Спосіб отримання кормового продукту з підвищеним вмістом білка шляхом збагачення соняшникового

Власники патенту UA 2561535:

Існуючі методи збільшення вмісту протеїну в соняшниковому шроті спрямовані насамперед на видалення залишків лушпиння соняшнику, що міститься в соняшниковому шроті, що сприяє зменшенню вмісту клітковини (інших вуглеводів).

Однак цей спосіб також має ряд істотних недоліків, таких як низький вихід кінцевого продукту, велика кількість відходів, незбалансований амінокислотний склад кінцевого продукту (лізину).

З рівня техніки відомий спосіб приготування білкового продукту, що включає подрібнення рослинної сировини (бобів сої), обробку сировини ферментами із забезпеченням руйнування клітковини рослинної сировини до глюкози, внесення в отримане живильне середовище мінеральних солей, внесення в живильне середовище культури. інактивацію дріжджових клітин (пастеризацію) та сушіння отриманого продукту (патент США №3958015, 18.05.1976). Зазначений аналог найбільш близький до заявленого способу по сукупності операцій, що проводяться. Однак як вихідна сировина в ньому використовується необезжирена соя. Рослинна олія, яка міститься в соєвих бобах, перешкоджає дії ферментів, а також може виступати як інгібітор процесу розвитку дріжджів. Крім того, соя містить низку антипоживних речовин, для нейтралізації яких потрібне проведення теплової обробки. При цьому соя є більш дорогою рослинною сировиною по відношенню до соняшникового шроту. Також слід зазначити, що стадія подрібнення сої є більш енергоємною в порівнянні зі стадією подрібнення соняшникового шроту, оскільки технологічні процеси екстракції соняшникової олії, в результаті яких виходить соняшникова.шрот, передбачають подрібнення маси, що залишилася після пресування.

З рівня техніки також відомо використання соняшникової макухи для отримання високобілкових продуктів з використанням дріжджів цукроміцетів (Geotrichum candidum) (патент Великобританії № GB 1319562, 06.06.1973).

Технічний результат винаходу полягає у збільшенні вмісту білка в продукті, збільшенні його засвоюваності та забезпеченні його збалансованого амінокислотного складу, а також спрощення технології.

Вказаний технічний результат досягається за рахунок того, що спосіб одержання кормового продукту з соняшникового шроту включає подрібнення соняшникового шроту. цетів та забезпечення їх розмноження, інактивацію дріжджових клітин та супутньої мікрофлори термічним способом, сушіння одержаного продукту.

Крім того, зазначений технічний результат досягається в окремих варіантах реалізації винаходу за рахунок того, що:

- подрібнення шроту здійснюють до розміру не більше 1 мм,

- перед внесенням у живильне середовище культури дріжджів цукроміцетів до неї додатково вносять джерела азоту та/або фосфору у вигляді мінеральних солей та/або добрив,

- формують водну суспензію подрібненого соняшникового шроту з концентрацією 10-25 мас.%,

- ферментативний гідроліз здійснюють шляхом додавання до згаданої суспензії ферментного препарату, що містить комплекс целюлази при температурі 40-60°С, та подальшого оцукрювання шроту протягом 20-24 годин,

- культуру дріжджів вносять у шротпри наступному співвідношенні компонентів: дріжджі - 10-15 об.%, шрот - інше, при цьому розмноження дріжджів здійснюють при температурі 33-37°С протягом 1-3 діб,

- інактивацію дріжджових клітин та супутньої мікрофлори здійснюють шляхом впливу на суспензію пором при температурі 70-75°С протягом 20-40 хвилин,

- сушіння отриманого продукту здійснюють шляхом вакуум-випарювання та подальшого розпилювального сушіння до залишкової вологості продукту не більше 10%.

У запропонованому способі на відміну від аналогів як вихідної рослинної сировини для культивування дріжджів сахароміцетів вперше використаний соняшниковий шрот.

Соняшниковий шрот має ряд переваг у порівнянні з іншими видами рослинної сировини (зокрема, соняшникової макухи) при використанні її як живильне середовище для дріжджів цукроміцетів, а саме:

2. Технологічні процеси екстракції соняшникової олії з отриманням соняшникового шроту передбачають подрібнення маси, що залишилася після пресування, що дозволяє суттєво знизити витрати на подрібнення сировини на першому етапі технології порівняно з іншими відомими методами (наприклад, при використанні сої, висівок або макухи як вихідна сировини).

3. Соняшниковий шрот на відміну від макухи є знежиреним продуктом, що спрощує стадію ферментативного гідролізу клітковини (лігноцелюлози), що міститься у вихідній сировині, оскільки створюються оптимальні умови для роботи ферментів.

Таким чином, в запропонованому способі поєднання ознак, що характеризують використання соняшникового шроту та культивування в ньому дріжджів цукроміцетів, визначає новизну, а також винахідницький рівень винаходу.

Сутність способу полягає у попередній підготовцісоняшникового шроту з подальшим культивуванням на підготовленому поживному середовищі мікроорганізмів - дріжджів цукроміцетів.

Згідно з пропонованим способом вуглеводи, у тому числі і клітковина, що спочатку містяться в соняшниковому шроті, в результаті попередньої обробки сировини і в результаті впливу рідких ферментів частково перетворюються (руйнуються) у прості цукру. В результаті утворюється сприятливе живильне середовище для культивування дріжджів цукроміцетів, біомаса яких є цінною білковою добавкою до кормів для сільськогосподарських тварин. При цьому забезпечується одержання кінцевого продукту, що містить рослинний білок соняшникового шроту та мікробний білок дріжджів цукроміцетів, збалансований за амінокислотним складом. Спосіб включає наступні етапи.

1. Подрібнення соняшникового шроту.

Подрібнення здійснюють на молотковій дробарці типу MD2x2 до розміру частинок трохи більше 1 мм. Соняшниковий шрот через бункер завантаження подається в камеру дроблення, де руйнується під дією ударів молотків, ударів і тертя про внутрішні поверхні камери дроблення, а також самоподрібнення. Подрібнений матеріал проходить через отвори розвантажувальних грат, розмір яких визначає крупність продукту.

2. Приготування водної суспензії подрібненого соняшникового шроту.

Подрібнений до потрібного розміру шрот надходить у біореактор, куди подається вода для приготування суспензії водної з концентрацією шроту 10-25 мас.%.

3. Ферментативний гідроліз подрібненого соняшникового шроту.

У згаданий біореактор додають ферментний препарат, що містить комплекс целюлази, при температурі 40-60°З забезпечують осахаривание шроту протягом 20-24 годин. В результаті відбувається руйнування клітковинишроту до моноцукорів (гексози та пентози).

4. Додавання джерел азоту та фосфору.

В отриману водну суспензію вносять джерела азоту та фосфору у вигляді мінеральних солей або добрив.

5. Внесення в отримане живильне середовище культури дріжджів цукроміцетів.

Дріжджі вносять у кількості 10-15 об.% від загального обсягу суміші, що завантажується (тобто робочого обсягу ферментера). При цьому розмноження дріжджів здійснюють протягом 1-3 діб в умовах аерації та при температурі в межах 33-37°С.

6. Інактивація дріжджових клітин.

Інактивацію здійснюють шляхом впливу на суспензію, збагачену біомасою дріжджів, глухою парою при температурі 70-75°С протягом 30 хвилин. При цьому інактивується супутня (стороння) мікрофлора.

7. Сушіння отриманого продукту.

Суспензія надходить на вакуум-випарку, після чого відправляється на розпилювальне сушіння, де і формується кінцевий готовий продукт, вологість якого не повинна перевищувати 8-10%.

Після сушіння за необхідності проводять гранулювання кінцевого продукту.

Приклад реалізації методу.

Як вихідна сировина використовувався соняшниковий шрот, хімічний склад якого представлений у таблиці 1.

Таблиця 1
Хімічний склад соняшникового шроту.
НайменуванняВолога, мас.%Вміст абсолютно суху масу, мас.%
ОлійністьПротеїнКлітковинаЗола
Соняшниковий шрот7-100,9-2,233,5-3920-245,5-6,3

Шрот подрібнювали до розмірів трохи більше 1 мм. Потім готували суспензію, що містить 20 мас.% шроту. В суспензію вводили ферментний препарат "ЦеллоЛюкс-F" з целюлазноюактивністю 2000±200 од/г разом із поліферментним препаратом «Феркон» при температурі 50°С, рН 4,7 та постійному перемішуванні реакційного середовища зі швидкістю 500 об/хв. Ферментний препарат додавався з розрахунку 5-10 г/кг соняшникового шроту. Оцукрювання здійснювали протягом 24 годин.

Після цього суспензію вводили джерела азоту і фосфору. Як джерело фосфору вносили амофос з розрахунку 8-10 г/кг, як джерело азоту - водний аміак 25% у кількості 10-12 г/кг вихідної сировини.

В отримане живильне середовище вводили культури дріжджів цукроміцетів Saccharomyces cerevisiae у кількості 10-15% від робочого обсягу ферментера. Розмноження здійснювали за температури 33-37°С протягом 1-3 діб.

Після цього отриманий продукт піддавали сушінню до залишкової вологості 10%.

Слід зазначити, що заявлений винахід не обмежена окремими варіантами реалізації, наведеними в описі; можливі також будь-які інші модифікації в обсязі наведеної сукупності істотних ознак.

1. Методичний посібник з визначення нейтрально- і кислотно-детергентної клітковини в кормах та біологічних середовищах та використання цих фракцій у годівлі великої рогатої худоби / Д.б.н. Воробйова С. Ст, к.б.н. Боголюбова Н.В., к.б.н. Овчиннікова Т.М. Сайт Всеукраїнського інституту тваринництва http://agrokias.narod.ru/index/0-28.

2. Вищі їстівні базидіоміцети в поверховій та глибинній культурі / Бісько Н.А., Бухало О.С., Вассер С.П. та ін. За заг. ред. Дудки І.А. – Київ: Наукова думка, 1983. – 312 с.

3. Мікробний синтез на основі целюлози: Білок та інші цінні продукти / Лобанок А.Г., Бабицька В.Г., Богдановська Ж.М. - М.: Наука та техніка, 1988. - 261 с.

4. Біологія та культивування їстівнихгрибів роду глива / Бисько Н.А., Дудка І.А. – Київ: Наукова думка, 1987. – 148 с.

5. О.В. Уфімцева, П.В. Миронов: Отримання біомаси міцелію грибів гливи звичайної та сірчано-жовтого трутовика. Хвойні бореальні зони, XXVI, №2, 2009 р., с.294-296.

1. Спосіб отримання кормового продукту з соняшникового шроту, що включає: - подрібнення соняшникового шроту, - формування водної суспензії подрібненого соняшникового шроту, - ферментативний гідроліз суспензії соняшникового шроту із забезпеченням руйнування клітковини0>- внесення в отримане живильне середовище культури дріжджів цукроміцетів та забезпечення їх розмноження, - інактивацію дріжджових клітин та супутньої мікрофлори термічним способом, - сушіння отриманого продукту.

2. Спосіб за п. 1, у якому подрібнення шроту здійснюють до розміру не більше 1 мм.

3. Спосіб за п. 1, в якому перед внесенням у живильне середовище культури дріжджів цукроміцетів до неї додатково вносять джерела азоту та/або фосфору у вигляді мінеральних солей та/або добрив.

4. Спосіб за п. 1, у якому формують водну суспензію подрібненого соняшникового шроту з концентрацією 10-25 мас.%.

5. Спосіб за п. 1, в якому ферментативний гідроліз здійснюють шляхом додавання до згаданої суспензії ферментного препарату, що містить комплекс целюлази при температурі 40-60°C і подальшого оцукрювання шроту протягом 20-24 годин.

6. Спосіб за п. 1, в якому культуру дріжджів вносять у шрот при наступному співвідношенні компонентів: дріжджі - 10-15 об.%, шрот - інше, при цьому розмноження дріжджів здійснюють при температурі 33-37°C протягом 1-3 діб.

7. Спосіб за п. 1, в якому інактивацію дріжджових клітин та супутньої мікрофлориздійснюють шляхом на суспензію пором при температурі 70-75°C протягом 20-40 хвилин.

8. Спосіб за п. 1, в якому сушіння отриманого продукту здійснюють шляхом вакуум-випарювання і подальшого розпилювального сушіння до залишкової вологості продукту не більше 10%.