Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения белковой биологически активной кормовой добавки

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к получению белковой биологически активной кормовой добавки 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 (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 белковую биологически активную 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 замачивание 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 замачиванием 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 усложнение 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 семян люпина, увеличение выхода биомассы и продуктивности растений (корма) за счет обеспечения защиты растений от болезней и ускорение технологического процесса проращивания белковой биологически активной кормовой добавки.

Технический результат достигается тем, что в способе получения белковой биологически активной кормовой добавки, включающем замачивание семян в электроактивированной воде, проращивание и выгон проростков, согласно изобретению в качестве исходных семян используют семена люпина, промывку семян люпина осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 минут, после чего промытое зерно замачивают анолитом с рН 3,0-11,2 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 310-1100 мВ, концентрацией кислорода 7,2-16,0 мг/л и хлора 0,003-0,007 мг/л, в течение 3,0-4,5 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 белковой биологически активной кормовой добавки состоит в повышении энергии прорастания семян люпина и увеличении выхода биомассы и продуктивности растений (корма) за счет обеспечения защиты проростков от болезней, путем применения анолита с рН 3,0-11,2 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 310-1100 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 получения белковой биологически активной кормовой добавки возможно применять в условиях промышленных специализированных предприятий.

Раствор анолита для обработки семян люпина получали бесконтактной 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 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 белковой биологически активной кормовой добавки в процессе замачивания семян рН анолита будет меньше 3,0 единиц, то это способствует ингибирующему действию процессов прорастания семян ввиду повышения кислотности среды анолита, что приводит к снижению энергии прорастания семян люпина и уменьшению выхода биомассы и продуктивности растений (корма). Если рН больше 11,2 ед., 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 7,2 ед.

Если ОВП анолита будет меньше 310 мВ, то стимулирующий эффект анолита на биохимические процессы семян снижается, соответственно снижается и энергия прорастания, а если ОВП будет больше 1100 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 750,0 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 семян и, как следствие, снижает активность набухания семян, что приводит к замедлению прорастания семян 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 семян и ухудшает энергию прорастания, поэтому оптимальной концентрацией кислорода является 11,6 мг/л.

Заявлено оптимальное соотношение семян к анолиту, равное соответственно 1:2. 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 белковой биологически активной кормовой добавки осуществляют следующим образом.

Промывку семян люпина осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин. После чего промытое зерно замачивают анолитом с рН 3,0-11,2 и окислительно-восстановительным потенциалом 310-1100 мВ, концентрацией кислорода 7,2-16,0 мг/л и хлора 0,003-0,007 мг/л в течение 3,0-4,5 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 сорта Старт и промывают в течение 6 мин под водопроводной водой, удаляют из семенной массы сорную примесь, пыль и помещают в один слой в невысокий пластиковый контейнер без субстрата, заливая анолитом, полученным бесконтактным способом путем электролиза водопроводной воды, в соотношении семян к анолиту 1:2 на 4 часа при температуре окружающей среды 18°C.

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°C 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 люпина, пророщенных с использованием анолита, полученного путем бесконтактной активации, с указанными параметрами и по методике прототипа (контроль) в пяти повторностях. Энергию прорастания семян люпина определяли по ГОСТ 10968-88. Данные биохимических исследований и содержания витаминов в зелени люпина представлены в таблице 2.

В среднем разница энергии прорастания семян люпина между контрольным вариантом (прототип) и опытным (по предлагаемому способу) составила 9,8%.

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 биологически активная кормовая добавка 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 из описания, обработка семян люпина анолитом, полученным бесконтактным 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 белковой биологически активной 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.