Результат интеллектуальной деятельности: Способ приготовления функциональной кормовой добавки из зерна пшеницы

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к приготовлению функциональной кормовой добавки из зерна пшеницы 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, 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 зеленых гидропонных кормов (HYPERLINK "http://naT.RU"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.

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

Наиболее близким аналогом-прототипом к заявленному является известный способ получения гидропонного зеленого корма, включающий намачивание семян в католите электроактивированной воды, полученном 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 и выгонку проростков (пат. RU №2524538 - прототип).

Недостатком данного способа является значительная трудоемкость процесса проращивания зерна и его усложнения из-за применения двух фаз проращивания - без света и в его присутствии, а также образование 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.

Техническим результатом является повышение энергии прорастания зерна пшеницы, увеличение выхода биомассы и продуктивности растений (корма), обеспечение защиты растений от болезней и ускорение технологического процесса проращивания витаминной зелени.

Технический результат достигается тем, что в способе приготовления функциональной кормовой добавки из зерна пшеницы, включающем замачивание зерна в электроактивированной воде, проращивание и выгон проростков, согласно изобретению промывку зерна пшеницы осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин, после чего промытое зерно замачивают анолитом с рН 3,5-10,8 и окислительно-восстановительным потенциалом 375-840 мВ, концентрацией кислорода 7,2-16,0 мг/л и хлора 0,003-0,007 мг/л в течение 3,5-4,5 часов при соотношении зерна к анолиту 1:2, после этого удаляют анолит и осуществляют повторную промывку зерна водопроводной водой в течение 3-8 мин, а проращивание зерна 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 приготовления функциональной кормовой добавки состоит в повышении энергии прорастания зерна пшеницы и увеличении выхода биомассы и продуктивности растений (корма) за счет обеспечения защиты проростков от болезней путем применения анолита с рН 3,5-10,8 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 375-840 мВ, концентрацией кислорода 7,2-16,0 мг/л и хлора 0,003-0,007 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 приготовления функциональной кормовой добавки из зерна пшеницы возможно применять в условиях промышленных специализированных предприятий.

Раствор анолита для обработки зерна пшеницы получали контактной активацией водопроводной воды 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 будет расходоваться на нагрев раствора, что увеличит расход тока и уменьшит скорость увеличения рН.

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

Если в заявленном способе приготовления функциональной кормовой добавки из пшеницы в процессе замачивания зерна рН анолита будет меньше 3,5 единиц, то это способствует ингибирующему действию процессов прорастания зерна в виду повышения кислотности среды анолита, что приводит к снижению энергии прорастания зерна пшеницы и уменьшению выхода биомассы и продуктивности растений (корма). Если рН больше 10,8 единиц, то это приводит к замедлению влагопотребления оболочкой зерна и увеличивает время проращивания кормовой добавки, поэтому оптимальным рН для анолита, используемого в качестве замочного раствора для зерна, является 7,2 единиц.

Если ОВП анолита будет меньше 375 мВ, то стимулирующий эффект анолита на биохимические процессы зерна снижается, соответственно снижается и энергия прорастания, а если ОВП будет больше 840 мВ, то это приводит к повышению окислительных процессов в растворе, что замедляет активность ферментных систем зерна и выход биомассы растений, поэтому оптимальным для анолита является ОВП 607,2 мВ.

Если концентрация хлора анолита будет меньше 0,003 мг/л, то это способствует активному развитию контаминирующих микроорганизмов, что негативно влияет на качественные показатели кормовой добавки. Если концентрация хлора будет больше 0,007 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 0,005 мг/л.

Если концентрация кислорода в анолите меньше 7,2 мг/л, то это заметно снижает процесс влагопотребления оболочкой зерна и, как следствие, снижает активность набухания зерна, что приводит к замедлению прорастания зерна и увеличению сроков проращивания. Если концентрация кислорода в анолите больше 16,0 мг/л, то высокая степень насыщения раствора кислородом способствует повышению окислительных реакций, что приводит к замедлению работы ферментных систем зерна и ухудшает энергию прорастания, поэтому оптимальной концентрацией кислорода является 11,6 мг/л.

Заявлено оптимальное соотношение зерна к анолиту, равное соответственно 1:2.

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

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

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

Способ приготовления функциональной кормовой добавки осуществляют следующим образом.

Промывку зерна пшеницы осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин. После чего промытое зерно 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 часов при соотношении зерна к анолиту 1:2. После этого удаляют анолит и осуществляют повторную промывку зерна водопроводной водой в течение 3-8 мин. Проращивание зерна 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 зерна пшеницы сорта Безостая-1 и промывают в течение 6 мин под водопроводной водой, удаляют из зерновой массы сорную примесь, пыль и помещают в один слой в невысокий пластиковый контейнер без субстрата, заливая анолитом, полученным контактным способом путем электролиза водопроводной воды, в соотношении зерна к анолиту 1:2 на 4 часа при температуре окружающей среды 18°С.

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

В результате микробиологических исследований при посеве зерна, обработанного по предлагаемому способу, на питательную среду ΜΠΑ и среду Чапека степень обсемененности грибной и бактериальной микрофлорой была минимальной.

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

В среднем разница энергии прорастания зерна пшеницы между контрольным вариантом (прототип) и опытным (по предлагаемому способу) составила 5,4%.

В зеленой массе определено следующее содержание витаминов: В1 - 2 мг/100 г, В2 - 0,7 мг/100 г, В3 - 4,5 мг/100 г, В6 - 3 мг/100 г, Е - 21 мг/100 г.

Таким образом, рекомендованная функциональная кормовая добавка из зерна пшеницы позволит улучшить качество корма. Представленные биохимические данные позволяют сделать вывод о пригодности кормовой добавки для включения ее в рацион сельскохозяйственных животных и птиц.

Как видно, обработка зерна пшеницы анолитом, полученным контактным способом, с заявленными параметрами значительно сокращает срок прорастания зерна 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 функциональной 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 зерна пшеницы.