминной кормовой добавки из семян нута можно применять в условиях промышленных специализированных предприятий.

Раствор анолита для обработки семян нута получали контактной активацией 10%-ного раствора хлористого натрия при силе тока 5 А в течение 12-15 минут. Этого времени и силы тока достаточно для получения анолита с заданными физико-химическими параметрами. Сила тока для получения качественного анолита должна составлять 5 А. Если сила тока при обработке будет составлять менее 5 А, то ее будет недостаточно для закисления анолита до необходимой величины и процесс гидролиза замедлится. Если сила тока для обработки будет более 5 А, то за счет увеличения сопротивления часть энергозатрат будут расходоваться на нагрев раствора, что увеличит расход тока и уменьшит скорость увеличения рН.

Если время промывки семян от пыли и примесей будет меньше 4 минут, то этого времени будет недостаточно для качественной промывки семян, если время промывки будет больше 8 минут, то это замедлит технологию проращивания, поэтому оптимальным временем промывки семян от примесей и пыли является 6 минут.

Если в заявленном способе получения белково-витаминной кормовой добавки из нута в процессе замачивания семян рН анолита будет меньше 3,0 единиц, то это способствует ингибирующему действию процессов прорастания семян в виду повышения кислотности среды анолита, что приводит к снижению энергии прорастания семян нута и уменьшению выхода биомассы и продуктивности растений (корма). Если рН больше 6,0 единиц, то это приводит к замедлению влагопотребления оболочкой семян и увеличивает время проращивания кормовой добавки, поэтому оптимальным рН для анолита, используемого в качестве замочного раствора для семян, является 4,5 единиц.

Если ОВП анолита будет меньше 970 мВ, то стимулирующий эффект анолита на биохимические процессы семян снижается, соответственно снижается и энергия прорастания, а если ОВП будет больше 1110 мВ, то это приводит к повышению окислительных процессов в растворе, что замедляет активность ферментных систем семян и выход биомассы растений, поэтому оптимальным для анолита является ОВП 1040 мВ.

Если концентрация хлора в анолите будет меньше 0,006 мг/л, то это способствует активному развитию контаминирующих микроорганизмов, что негативно влияет на качественные показатели кормовой добавки. Если концентрация хлора будет больше 0,01 мг/л, то повышенное содержание хлора ингибирует энергию прорастания, что увеличивает сроки проращивания кормовой добавки, а также затрудняет использование данной технологии в промышленности, поэтому оптимальная концентрация хлора в анолите равна 0,008 мг/л.

Если концентрация кислорода в анолите меньше 8,3 мг/л, то это заметно снижает процесс влагопотребления оболочкой семян и, как следствие, - снижает активность набухания семян, что приводит к замедлению прорастания семян и увеличению сроков проращивания. Если концентрация кислорода в анолите больше 12,0 мг/л, то высокая степень насыщения раствора кислородом способствует повышению окислительных реакций, что приводит к замедлению работы ферментных систем семян и ухудшает энергию прорастания и накопление биомассы растений, поэтому оптимальной концентрацией кислорода является 10,2 мг/л.

Если соотношение семян к анолиту будет больше, то это способствует развитию неблагоприятной микрофлоры, затрудняющей его проращивание, если меньше - насыщение эндосперма семян влагой будет недостаточным, что также замедлит процесс проращивания. Поэтому оптимальное соотношение семян к анолиту соответственно равно 1:2.

Оптимальное время повторной промывки семян после замачивания в анолите составляет 5 мин. Промывка менее 5 минут является недостаточной для удаления из семян остатков анолита, если больше - это способствует увеличению времени технологического процесса проращивания корма.

Если время проращивания семян составляет менее 7 суток, то это способствует недостаточному накоплению необходимых для качественной кормовой добавки сахаров и ферментов. Если больше 9 суток - семена перерастают, в связи с чем его качество ухудшается, поэтому оптимальным временем проращивания является 8 суток.

Способ получения белково-витаминной кормовой добавки осуществляют следующим образом.

Промывку семян нута осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин. После чего промытые семена замачивают анолитом с рН 3,0-6,0 и окислительно-восстановительным потенциалом 970-1110 мВ, концентрацией кислорода 8,3-12,0 мг/л и хлора 0,006-0,01 мг/л в течение 3,5-4,5-х часов, при соотношении семян к анолиту 1:2. После этого удаляют анолит и осуществляют повторную промывку семян водопроводной водой в течение 3-8 мин. Проращивание семян осуществляют в тонком слое без использования субстрата воздушно-оросительным методом при периодическом ворошении, при общей продолжительности проращивания 7-9 суток при естественном освещении.

Пример осуществления способа

Берут 1 кг семян нута сорта Кубанский-16 и промывают в течение 6 мин под водопроводной водой, удаляют из семян сорную примесь, пыль и помещают в один слой в невысокий пластиковый контейнер без субстрата, заливая анолитом в соотношении семян к анолиту 1:2 на 4 часа при температуре окружающей среды 18°С.

Спустя 4 часа анолит аккуратно сливают и семена повторно промывают водопроводной водой, чтобы удалить из семенной массы остатки анолита, после чего начинают стадию воздушно-оросительного проращивания. Набухшие семена выкладывают тонким слоем на пластиковые разносы и накрывают влажной марлей и оставляют при температуре 18°С и естественном освещении, периодически орошая семена водой, начинают выгон зеленой биомассы.

В результате микробиологических исследований при посеве семян, обработанных по предлагаемому способу, на питательную среду МПА и среду Чапека степень обсемененности грибной и бактериальной микрофлорой была минимальной.

В таблице 1 представлена разница показателей энергии прорастания семян нута, пророщенного с использованием анолита, полученного путем контактной активации, с указанными параметрами и по методике прототипа (контроль) в пяти повторностях. Энергию прорастания семян нута определяли по ГОСТ 10968-88 «Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастания». Данные биохимических исследований и содержания витаминов в гидропонной зелени нута представлены в таблице 2.

В среднем разница энергии прорастания семян нута между контрольным вариантом (прототип) и опытным (по предлагаемому способу) составила 6%.

В зеленой массе определено следующее содержание витаминов: В1 - 0,78 мг/100 г, В2 - 0,37 мг/100 г.

Таким образом, представленные биохимические данные позволяют сделать вывод о пригодности зеленой массы для включения ее в рацион сельскохозяйственных животных и птиц.

Как видно, обработка семян нута анолитом, полученным контактным способом, с заявленными параметрами значительно сокращает срок прорастания семян на 48 часов благодаря повышению энергии прорастания и продуктивности растений, а также увеличению выхода биомассы за счет обеспечения защиты растений от контаминирующих микроорганизмов.

Предлагаемый способ получения белково-витаминной кормовой добавки позволит снизить энерго- и трудозатраты в связи с однократным использованием анолита без дополнительных обработок другими растворами, способ не требует специальной аппаратуры для проращивания семян нута.