RU2201689C2 - Method for fodder production - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture, fodder production. SUBSTANCE: method deals with preparing fodders for poultry, domestic animals, cattle, and fish, as well. This method could be, also, applied to produce human food concentrates. The method includes prolonged mechanical mixing of reduced raw material with enzymatic preparations at temperatures and pH for the preparation to demonstrate its activity, at raw material moisture being not less than natural one and not higher than that value when it looses its friability, for the period of time to achieve desired degree of raw material modification. Moreover, fermentative raw material treatment could be carried out in one or more stages by applying different enzymatic preparations by adding water in one or more stages, at thermal inactivation of enzymes after raw material treatment. The method enables to obtain ready-to-use product without any operations for wetting raw material and drying the product at product's higher quality. EFFECT: higher efficiency of fodder production. 4 cl, 7 ex

Description

Изобретение относится к способам производства кормов и может быть использовано преимущественно для приготовления кормов для домашней птицы и домашних и сельскохозяйственных животных, а также рыб, обладающих относительно низкой ферментативной активностью переваривающей системы (утки, свиньи, молодняк рогатого скота, собаки, осетровые рыбы и т.д.). Этот же способ может быть использован для производства пищевых концентратов для людей. The invention relates to methods for the production of feed and can be used mainly for the preparation of feed for poultry and poultry and farm animals, as well as fish having a relatively low enzymatic activity of the digestive system (ducks, pigs, young cattle, dogs, sturgeon, etc. d.). The same method can be used to produce food concentrates for humans.

Известен способ приготовления кормов, основанный на смешивании различных видов кормового (пищевого) сырья, например зерна, соевого шрота, рыбной муки и др. [Хохрин С.Н., Галецкий В.Б. Использование новых ферментных препаратов при кормлении кур. - СПб: СПб Государственная Академия Ветеринарной Медицины, 1999. - С. 6]. Такой корм оказывается сбалансированным по основным пищевым веществам: белкам, жирам, углеводам, минеральным веществам и витаминам. Однако в силу низкой ферментативной активности пищеварительной системы указанных групп животных его усваиваемость невелика, что приводит к большому расходу корма. A known method of preparation of feed based on mixing various types of feed (food) raw materials, such as grain, soybean meal, fishmeal, etc. [Khokhrin S.N., Galetsky VB The use of new enzyme preparations for feeding chickens. - St. Petersburg: St. Petersburg State Academy of Veterinary Medicine, 1999. - S. 6]. This food is balanced in basic nutrients: proteins, fats, carbohydrates, minerals and vitamins. However, due to the low enzymatic activity of the digestive system of these groups of animals, its digestibility is low, which leads to high feed consumption.

Известным и ближайшим по технической сущности к предлагаемому способу (его прототипом) является способ, описанный там же, с.36. Этот способ основан на смешивании с измельченным сырьем ферментных препаратов. Согласно прототипу, такие корма обладают более высокой усваиваемостью. При этом, согласно прототипу, действие ферментных препаратов проявляется лишь в пищеварительном тракте животных, компенсируя низкую активность собственных ферментов. Known and closest in technical essence to the proposed method (its prototype) is the method described there, p.36. This method is based on mixing enzyme preparations with ground raw materials. According to the prototype, such feeds have a higher digestibility. Moreover, according to the prototype, the effect of enzyme preparations is manifested only in the digestive tract of animals, compensating for the low activity of their own enzymes.

Недостатком прототипа является то, что приготовленные по данному способу корма могут оказывать вредное воздействие на организм животных, а именно: разрушать стенки пищеварительного тракта за счет неконтролируемого действия ферментов; вызывать различные заболевания вследствие индивидуальной непереносимости ферментов, в том числе снижать иммунитет; подавлять синтез собственных пищеварительных ферментов; нарушать баланс микрофлоры в пищеварительном тракте. Кроме того, прототип требует относительно большого расхода ферментов: будучи белками, они частично перевариваются в пищеварительном тракте, причем температура и рН в различных отделах пищеварительного тракта могут отличаться от оптимальных для действия данных ферментов. The disadvantage of the prototype is that the food prepared by this method can have a harmful effect on the animal organism, namely: to destroy the walls of the digestive tract due to the uncontrolled action of enzymes; cause various diseases due to individual intolerance to enzymes, including reducing immunity; inhibit the synthesis of their own digestive enzymes; disturb the balance of microflora in the digestive tract. In addition, the prototype requires a relatively large expenditure of enzymes: being proteins, they are partially digested in the digestive tract, and the temperature and pH in different parts of the digestive tract may differ from the optimal for the action of these enzymes.

Согласно предлагаемому способу смесь кормового сырья с препаратами подвергают продолжительному механическому перемешиванию при влажности сырья не ниже естественной и не выше той, при которой смесь теряет сыпучесть, при температуре и рН, при которых ферментный препарат проявляет свою активность, в течение промежутка времени, за который достигается требуемая степень модификации сырья. According to the proposed method, the mixture of feed raw materials with preparations is subjected to prolonged mechanical mixing at a moisture content of raw materials not lower than natural and not higher than that at which the mixture loses flowability, at a temperature and pH at which the enzyme preparation shows its activity for a period of time for which it is achieved the required degree of modification of raw materials.

Сущность изобретения состоит в следующем. Вместо введения ферментов в организм животного вместе с кормом с целью активизации пищеварительных процессов производят ферментативную обработку сырья до кормления им животного с целью повышения доли легкоусваиваемых веществ в корме. The invention consists in the following. Instead of introducing enzymes into the animal’s body along with the feed in order to activate digestive processes, enzymatic processing of the raw material is carried out before the animal feeds it in order to increase the proportion of easily digestible substances in the feed.

Обработка различных видов сырья путем ввода в него извне ферментных препаратов известна и широко применяется прежде всего в пищевой промышленности (пивоварение, хлебопечение, производство вин, алкоголя и т.д.). Processing various types of raw materials by introducing enzyme preparations into it from the outside is known and widely used primarily in the food industry (brewing, baking, wine, alcohol, etc.).

Новыми являются условия проведения процесса обработки, а именно то, что сырье находится в сыпучем состоянии. Такие условия обработки сырья при вводе ферментных препаратов извне в литературе не упоминаются. Возможность обработки сырья в таких условиях была обнаружена заявителем опытным путем. New are the conditions for the processing process, namely the fact that the raw material is in a loose state. Such processing conditions for raw materials when entering enzyme preparations from the outside are not mentioned in the literature. The possibility of processing raw materials in such conditions was discovered by the applicant experimentally.

Преимущества обработки сырья в таких условиях заключаются в том, что по сравнению с общепринятыми способами исключаются операции варки или замачивания. Особую ценность для кормопроизводства представляет возможность проведения процесса на обычном оборудовании кормоцеха (кормосмесители, кормозапарники) без использования специальных ферментационных реакторов. При этом исключаются операции по удалению из готового продукта больших количеств влаги, что неизбежно после обработки с использованием варки или замачивания, и тем самым снижаются энергозатраты на сушку продукта и обеспечивается хорошая сохранность корма. Наконец, обработка сырья в сыпучем виде позволяет точно регулировать степень модификации сырья за счет выбора как продолжительности обработки, так и влажности реакционной смеси, при этом содержание влаги в сырье становится лимитирующим фактором, определяющим степень модификации сырья. В этом случае в зерне можно сохранить достаточное количество кормовых (пищевых) волокон, необходимых для нормального функционирования пищеварительной системы животных. The advantages of processing raw materials under such conditions are that, compared with conventional methods, cooking or soaking operations are excluded. Of particular value for feed production is the ability to carry out the process on conventional feed processing equipment (feed mixers, feed steamers) without the use of special fermentation reactors. This eliminates the operation of removing large amounts of moisture from the finished product, which is inevitable after processing using cooking or soaking, and thereby reduces the energy consumption for drying the product and ensures good feed safety. Finally, the processing of raw materials in bulk allows you to precisely control the degree of modification of the raw material by choosing both the processing time and the humidity of the reaction mixture, while the moisture content in the raw material becomes the limiting factor determining the degree of modification of the raw material. In this case, a sufficient amount of feed (food) fibers necessary for the normal functioning of the digestive system of animals can be stored in the grain.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет сократить количество используемых ферментных препаратов за счет оптимизации условий обработки. Compared with the prototype, the proposed method allows to reduce the number of enzyme preparations used by optimizing the processing conditions.

В зависимых пунктах производятся конкретизация и развитие заявляемого способа. In dependent paragraphs, the concretization and development of the proposed method are carried out.

Согласно способу по п.2, обработку сырья производят в одну или несколько стадий, причем на каждой стадии вводят ферментный препарат специфического действия. Обработку в несколько стадий целесообразно производить, если температура и рН оптимального действия различных типов применяемых ферментов существенно различны или если одна группа ферментов способна инактивировать другие ферменты. According to the method according to claim 2, the processing of raw materials is carried out in one or several stages, and at each stage an enzymatic preparation of a specific action is introduced. It is advisable to carry out the treatment in several stages if the temperature and pH of the optimal action of the different types of enzymes used are significantly different or if one group of enzymes is able to inactivate other enzymes.

Согласно способу по п. 3, различные компоненты корма обрабатывают порознь, а затем смешивают. При этом условия обработки каждого компонента, включая температуру, рН и состав применяемых ферментов, могут быть оптимизированы для каждого компонента отдельно. According to the method of claim 3, various feed components are treated separately and then mixed. In this case, the processing conditions of each component, including temperature, pH and the composition of the enzymes used, can be optimized for each component separately.

Согласно способу по п.4, в смесь кормового сырья и ферментного препарата вводят воду в один или несколько приемов. Это позволяет регулировать степень модификации сырья, т.к., как было указано выше, содержание влаги в сырье ограничивает степень модификации сырья. При этом сыпучесть реакционной смеси не нарушается. According to the method according to claim 4, water is introduced into the mixture of feed raw material and the enzyme preparation in one or several doses. This allows you to adjust the degree of modification of raw materials, because, as mentioned above, the moisture content in the raw materials limits the degree of modification of the raw materials. While the flowability of the reaction mixture is not broken.

Согласно способу по п.5, после ферментативной обработки продукт подвергают тепловой обработке в условиях, обеспечивающих инактивацию использованных ферментных препаратов. Тем самым исключают нежелательные последствия от попадания ферментных препаратов в организм животного. According to the method according to claim 5, after enzymatic treatment, the product is subjected to heat treatment in conditions that ensure the inactivation of the used enzyme preparations. This eliminates undesirable consequences from the ingestion of enzyme preparations into the body of the animal.

Примеры реализации способа. Examples of the method.

Во всех примерах реализации способа применяют метод ступенчатого смешивания компонентов корма и ферментного препарата [Кислухина О., Кюдулас И. Биотехнологические основы переработки растительного сырья. - Каунас: Технология, 1997 г.]. In all examples of the implementation of the method, the method of stepwise mixing of the components of the feed and the enzyme preparation is used [O. Kislukhina, I. Kydulas. Biotechnological basis for processing plant materials. - Kaunas: Technology, 1997].

Пример 1. Example 1

Измельченный подсолнечный жмых в количестве 1 тонна загружают в кормозапарник, смешивают с 500 г порошкового ферментного препарата бактериальной нейтральной протеазы Протосубтилин Г3х (Бердский завод ферментных препаратов) и смесь с естественной влажностью 15% перемешивают в течение 3 часов при температуре 50^oС.The crushed sunflower meal in the amount of 1 ton is loaded into the feed tank, mixed with 500 g of the bacterial neutral protease Protosubtilin G3x powder enzyme preparation (Berdsky enzyme preparations factory) and the mixture with natural humidity of 15% is stirred for 3 hours at a temperature of 50 ^o C.

Для контроля содержания легкоусваиваемых компонентов из полученного продукта делали водную вытяжку и сравнивали содержание в ней растворимых углеводов и белка (в том числе аминокислот, пептидов) с содержанием тех же веществ в водной вытяжке из исходного сырья. При этом содержание водорастворимых углеводов в кормовом продукте по сравнению с исходным сырьем в результате ферментной обработки возросло на 15%, водорастворимых белковых компонентов - на 55%. To control the content of easily digestible components from the obtained product, an aqueous extract was made and the content of soluble carbohydrates and protein (including amino acids, peptides) in it was compared with the content of the same substances in the aqueous extract from the feedstock. At the same time, the content of water-soluble carbohydrates in the feed product compared to the feedstock as a result of enzymatic treatment increased by 15%, water-soluble protein components - by 55%.

Пример 2. Example 2

Измельченное зерно пшеницы в количестве 1 тонна загружают в кормозапарник, смешивают со 100 г порошкового ферментного комплексного препарата амилаз, глюканаз и протеаз БНЗ-720 (ЭНДЭ Индустриал Корпорейшн) и смесь с естественной влажностью 20% перемешивают в течение 2 часов при температуре 53^oС. При этом содержание водорастворимых углеводов в кормовом продукте по сравнению с исходным сырьем в результате ферментной обработки возросло на 28%, водорастворимых белковых компонентов - на 30%.The crushed wheat grain in the amount of 1 ton is loaded into the feed tank, mixed with 100 g of the powder enzyme complex preparation amylases, glucanases and proteases BNZ-720 (ENDE Industrial Corporation) and the mixture with natural humidity of 20% is stirred for 2 hours at a temperature of 53 ^o C. At the same time, the content of water-soluble carbohydrates in the feed product compared to the feedstock as a result of enzymatic treatment increased by 28%, water-soluble protein components - by 30%.

Пример 3. Example 3

Продукты, полученные в примерах 1 и 2, смешивают в пропорции 1:2. Полученная кормосмесь предназначена для кормления сельскохозяйственной птицы. The products obtained in examples 1 and 2 are mixed in a ratio of 1: 2. The resulting feed mixture is intended for feeding poultry.

Пример 4. Example 4

Смесь, полученную в примере 3, подвергают тепловой обработке при температуре 120^oС в течение 2 минут. Согласно данным изготовителей ферментных препаратов, такая обработка приводит к полной инактивации ферментов.The mixture obtained in example 3 is subjected to heat treatment at a temperature of 120 ^o C for 2 minutes. According to manufacturers of enzyme preparations, this treatment leads to complete inactivation of the enzymes.

Пример 5. Example 5

Смесь из 600 кг измельченного зерна ячменя и 400 кг кормовых дрожжей загружают в кормозапарник, смешивают со 100 г жидкого ферментного препарата ксиланазы и глюканазы Ровабио-Эксел АП (Рон-Пуленк, Франция) и смесь с естественной влажностью 22% перемешивают в течение 2 часов при температуре 45^oС. После этого в смесь вводят при перемешивании 1 кг жидкого ферментного препарата Нейтраза (Ново Нордиск, Дания) и смесь перемешивают в течение 1 часа при температуре 55^oС. При этом содержание водорастворимых углеводов в кормовом продукте по сравнению с исходным сырьем в результате ферментной обработки возросло на 35%, водорастворимых белковых компонентов - на 40%.A mixture of 600 kg of crushed barley grain and 400 kg of feed yeast is loaded into a feed tank, mixed with 100 g of Rovabio-Excel Ex-AP liquid enzyme xylanase and glucanase (Ron-Poulenc, France) and the mixture with a natural moisture content of 22% is stirred for 2 hours at at a temperature of 45 ^o C. After this, 1 kg of liquid enzyme preparation Neutrase (Novo Nordisk, Denmark) is introduced into the mixture with stirring and the mixture is stirred for 1 hour at a temperature of 55 ^o C. The content of water-soluble carbohydrates in the feed product compared to the outcome as a result of enzymatic treatment increased by 35%, water-soluble protein components - by 40%.

Пример 6. Example 6

Смесь 500 кг мясокостной и 500 кг рыбной муки загружают в кормозапарник, смешивают со 100 г порошкового ферментного комплексного препарата БНЗ-720 (ЭНДЭ Индустриал Корпорейшн). Смесь с естественной влажностью 5% перемешивают в течение 2 часов при температуре 53^oС, причем в ходе перемешивания в смесь дробно, по 10 л добавляют 40 кг воды в виде 0,1 н. фосфатного буферного раствора, рН 6,7, с интервалом 0,5 часа, так что сыпучесть реакционной смеси не нарушается. При этом содержание водорастворимых белковых компонентов в кормовом продукте по сравнению с исходным сырьем в результате ферментной обработки возросло на 95%.A mixture of 500 kg of meat and bone and 500 kg of fish meal is loaded into a feed tank, mixed with 100 g of powder enzyme complex preparation BNZ-720 (ENDE Industrial Corporation). A mixture with a natural moisture content of 5% is stirred for 2 hours at a temperature of 53 ^o C, and during stirring in the mixture fractionally, 10 l each add 40 kg of water in the form of 0.1 N. phosphate buffer solution, pH 6.7, with an interval of 0.5 hours, so that the flowability of the reaction mixture is not broken. At the same time, the content of water-soluble protein components in the feed product compared to the feedstock as a result of enzymatic treatment increased by 95%.

Пример 7. Example 7

Измельченный соевый шрот в количестве 1 тонна загружают в кормозапарник, смешивают со 100 г порошкового ферментного комплексного препарата амилаз, глюканаз и протеаз БНЗ-720 (ЭНДЭ Индустриал Корпорейшн) и смесь с естественной влажностью 20% перемешивают в течение 2,5 часов при температуре 50^oС. При этом содержание водорастворимых углеводов в кормовом продукте по сравнению с исходным сырьем в результате ферментной обработки возросло на 24%, водорастворимых белковых компонентов - на 61%. Полученный продукт инактивируют тепловой обработкой, как в примере 4. Готовый продукт может быть использован в качестве пищевого концентрата, а также для производства соевого молока.Shredded soybean meal in the amount of 1 ton is loaded into the feed tank, mixed with 100 g of the powder enzyme complex preparation amylases, glucanases and proteases BNZ-720 (ENDE Industrial Corporation) and the mixture with natural humidity 20% is stirred for 2.5 hours at a temperature of 50 ^o C. Moreover, the content of water-soluble carbohydrates in the feed product compared to the feedstock as a result of enzymatic treatment increased by 24%, water-soluble protein components - by 61%. The resulting product is inactivated by heat treatment, as in example 4. The finished product can be used as a food concentrate, as well as for the production of soy milk.

Claims (5)

1. Способ производства кормов, основанный на смешивании измельченного сырья с препаратами ферментов при температуре и рН, при которых ферментный препарат проявляет свою активность, отличающийся тем, что смесь сырья с препаратами ферментов подвергают продолжительному механическому перемешиванию при влажности сырья не ниже естественной и не выше той, при которой смесь теряет сыпучесть в течение промежутка времени, за который достигается повышение содержания водорастворимых углеводов и/или белков в корме по сравнению с исходным сырьем. 1. A method for the production of feed based on the mixing of crushed raw materials with enzyme preparations at a temperature and pH at which the enzyme preparation is active, characterized in that the mixture of raw materials with enzyme preparations is subjected to continuous mechanical mixing at a moisture content of raw materials not lower than natural and not higher than , in which the mixture loses its flowability during the period of time during which an increase in the content of water-soluble carbohydrates and / or proteins in the feed is achieved compared to the feedstock. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку сырья производят в одну или несколько стадий. 2. The method according to claim 1, characterized in that the processing of raw materials is carried out in one or more stages. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что различные компоненты корма (комбикорма) обрабатывают раздельно, а затем смешивают. 3. The method according to p. 1, characterized in that the various components of the feed (compound feed) are treated separately, and then mixed. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в смесь дополнительно вводят воду в один или несколько приемов до влажности смеси, при которой она не теряет сыпучесть. 4. The method according to claim 1, characterized in that water is additionally introduced into the mixture in one or more doses until the mixture is moist, at which it does not lose flowability. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после ферментативной обработки полученный корм подвергают тепловой обработке в условиях, обеспечивающих инактивацию использованных ферментов. 5. The method according to claim 1, characterized in that after enzymatic treatment, the resulting feed is subjected to heat treatment under conditions that ensure the inactivation of the used enzymes.