RU2616409C1 - Method for producing vitamin forage supplement from barley grain - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: method for producing vitamin forage supplement from barley, including soaking the grain in the electro-activated water, germinating and seedlings forcing. Wherein the barley grain is washed with tap water for 4-8 minutes, after which the washed grains are soaked with the anolyte with the pH of 3.0 to 6.0 and the redox potential of 970-1110 mV, the oxygen concentration of 8.3 to 12.0 mg/l and the chlorine concentration of 0.006-0.01 mg/l for 3.5-4.5 hours. Thereafter, the anolyte is removed, and the grain is re-washed with tap water. The seeds germination is carried out in a thin layer without using a substrate, by means of the air-irrigation method at periodic tedding.

EFFECT: method allows to obtain a high-quality vitamin forage from barley grain.

2 tbl

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к получению витаминной кормовой добавки из зерна ячменя для подкормки сельскохозяйственных животных и птиц.The invention relates to agriculture, namely to obtain a vitamin feed additive from barley grain for feeding farm animals and birds.

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).A known method of producing a feed vitamin supplement, characterized by grinding the feedstock, adding water, heat treating the obtained substrate, fermenting growing yeast under conditions of aeration on a nutrient medium, followed by isolation of the target product, obtain a suspension with a solids concentration of at least 6% and for more than 24 hours from the time of preparation canned hypochlorite in the form of 5% aqueous solutions in a dosage of 0.005-0.01% to the volume of suspension (active chlorine) (US Pat. RU No. 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.The disadvantage of the method of obtaining feed vitamin supplements is significant energy consumption, as well as an additional intake - the cultivation of yeast cultures, as well as the use of preservative reagents, which, in turn, can have an adverse effect on the body of farm animals.

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.There is also known a method of growing green hydroponic feed (US Pat. RU No. 2429592), including pre-soaking the seed with activated water with a pH of 8-10, obtained by electrolysis, in a rarefied medium at a pressure of 650-680 mm Hg with simultaneous stirring for 5-9 minutes with a drum speed of 10 rpm

Недостатком указанного способа является применение для намачивания посевного материала вакуумной среды, создаваемой специальным устройством.The disadvantage of this method is the use for soaking seed of a vacuum medium created by a special device.

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).The closest prototype analogue to the claimed one is a known method for producing hydroponic green food, including soaking seeds in catholyte with electroactivated water, which is obtained by electroactivation of a 4-6% solution of ammonium sulfate with a pH of 9-10, redox potential (-800) - ( -900) mV, with a specific electricity consumption of 0.062-0.070 A / h per 1 liter of catholyte and anolyte, soaked for 3-5 hours with a total germination time of 10 days: the first 2 days without lighting, the next 8 days when besides (pat. RU No. 2524538 - prototype).

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.The disadvantage of this method is the significant complexity of the process of germination of grain and its complication due to the use of two phases of germination - without light and in its presence, as well as the formation of ammonia at the cathode during electrolysis, which can have an adverse effect on the body of farm animals and birds. This method does not allow to reduce the duration of germination without loss of quality of green feed.

Известные способы не позволяют получить качественную витаминную кормовую добавку за короткое время без дополнительных трудозатрат и потери качества сырья.Known methods do not allow to obtain high-quality vitamin feed supplement in a short time without additional labor costs and loss of quality of raw materials.

Техническим результатом является повышение энергии прорастания зерна ячменя, увеличение выхода биомассы и продуктивности растений (корма), обеспечение защиты проростков от болезней и ускорение технологического процесса.The technical result is to increase the energy of germination of barley grain, increase the yield of biomass and plant productivity (feed), protect seedlings from diseases and accelerate the process.

Технический результат достигается тем, что в способе получения витаминной кормовой добавки из ячменя, включающем замачивание зерна в электроактивированной воде, проращивание и выгон проростков, согласно изобретению, в качестве исходных семян используют зерно ячменя, промывку зерна ячменя 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 отношении 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.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing a vitamin feed additive from barley, including soaking the grain in electroactivated water, germinating and pasturing seedlings, according to the invention, barley grain is used as the initial seeds, barley grain is washed with tap water for 4-8 minutes after which the washed grain is soaked with anolyte with a pH of 3.0-6.0 and a redox potential of 970-1110 mV, an oxygen concentration of 8.3-12.0 mg / l and chlorine of 0.006-0.01 mg / l for 3.5-4.5 hours, with a grain ratio and to the anolyte 1: 2, then the anolyte is removed and the grain is washed again with tap water for 3-8 minutes, and the germination of the grain is carried out in a thin layer without using the substrate by the air-irrigation method with periodic tedding, with a total germination duration of 7-9 days under natural light.

Новизна заявляемого способа получения витаминной кормовой добавки состоит в повышении энергии прорастания зерна ячменя и увеличении выхода биомассы и продуктивности растений (корма) за счет обеспечения защиты проростков от болезней в результате 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.The novelty of the proposed method for producing vitamin feed additives is to increase the energy of germination of barley grain and increase the yield of biomass and plant productivity (feed) by protecting seedlings from disease as a result of the use of anolyte with a pH of 3.0-6.0 units. and a redox potential of 970-1110 mV, an oxygen concentration of 8.3-12.0 mg / l and chlorine of 0.006-0.01 mg / l, as well as a reduction in the duration of germination without loss of quality of the feed additive with minimal material and labor costs.

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».The features that distinguish the claimed technical solution from the prototype are aimed at achieving a technical result and were not identified when studying patent and scientific and technical literature in this and related fields of science and technology and, therefore, meet the criterion of "inventive step".

Предлагаемый способ получения витаминной кормовой добавки из зерна ячменя возможно применять в условиях промышленных специализированных предприятий.The proposed method for producing vitamin feed additives from barley grain can be used in industrial specialized enterprises.

Раствор анолита для обработки зерна ячменя 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.Anolyte solution for barley grain processing was obtained by contact activation of a 10% sodium chloride solution at a current of 5 A for 12-15 minutes. This time and amperage is sufficient to obtain anolyte with specified physicochemical parameters. The current strength for obtaining a high-quality anolyte should be 5 A. If the current strength during processing is less than 5 A, then it will not be enough to acidify the anolyte to the required value and the hydrolysis process will slow down. If the current strength for processing is more than 5 A, then due to the increase in resistance, part of the energy consumption will be spent on heating the solution, which will increase the current consumption and reduce the rate of increase in pH.

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.If the time of washing the grain from dust and impurities is less than 4 minutes, then this time will not be enough for high-quality washing of grain, if the washing time is more than 8 minutes, this will slow down the germination technology, therefore the optimal time for washing the grain from impurities and dust is 6 minutes.

Если в заявленном способе получения витаминной кормовой добавки из ячменя в процессе замачивания зерна рН анолита будет меньше 3,0 единиц, то это способствует ингибирующему действию процессов прорастания зерна в виду повышения кислотности среды анолита, что приводит к снижению энергии прорастания зерна ячменя и уменьшению выхода биомассы и продуктивности растений (корма). Если рН больше 6,0 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 4,5 единиц.If in the claimed method for producing a vitamin feed additive from barley during the soaking of the grain, the pH of the anolyte is less than 3.0 units, this contributes to the inhibitory effect of the processes of grain germination in view of the increased acidity of the anolyte medium, which leads to a decrease in the energy of germination of barley grain and a decrease in the biomass yield and plant productivity (feed). If the pH is greater than 6.0 units, this leads to a slowdown in the moisture consumption of the grain shell and increases the germination time of the feed additive; therefore, the optimum pH for the anolyte used as a lock solution for grain is 4.5 units.

Если ОВП анолита будет меньше 970 мВ, то стимулирующий эффект анолита на биохимические процессы зерна 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 зерна и выход биомассы растений, поэтому оптимальным для анолита является ОВП 1040 мВ.If the anolyte ORP is less than 970 mV, then the stimulating effect of the anolyte on the biochemical processes of grain decreases, and the germination energy decreases, and if the ORP is more than 1110 mV, this leads to an increase in oxidative processes in solution, which slows down the activity of the enzyme systems of the grain and the yield biomass of plants, therefore, an ORP of 1040 mV is optimal for anolyte.

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.If the concentration of chlorine in the anolyte is less than 0.006 mg / l, then this contributes to the active development of contaminating microorganisms, which negatively affects the quality indicators of the feed additive. If the chlorine concentration is more than 0.01 mg / l, the increased chlorine content inhibits the germination energy, which increases the germination time of the feed additive, and also makes it difficult to use this technology in industry, so the optimal concentration of chlorine in the anolyte is 0.008 mg / l.

Если концентрация кислорода в анолите меньше 8,3 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 12,0 мг/л, то высокая степень насыщения раствора кислородом способствует повышению окислительных реакций, что приводит к замедлению работы ферментных систем зерна и ухудшает энергию прорастания и накопление биомассы растений, поэтому оптимальной концентрацией кислорода является 10,2 мг/л.If the oxygen concentration in the anolyte is less than 8.3 mg / L, this significantly reduces the moisture consumption of the grain shell and, as a result, reduces the activity of grain swelling, which slows down the germination of grain and increases the germination time. If the oxygen concentration in the anolyte is greater than 12.0 mg / l, then a high degree of oxygen saturation of the solution increases oxidative reactions, which slows down the functioning of the enzyme systems of the grain and degrades the germination energy and the accumulation of plant biomass; therefore, the optimal oxygen concentration is 10.2 mg / l

Если отношение 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 отношение зерна к анолиту соответственно равно 1:2.If the ratio of grain to anolyte is greater, this contributes to the development of unfavorable microflora, which makes it difficult to germinate, if less, saturation of the endosperm of the grain with moisture will be insufficient, which will also slow down the process of germination. Therefore, the optimal ratio of grain to anolyte, respectively, is 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.The optimal time for re-washing the grain after soaking in the anolyte is 5 minutes. Rinsing less than 5 minutes is not enough to remove anolyte residues from the grain, if more - this helps to increase the time of the process of germination of feed.

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.If the germination time of the grain is less than 7 days, this contributes to insufficient accumulation of sugars and enzymes necessary for high-quality feed additives. If more than 9 days, the grain grows, and therefore its quality deteriorates, so the optimal germination time is 8 days.

Способ получения витаминной кормовой добавки осуществляют следующим образом.The method of obtaining vitamin feed additives is as follows.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Берут 1 кг зерна ячменя сорта Агродеум и промывают в течение 6 мин под водопроводной водой, удаляют из зерна сорную примесь, пыль и помещают в один слой в невысокий пластиковый контейнер без субстрата, заливая анолитом в отношении зерна к анолиту 1:2 на 4 часа при температуре окружающей среды 18°C.Take 1 kg of grain of Agrodeum barley and washed for 6 min under tap water, remove the weed impurity from the grain, dust and place it in one layer in a low plastic container without substrate, pouring it with anolyte in the ratio of grain to anolyte 1: 2 for 4 hours at ambient temperature 18 ° C.

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, накрывают влажной марлей и оставляют при температуре 18°C и естественном освещении, периодически орошая зерно водой, начинают выгон зеленой биомассы.After 4 hours, the anolyte is carefully drained and the grain is repeatedly washed with tap water to remove the remaining anolyte from the grain mass, after which the stage of air-irrigation germination begins. The swollen grain is laid out in a thin layer on plastic wraps, covered with wet gauze and left at a temperature of 18 ° C and natural light, periodically irrigating the grain with water, begin to overtake the green biomass.

В результате микробиологических исследований при посеве зерна, обработанного по предлагаемому способу, на питательную среду МПА и среду Чапека степень обсемененности грибной и бактериальной микрофлорой была минимальной.As a result of microbiological studies when sowing grain processed according to the proposed method, on the MPA and Chapek medium, the degree of contamination of the fungal and bacterial microflora was minimal.

В таблице 1 представлена разница показателей энергии прорастания зерна ячменя, пророщенного с использованием анолита, полученного путем контактной активации, с указанными параметрами и по методике прототипа (контроль) в пяти повторностях. Энергию прорастания зерна ячменя определяли по ГОСТ 10968-88 «Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастания». Данные биохимических исследований и содержания витаминов в гидропонной зелени ячменя представлены в таблице 2.Table 1 presents the difference in energy indicators of germination of barley grain germinated using anolyte obtained by contact activation, with the specified parameters and the prototype method (control) in five replicates. The germination energy of barley grain was determined according to GOST 10968-88 “Grain. Methods for determining germination energy and germination ability. " The data of biochemical studies and the content of vitamins in hydroponic greenery of barley are presented in table 2.

В среднем разница энергии прорастания зерна ячменя между контрольным вариантом (прототип) и опытным (по предлагаемому способу) составила 10%.On average, the difference in the energy of germination of barley grain between the control option (prototype) and experimental (by the proposed method) was 10%.

В зеленой массе определено следующее содержание витаминов: В1 - 2 мг/100 г, В2 - 0,6 мг/100 г, В3 - 3,7 мг/100 г, В6 - 3 мг/100 г, Е - 19 мг/100 г.The following vitamin content was determined in the green mass: B1 - 2 mg / 100 g, B2 - 0.6 mg / 100 g, B3 - 3.7 mg / 100 g, B6 - 3 mg / 100 g, E - 19 mg / 100 g.

Таким образом, представленные биохимические данные позволяют сделать вывод о пригодности витаминной кормовой добавки для включения ее в рацион сельскохозяйственных животных и птиц.Thus, the presented biochemical data allow us to conclude that the vitamin feed supplement is suitable for inclusion in the diet of farm animals and birds.

Как видно, обработка зерна ячменя 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.As can be seen, treating barley grain with an anolyte obtained by the contact method with the stated parameters significantly reduces the germination time of grain by 48 hours due to increased germination energy and plant productivity, as well as an increase in biomass yield by protecting plants from contaminating microorganisms.

Предлагаемый способ получения 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 зерна ячменя.The proposed method for producing vitamin feed additives will reduce energy and labor costs in connection with a single use of anolyte without additional treatments with other solutions, the method does not require special equipment for germinating barley grain.

Claims (1)

Способ получения витаминной кормовой добавки из ячменя, включающий замачивание зерна в электроактивированной воде, проращивание и выгон проростков, отличающийся тем, что в качестве исходного зерна используют зерно ячменя, промывку зерна ячменя осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин, после чего промытое зерно замачивают анолитом с pH 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 отношении 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.A method of producing a vitamin feed additive from barley, including soaking the grain in electroactivated water, germinating and pasturing seedlings, characterized in that the barley grain is used as the initial grain, the barley grain is washed with tap water for 4-8 minutes, after which the washed grain is soaked anolyte with a pH of 3.0-6.0 and a redox potential of 970-1110 mV, an oxygen concentration of 8.3-12.0 mg / l and chlorine of 0.006-0.01 mg / l for 3.5-4, 5 hours, with a grain to anolyte ratio of 1: 2, then anolyte and wasp removed re-washing the grain with tap water for 3-8 minutes, and the germination of the grain is carried out in a thin layer without using the substrate by the air-irrigation method with periodic tedding, with a total germination time of 7-9 days in natural light.