BG64034B1

BG64034B1 - Ензимен предгранулат за фуражен гранулат

Info

Publication number: BG64034B1
Application number: BG102891A
Authority: BG
Inventors: Beate Meschonat; Hubert Hermann; Rolf Spannagel; Vera Sander; Gerhard Konieczny-Janda; Mario Sommer
Original assignee: Hoechst Aktiengesellschaft
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 2003-11-28
Also published as: SK155098A3; EP0917430B2; DK0917430T3; BG102891A; PL185296B1; PL329939A1; WO1997042837A1; TR199802287T2; CZ365898A3; US6221406B1; NO320976B1; JP3782828B2; ES2192681T3; ATE232687T1; EP0917430A1; JP2002502236A; ES2192681T5; NO985115D0; AU2892297A; DE19619219A1

Abstract

Изобретението се отнася до ензимен предгранулат със стабилна активност, който се включва в състава на фуражен гранулат, и до методи за получаване на посочения предгранулат.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до получаване на ензимен предгранулат със стабилна активност, който се използва за включване в частиците на фуражен гранулат. Освен това изобретението се отнася до получените съгласно методите за получаване предгранулати със стабилна активност за включване във фуражен гранулат.

Предшестващо ниво на техниката

Използването на ензими във фуражните храни дава възможност за по-добро усвояване на хранителните вещества, съдържащи се във фуража, тъй като чрез прибавянето на ензими се улеснява усвояването на непълно- или трудносмилаеми компоненти от животното. Добавянето на ензими към фуража се оказа ефективно средство за разработване на нетрадиционен и икономически изгоден препарат, който осигурява оптимално използване на съдържащите се във фуража хранителни вещества. По този начин става възможно оптимално да се използват икономически изгодни суровини като зърнени храни, боб или други семена за получаването на висококачествени фуражни компоненти, които са особено подходящи за млади животни. Съществуват голям брой ензими, които могат да се използват във фуражите и които проявяват ензимна активност особено за разграждане на специални фуражни компоненти като например глюкан, нишесте, протеини, пектиноподобни полизахариди, фитинова киселина, галактоманани, галактоарабани, полигалактурони, рафиноза, стахиоза, хемицелулоза, целулоза, пентозани и други хранителни компоненти. Често фуражите са под формата на гранулата, т.е. под формата на по-груби или зърнести бучки; специалистът по фуражите използва често понятието “фуражни пелети”, даже и когато формата на гранулите не е заоблена в истинския смисъл на думата “пелета” (сферични частици). Ензимите могат да се добавят към фуража, към предварителна смес на фуража, или към компонент на предварителната смес, или да се включат в гранулата на тези компоненти. Гранулираните ензимни продукти могат лесно да се смесват с фуражните компоненти, ако тези ензимни гранулата се базират на традиционните фуражни компоненти, като например пшеница или соя. В нивото на техниката са известни също така методи за нанасяне чрез разпръскване на разтворените ензими върху фуражните частици в кипящ слой, в подвижен слой или в разбъркван слой и евентуално след това изсушавани. Неблагоприятното при това е, че често се наблюдава нежелано развиване на микроорганизми във фуража. Освен това може да е необходимо ензимът да се включва директно в частиците на фуражния гранулат, за да се постигне едно възможно интензивно и хомогенно смесване на ензима в самите частици на фуражния гранулат. Затова при получаването на такъв фуражен гранулат необходимите компоненти на фуража се смесват с ензимен препарат, след което сместа се кондиционира чрез подаване на пара през дюзи и след това сместа се екструдира под формата на нишки. При получаването на такива фуражни гранулата добавените ензими се подлагат обаче на високи температури и високо налягане, и на сили на триене и сили на срязване. Поради това често пъти първоначалната ензимна активност не само намалява значително, но изчезва даже напълно.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да осигури подходящ метод за приготвяне на препарати с фуражни ензими, за да се отстранят посочените недостатъци и да се направи възможно хомогенното включване на ензимите в частиците на фуражните гранулата без съществена загуба на активност.

Задачата се решава чрез дадения в претенция 1 метод, както и чрез получените по този метод ензимни предгранулати със стабилна активност съгласно претенция 16, както и чрез даденото в претенция 18 приложение. Подходящи изпълнения на метода съгласно изобретението са дадени в подпретенции 2 до 15, а по отношение на ензимния предгранулат съгласно изобретението - в подпретенция 17.

Съгласно изобретението е създаден метод за получаване на ензимен предгранулат със стабилна активност, който се използва за включване в частиците на фуражния грану лат, като първо се получава влажен гранулат, като се смесват от 0,01 до 20 тегл.ч. ензим или ензимна смес (изчислено като съдържание сухо вещество на вложения ензимен препарат) и 80 с 99,99 тегл.ч. (включително съдържание на влага) тип органично брашно със степен на смилане 30% до 100%, при което брашното се получава чрез смилане на евентуално предварително измита и/или очистена, обработена със суха гореща пара суровина за брашно, при това тегловните части на ензима или ензимната смес и на типа брашно се сумират до 100 тегл.ч., при желание се прибавят общо до 20 тегл.ч. помощни средства за гранулиране (изчислено като безводни гранулиращи помощни средства) , при използване на определено количество вода, което е достатъчно за достигане съдържанието на влага във влажния гранулат στ 20 до 50 тегл.% (отнесено към сумата на компонентите на влажния гранулат като 100 тегл.%). Посочените съставки се преработват чрез интензивно смесване в скоростен смесител до нелепнещ влажен гранулат с желана големина на частиците, а полученият влажен гранулат се суши и след това по желание чрез пресяване се отстранява подситовата фракция и/или надситовата фракция. Понятието “нелепнещ” означава, че влажният гранулат не се задържа повече по смесителните съоръжения или стената на смесителя.

При едно изпълнение на изобретението методът се отличава с това, че за получаването на влажния гранулат се влагат от 0,01 до 10 тегл.ч. ензим или ензимна смес, за предпочитане 2 до 7 тегл.ч.; от 90 до 99,99 тегл.ч. тип брашно, предимно 93 до 98 тегл.ч. тип брашно, при желание до общо 15 тегл.ч., предимно 0,5 до 5 тегл.ч. помощни средства за гранулиране, и определено количество вода, което е достатъчно за достигане съдържанието на влага от 25 до 40 тегл.%, предимно от 25 до 35 тегл. % във влажния гранулат.

Съгласно изобретението се влагат органични брашна (т.е. брашна от органични основни материали) от определен тип. При това в рамките на изобретението обозначението “органично брашно” обхваща всички повече или по-малко раздробени, прахообразни до финозърнести продукти, които се получават от твърди органични материали с естествен произход (суровина за брашно) чрез раздробяване (смилане) . При метода съгласно изобретението целе съобразно се влагат органични брашна, които се получават чрез смилане на зърна на житни растения, бобови растения и/или плодове от семейство Malvaceae (например семена на памук). Житните растения, които служат предимно в рамките на изобретението като суровина за брашно, са по-специално пшеница или ръж, но могат да се използват и ечемик, овес, ориз и царевица, както и сорго и други видове просо. Въпреки че елдата сама по себе си не принадлежи към житните растения (лютичево растение), нейните жълъдоподобни плодове могат също да се използват като суровина за брашно в рамките на изобретението. Това важи особено за фуражен гранулат за птици, обаче при получаването на фуражен гранулат за пасбищни животни, ако се предвижда хранене на животни с предимно бяло окосмяване, е необходимо евентуално да се внимава, поради съдържанието на фотосенсибилизиращ фагопирин. В друг предпочитан вариант на изпълнение на изобретението като суровини за брашно служат плодовете на бобови растения. Под бобови растения тук се имат предвид растителни хранителни продукти, принадлежащи към плодовите зеленчуци (шушулкови плодове). Затова в обхвата на изобретението като суровина за брашно се включват плодовете на бобовите видове като: Pisum, Cajamus, Cicer; Lens; Phaseolus, Vigna, Dolchius, Cassavalia, Vicia; полски грах; Arachis; Lupinen; Luzerne; соя като и евентуално други бобови плодове и също така плодове от Malvaceae (например от рода Gossipium).Предпочита се соята.

Маслодайните плодове на посочените видове могат да се използват както като обезмаслени, частично обезмаслени, така и като пълномаслени плодове за получаване на брашното, използвано съгласно изобретението, като се предпочитат частично обезмаслени плодове, по-специално частично обезмаслени бобови плодове, например частично обезмаслена соя.

Използваните в рамките на изобретението брашна представляват според използвания метод на смилане и съответно степента на смилане фини прахове с жълтеникавобял до сивотьмен цвят (светли, съответно тъмни брашна) или евентуално повече или по-малко зърнести (булгур, грис, фин грис) или меланжирани в бяло-жълто-кафяво продукти. Използваните съгласно изобретението органични типове брашно имат обикновено съдържание на влага до 15 тегл. % (например съдържание на влага от 7 до 15 тегл. %), която трябва да се има предвид при изчисление на процентното съдържание на влага на получения съгласно изобретението в бърз смесител влажен гранулат. В изобретението се използват обикновено такива зърнени брашна, които показват съдържание на влага от 10 до 15 тегл.%, особено от 13 до 15 тегл.%; брашната от бобови растения, съответно плодовете на семейство Malvaceae обикновено показват съдържание на влага от 9 (+/-2) тегл.%.

Други важни критерии за окачествяване на използваните съгласно изобретението видове брашна са степента на смилане и така нареченият тип на брашното; тези критерии корелират помежду си по такъв начин, че с увеличаване на степента на смилане нараства и цифровият показател на типа брашно (т.е. степента на раздробяване, съответно фиността на брашното). Степента на смилане отговаря на теглото получено брашно спрямо 100 тегл.ч. вложен материал за смилане (в рамките на изобретението следователно на вложеното зърно, съответно бобови плодове); следователно той представлява добива брашно в проценти. При смилане на брашното най-напред пада чисто фино брашно, например от вътрешността на житните зърна, а при по-нататъшно смилане, например с увеличаване на степента на смилане, се увеличава частта на сурова целулоза и люспи в брашното; при това частта на скорбялата намалява. Следователно степента на смилане се отразява и в т.нар. “тип на брашното, който се използва като цифрова характеристика за класификация на брашната - особено на житните брашна, и която се базира на пепелното съдържание на брашното (така наречената пепелна скала). Типът на брашното, съответно цифровият показател, дават количеството пепел (минерални вещества) в mg, което остава след изгаряне на 100 g сухо брашно. На примера на житните брашна може да се обясни цифровият показател на типа брашно, както следва: колкото по-висок е цифровият показател, толкова по-тъмно е брашното и толкова по-голяма е степента на смилане, тъй като сърцевината на житното зърно дава само около 0,4 тегл. %, а люспата - около 5 тегл. % пепел. Пшеничено брашно тип 405 дава например средно 0,405 тегл.% пепел. При по-ниска степен на смилане житните брашна се състоят предимно от раздробената част на житните зърна, съдържаща скорбялата; при по-висока степен на смилане житните брашна съдържат и раздробения алеуронен слой на житните зърна, съдържащ белтъчини, при булгур - и съставките на зародиши, съдържащи белтъчини и мазнини, както и на люспите на семената, съдържащи сурова целулоза и пепелни компоненти.

Степента на смилане на използваните брашна съгласно изобретението възлиза на 30 до 100%. Степен на смилане от 30% отговаря на най-фино брашно, степен на смилане от 100% отговаря на пълноценно (типово) брашно. При целесъобразни варианти на методите съгласно изобретението брашното е със степен на смилане от 50 до 100%, предимно от 70 до 100%.

Използваното в метода съгласно изобретението брашно се отличава е това, че се получава от суровина, която преди смилането се подлага на обработка със суха гореща па- _?ра с температура от 100 до 110°С при приблизително нормално до слабо свръхналягане (например 0,8 до 1,2 bar свръхналягане) и продължителност на обработката (престой в по-долу описаното устройство за обработка с гореща пара) от около 1 h. Сухата гореща пара пред- ... ставлява прегрята и ненаситена водна пара, / която обикновено се получава чрез прегряване и отделяне на евентуален воден кондензат или чрез изпускане на пара с високо налягане. Обработката на суровината за брашно с гореща пара може да се извърши с един разширяващ се надолу коничен бункер, който е снабден с една или няколко пръстеновидни дюзи, респ. парни дози за вкарване на сухата гореща пара. Бункерът може да се пълни със суровината, например чрез шнеков транспортьор, и да се изпразва чрез загряван шнеков транспортьор в непрекъснат режим. След това обработената с гореща пара суровина за брашно се кондиционира, например във включена последователно сушилня с кипящ слой, до постоянно съдържание на вода, максимално до 15 тегл. % и в една друга сушилня с кипящ слой се охлажда за последващото смилане. След това обработената охладена суровина за брашно се подава в непрекъснат режим на мелачна машина и се смила до големина на частиците главно в обхвата от 500 до 50 μπι; частта на частиците с големина по-малка от 50 μπι в смляното браш но предимно не превишава 35 тегл.%, а частта на частиците с големина от 300 до 500 pm не превишава 10 тегл.%. При едно целесъобразно разпределение на частиците по големина частта на частиците > 300 gm възлиза наймного на 5 тегл. %, на частиците от 300 до 50 gm на 65 до 80 тегл. %, и на частиците под 50 gm най-много на 30 тегл. %.

Смесването и гранулирането на компонентите по метода съгласно изобретението може да става в партидно действащ бърз смесител, например тип лемежен смесител, или в бърз смесител с непрекъснат режим на работа, например тип Schugi Flexomix (производство на фирма Schugi Process Engineers, Лелищат - Холандия. При това се получава нелепнещ влажен гранулат, като се подава непрекъснато вода, евентуално чрез ензимен разтвор или с евентуално прибавено гранулиращо средство, в зависимост от количеството твърди компоненти в такива дози, че съдържанието на влага във влажния гранулат (т.е. преди сушенето) на изхода на смесителя да възлиза найобщо на 20 до 50 тегл. %, предимно на 25 до 40 тегл. %, по-специално на 25 до 35 тегл. %. При метода съгласно изобретението се получава влажен гранулат с големина на зърната от 50 до 800 gm, предимно от 100 до 800 gm, по-специално от 100 до 500 gm. Времето на смесване в бързия смесител, съответно средното време на престояване при непрекъснат режим на работа, възлиза при метода съгласно изобретението по правило на максимум 15 min; може да се нагласи времето на смесване, съответно времето на престояване съобразно желаните свойства на влажния гранулат (напр. нелепливост, големина на зърната) и съответния смесител. Като целесъобразни времена на смесване, съответно на престой, при партидно гранулиране се оказват достатъчни интервали от около 2 min до 10 min, по специално 3 до 8 min. При непрекъснат режим на работа са достатъчни и значително по-кратки времена на престой в смесителя; така при непрекъснат режим на работа в бърз смесител тип Schugi Flexomix е достатъчен престой само от няколко секунди в зависимост от големината на апарата и количеството поток, например до 30 s, по-специално 1 до 10 s. След гранулирането влажният гранулат се подлага на конвенционално суше не, при което се запазват ензимите, например в сушилня с кипящ слой, и се суши до гранулат с желаното съдържание на влага, по-специално със съдържание на влага от 3 до 12 тегл.%, предимно от 7 до 9 тегл.%. След сушенето върху ензимния предгранулат може да се нанесе лак или покритие по известен начин. Покритието, съответно лакът може да съдържа допълнителен ензим, но също така да служи за оцветяване на гранулата, съответно също така да осъществява забавяне на освобождаването на ензима или ензимната смес, например също така да осъществява контролирано освобождаване в различните части на стомашно-чревния тракт в зависимост от pH. При това лакът, съответно покритието може да се нанесе върху ензимния предгранулат по непрекъснат начин или на части.

При метода съгласно изобретението могат да се използват всъщност всички ензими, които оказват благоприятно влияние върху усвояването, съответно смилането на хранителните съставки, съдържащи се във фуражите. При това ензимът може да бъде отделен, чист ензим (т.е. без странична активност) или смес от ензими. Ензимната смес може да се състои от чисти ензими без странична активност, но също така може да се получи по прост начин като ензимна смес, съгласно метода при получаването на ензими от микроорганизми; такива ензимни смеси, получени съгласно метода в зависимост от микроорганизма, обхващат по правило освен един главен ензим и различни съпътстващи ензими (така наречени странични активности), които по правило проявяват благоприятно синергично странично действие. Така ензимът или ензимната смес може да бъде най-общо една хидролиза, предимно от групата на карбохидразите, протеазите, липазите и естеразите, или оксинитрилаза, таназа, хитиназа, кератиназа, оксидаза или смес от тези ензими. Карбохидразите за метода съгласно изобретението са например избрани измежду бетаглюканази, целулази, амилази, пентозанази (напр. ендопентозанази), пектинази, ксиланази. В рамките на изобретението могат да се използват и други фуражни ензими, например арабанази, хемицелулази, галактоманази, полигалактуронази, фитази, глюкоамилази, βгалактозидази, пулуланази, дриселаза⁸ и други като лизозим или мурамидази. Ако се използват оксидази, то това могат да бъдат глюкозаоксидази или пероксидази. Частта (количеството) на вложения ензим зависи при това от индивидуалната, специфична ензимна активност и от желаната активност в готовия ензимен предгранулат. Например, пентозаназа притежава по правило висока специфична активност и количества от 0,01 до 0,1 тегл. части вече могат да осигурят достатъчна ензимна активност в готовия ензимен предгранулат. За получаване на ензимите, съответно на ензимните смеси, се използват най-общо бактерии, специално от рода Pseudomonas или Bacillus, или гъби, по-специално от рода Aspergillus, Trichoderma, Rhizopus, Penicillium, Irpex. При желание е възможно да се клонират структурни гени на ензимите в подходящи щамове на микроорганизми и да се експресират. Тук е подходящ всеки микроорганизъм, в който може да се вкара ДНК за ензима, която се клонира като плазмидна ДНК (епизомална) или като геномна ДНК (хромозомна), и който може да изпълнява съответните функции.

При метода съгласно изобретението включеният ензим или ензимна смес може да се използва под формата на прах или воден разтвор на ензима или ензимната смес. Подходящи ензими, съответно ензимни смеси, са ензимните препарати, които се получават при промишленото производство. Такива ензимни препарати съдържат по правило не само един единствен ензим или смес от ензими, а и други странични вещества в по-малки количества, които се получават при производството. Пример за такива странични вещества са например солите, които се прибавят за утаяване на ензима от матерната луга, която се получава след отделяне на биомасата от ферментационния бульон, и които соли частично се включват от ензимния препарат при утаяването. Освен това ензимите или ензимните смеси могат да съдържат като допълнителни примеси обичайните стабилизатори на ензими и обичайните регулатори и консерванти. Примери за примеси са алкохоли, гликоли, гликолетери като 1-метокси-2-пропанол, изопропанол, бутилдиглигол, натриев бензоат, калциеви соли, глюкоза, парабен, калиев и натриев сорбат, готварска сол. Ако се използват водни разтвори на ензим или ензим на смес, то те могат да се получат чрез разтваряне на съответните ензимни прахове, съответно прахове на ензимни смеси; или при един друг вариант могат да се използват направо матерните луги, които се получават след отделяне на биомасата от ферментационния разтвор, евентуално след концентриране или разреждане. Тези водни разтвори на ензимите, респективно на ензимните смеси, съдържат по принцип също една незначителна част производствени съпътстващи вещества успоредно със същинската ензимна активност, съответно успоредно с различните ензимни активности при ензимни смеси. От една страна ензимни смеси могат да се получат направо чрез ферментация, при което ензимите, образувани по обичайния начин от вложените микроорганизми, се намират смесени помежду си в естествените количествени съотношения. От друга страна, ензимни смеси могат да се получат чрез обикновено смесване на обичайните търговски отделни ензими.

&

Като гранулиращи помощни вещества при метода съгласно изобретението могат да г·, се влагат ензимно поносими и хранително физиологично приемливи свързващи вещества, пълнители и/или органични разтворители. Подходящи свързващи вещества са особено деструктирана разтворима скорбяла и/или пшеничен клей.

В един специален вариант на изпълнение на метода съгласно изобретението предварително смесените в прахообразна форма компоненти за ензимния предгранулат (“предварителна смес”) се подават в бързия смесител на порции или непрекъснато и там също така на порции или непрекъснато, с цел регулиране съдържанието на влага се дозира подходящо количество вода или воден разтвор, евентуално с разтворени в него гранулиращи помощни вещества (например свързващо вещество) и/ или с разтворения в него ензим или ензимна смес, след което чрез интензивно смесване се получава ензимният влажен гранулат и след предварително зададено време на престой се изважда от бързия смесител, съответно непрекъснато се изтегля.

Изобретението се отнася и до получените по метода съгласно изобретението ензимни предгранулати, които са особено подходящи за вграждане в частиците на фуражен гранулат. Такива ензимни гранулата съгласно изобретението се отличават по-специално с това, че се състоят в тегл. % от: 0,08 до 22 (сухо вещество) ензим или ензимна смес, 55 до 96,92 (сухо вещество без влага) тип брашно със степен на смилане от 30 до 100%, при което брашното се получава чрез смилане на евентуално предварително измита и/или очистена, обработена със суха гореща пара суровина, евентуално общо до 18,5 гранулиращи помощни вещества (изчислено като безводно вещество) и 3 до 12 влага, при което сумата от компонентите ензим или ензимна смес, брашно (сухо вещество), влага и евентуално гранулиращо спомагателно вещество възлиза на 100.

Предпочитани ензимни предгранулати съгласно изобретението се състоят в тегл.% от: 0,08 до 11 (сухо вещество) ензим или ензимна смес, 66 до 96,92 (сухо вещество без влага) тип брашно със степен на смилане от 30% до 100%, при което брашното се получава чрез смилане на обработена със суха гореща пара суровина, евентуално общо до 14,5 гранулиращи помощни вещества (изчислено като безводно вещество) и 3 до 12 влага, при което сумата от компонентите ензим или ензимна смес, брашно (сухо вещество), влага и евентуално гранулиращо спомагателно вещество възлиза на 100.

Особено предпочитани ензимни предгранулати съгласно изобретението се състоят в тегл. % от: 1,9 до 7,8 (сухо вещество) ензим или ензимна смес, 76 до 94,6 (сухо вещество без влага) тип брашно със степен на смилане от 30 до 100, при което брашното се получава чрез смилане на обработена със суха гореща пара суровина, общо 0,5 до 5,4 гранулиращи помощни вещества (изчислено като безводно вещество) и 3 до 12 влага, при което сумата от компонентите ензим или ензимна смес, брашно (сухо вещество), влага и евентуално гранулиращо спомагателно вещество възлиза на 100.

Чрез метода съгласно изобретението се приготвят полезни със стабилна активност ензимни предгранулати за включване в частиците на фуражен гранулат. Така приготвеният ензимен предгранулат съгласно изобретението има различни предимства от гледна точка на по-нататъшната преработка, т.е. от гледна точ ка на включването в частиците на фуражния гранулат. Ензимният предгранулат съгласно изобретението има изключителна термостабилност, устойчивост на натиск и фрикционна стабилност. По този начин става възможно включването на ензимния предгранулат в частиците на фуражния гранулат чрез обичайните методи на екструзия, без при това да се получават значителни загуби на активност при етапите на кондициониране (обработка с гореща пара) и последваща екструзия (натоварване на натиск и триене) за получаване на екструзионни нишки. Чрез ензимния предгранулат съгласно изобретението ензимите се предоставят в такава форма, която дава възможност те да издържат голямото натоварване при етапите на метода кондициониране и екструзия, при получаването на фуражния гранулат. Освен това изобретението се отнася до приложението на получените съгласно изобретението ензимни предгранулати за получаване на фуражни гранулата, по-специално за получаването на такива фуражни гранулата, при които ензимът трябва да се включи в частиците на фуражния гранулат (т.е. така наречените фуражни “пелети”) максимално хомогенно и защитен срещу дезактивиране при екструзията.

Освен добрата поносимост на натоварване при получаването на фуражни гранулата (термостабилност, устойчивост на натиск и триене) ензимният предгранулат съгласно изобретението проявява редица други положителни свойства. Ензимните предгранулати съгласно изобретението показват отлична стабилност при съхранение и по-специално едно във всички случаи пренебрежимо, изключително ограничено образуване на микроорганизми. Те са течливи и имат добра способност за дозиране. Освен това съгласно обичайните за фуражната промишленост методи на изследване те не проявяват склонност към спичане. От гледна точка на обичайните за фуражната промишленост методи за изследване на прахообразуването не се наблюдава и склонност към прахообразуване. Ензимният предгранулат съгласно изобретението има подходяща големина на зърната, чрез което се осигурява подходящо смесване и включване в рецептурните компоненти на фуражни гранулата; при това частиците на ензимния предгранулат съгласно изобретение то не проявяват склонност към разслояване и затова могат добре да се смесват с компонентите на фуража при екструзионния процес и да се включват (диспергират) във фуражния гранулат.

Примери за изпълнение на изобретението

Следващите примери поясняват по-подробно настоящото изобретение, без да го ограничават в неговия обхват.

Пример 1. Получаване на брашно (обработка с гореща пара и смилане)

Обработката на суровините (цели житни зърна или бобови зърна) за брашно с гореща пара се извършва в инсталация за обеззаразяване със следната конструкция:

- загрят с пара винтов транспортьор за предварително загряване, температура 40-50°С;

- устройство с термоизолация за непрекъсната обработка с пара (вертикално разположен коничен цилиндър с височина 5 ш; диаметър - горе, около 40 cm, долу, около 60 cm; температура приблизително 100 до 110°С);

- три пръстеновидни дюзи в горната част на устройството за обработка с пара и в долната част - три вертикално разположени парни дюзи;

- загрят с пара разтоварващ винтов транспортьор;

- последователно включена сушилня с кипящ слой и включен към нея охладител с кипящ слой.

Житните или бобовите зърна се транспортират непрекъснато в коничния паронагревател чрез загрят с пара винтов транспортьор за предварително загряване. Там през трите пръстеновидни дюзи и трите парни дюзи се извършва обработката със суха гореща пара (от 8 bar свръхналягането се редуцира на 0,8 bar). Температурата на материала в устройството за обработка с пара е около 100°С, времето на престой е около 40 min. Отвеждането на обработените житни или бобови зърна става чрез загрят с пара винтов транспортьор, с който обработеният материал се прехвърля в сушилня с кипящ слой, за да се отстрани парата и евентуално образувалият се при обработката кондензат. След охлаждането във включения след това кипящ слой за охлаждане следва смилането на обработените житни или бобови зърна по класически начин до желаната степен на смилане.

Получените след обработката с гореща пара брашна показват следните усреднени характеристики:

Влажност около 10 до 15 тегл.% (+/-2 тегл.%);

Общ брой микроорганизми - под 100/g;

25-грамови проби показаха отрицателен резултат по отношение на E.Coli, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa; не бяха открити също така дрожди и плесен.

Така обработените с гореща пара съгласно изобретението брашна показват изключителна микробиологична чистота. Тази висока микробиологична чистота се запазва и при високи степени на смилане (голяма част на люспите в брашното). Обработените съгласно изобретението брашна са изключително пригодни за последващото гранулиране на фуражните ензими при меки условия, по-специално при условия без термична обработка, респ. без термично редуциране на микроорганизмите.

Пример 2. Получаване на ензимни предгранулати съгласно изобретението

Ензимните предгранулати съгласно изобретението за включване във фуражни гранулата се получават от ензимни препарати и получените житни и/или бобови брашна съгласно пример 1, при прибавяне на гранулираща течност чрез агломериране на прахообразната изходна смес. Прахообразната изходна смес от ензимен препарат и житно, съответно бобово брашно, се смесва интензивно в бърз смесител-агломератор с непрекъснат режим на работа от типа Flexomix (на фирмата Schugi) при впръскване на гранулираща течност и полученият гранулат се суши след това в сушилня с кипящ слой с непрекъснат режим на работа. Зърна с малки размери (<100 gm) се издухват в сушилнята с кипящ слой (въздушно сепариране), едрата фракция (>800 gm) се отсява и смила. Несортираните зърна се рециклират напълно в процеса на гранулиране.

Като ензимен препарат се използват съответно търговски препарат пентозаназа и препарат целулаза. Двата ензимни препарата се отнасят до т.нар. прахови ензимни концентрати.

ензим*	пентозаназа-препарат/ активност **	целулаза-препарат/ активност**
пентозаназа	1.030.000 EU/g (основна активност)	160.000 EU/g
бета-глюканаза	350	EU/g	720 EU/g
а -амилаза	8.800	EU/g	107.000 EU/g
галактомананаза	4.300	EU/g	13.300 EU/g
целулаза	16.000	EU/g	30.900 EU/g (основна активност)

* = “естествени”, т.е. произлизащи от метода на получаване главни и странични ензими ** = единици ензимна активност съгласно установените стандартни методи на определяне

В този пример се използва пшеничено пъл ноценно брашно със степен на смилане 100%. Спецификацията на разпределение на частиците по големина на вложеното пшеничено пълноценно брашно 20 (измерване чрез лабораторно сито с въздушна струя

Alpine А 200 LS) е както следва (средни стойности) :

големина на частиците	тегл.% части (спецификация)
> 300 цт	около 4
< 300 до > 250 цт	около 10
< 250 до > 200 цт	около 10
< 200 до > 150 цт	около 15
< 150 до > 100 цт	около 15
< 100 до > 50 цт	около 20
< 50 цт	около 26

Оказа се, че за гранулирането е благоприятно, ако частта на фините частици (<50 pm) на вложеното брашно е по възможност малка (напр. под 30 тегл.%).

Прахообразната изходна смес от ензимен препарат и брашно, използвана при метода на гранулиране, се състои от 95 тегл.ч. пшеничено пълноценно брашно като носител и 5 тегл.ч. ензимен концентрат на прах. Прахообразната изходна смес се агломерира с воден разтвор за пръскане, който съдържа 4 тегл. % разтворена модифицирана скорбяла. Други примерни условия на метода се съдържат в таблица I, а свойствата на получените съгласно изобретението ензимни предгранулати за влагане във фуражни гранулата са дадени в таблица II.

С минимални загуби на материал (тегл.%) се получават ензимни предгранулати с отлично микробиологично качество, отговарящи на спецификацията по отношение на разпределение на частиците по големина и активността, с много добри технологични свойства на гранулиране.

Таблица I Технологични условия за получаване на ензимен предгранулат съгласно изобретението

	пентозаназа предгранулат	целулоза 1 предгранулат
скорост на потока kg/h	влага тегл,%	скорост на потока kg/h	влага тегл.%
[лентов кантар преди смесител Schugi	550	13.1	550	13.1
4% р-р на скорбяла	125	96.0	115	96.0
източване на смесител Schugi	675	29.1	665	26.3
[рециклат подситов [продукт (сушилня с кипящ слой)	118	11.6	92	10.6
краен продукт	403	7.9	443	7.6
добив (с корекция на влага)	98 тегл.%	97 тегл.%
температура на продукта в сушилнята с кипящ слой
участък 1	50°С	52°С
участък 2	48°С	50°С
участък 3	53°С	52°С
участък 4	55°С	56°С
обороти на Flexomix	3378 o6/:min	3484 об/min

Таблица II

Свойства на ензимните предгранулати съгласно изобретението

	пентозаназа пред гранулат	целулоза предгранулата
активност	3160 EPU/g¹)	1264 CU/g²)·
насипна плътност	532 g/1	500 /1
брой прашинки в 1 cnr въздух	ο·	0*
течливост	28·	56*
тест за спичане (cacing)	ο·	0*
разпределение на частиците по размер в крайния продукт > 800 цт (едра фракция)	0%	0%
> 500 - 800 цт	26%	21 %
> 250 - 500 цт	52%	57%
100 - 250 цт	21 %	22%
< 100 цт (noqcumoBa фр.)	0.2%	0.1%
брой микроорганизми в крайния продукт общ брой микроорганизми	2000/g	1700/g
Coliforme	< 30/g	< 30/g
Е. coli	пренебрежимо в 25 g	пренебрежимо в 25 g
Salmonellen	пренебрежимо в 25 g	пренебрежимо в 25 g
Pseudomonas aeruginosa	пренебрежимо в 25 g	пренебрежимо в 25 g
дрожди	< 200/g	< 200/g
плесен	< 200/g	<200/g

* критерии относно технологични свойства на гранулата (измерване по стандартни методи) бр.прашинки в 1 cm³ въздух 0-2: безпрашно течливост > 10: свободно течащ тест за спичане <5: слаба склонност към спичане ^υ EPU = активност, която дава относително изменение на течливостта с 1 на минута в дефиниран декстран от овесени люспи ²⁾ CU = активност, която дава относително изменение на течливостта с 1 на 5 минути в субстрат от карбоксиметилцелулоза

Пример 3. Включване на ензимния предгранулат в частици на фуражен гранулат (фуражни пелети)

Получените в пример 2 съгласно изобретението ензимни предгранулати се смесват в гранулираща инсталация (“пелетизиращо” устройство) с предварителна фуражна смес, кондиционира се термично и след това се гранулира (“пелетизира”) чрез екструзионен метод.

Използваната типична инсталация за пелетизиране на комбиниран фураж се състои от апарат за предварително смесване на твърдите компоненти, дозировъчен резервоар, бърз кондиционер за получаване на приблизително 3 °₀ наситена пара (температура на продукта 60 до 70°С), преса за пелетизиране (температура на продукта 65 до 80°С) и едно охлаждащо сито.

Съставът на фуражната предварителна смес, в която се включват ензимните предгранулати съгласно изобретението (с пентозаназа или целулаза), е даден в таблица III. Данните от измерванията и анализа на опитите за пелетизиране с дадената фуражна предварителна смес и предгранулата съгласно изобретението са представени в таблица IV. При дадения температурен профил с максимум от 73°С при предгранулата с пентозаназа и 81 °C при предгранулата с целулаза се установява много висока остатъчна активност след пелетизирането, а именно 91 %, съответно 94% от вложената ензимна активност; подобни високи активности не се получават при използване на ензим съгласно нивото на техниката (виж резултатите от сравнителните опити за ензимни препарати съгласно нивото на техниката в таблица IV).

Таблица III фуражни предварителни смеси за гранулиране, съответно пелетизиране с ензимни предгранулати съгласно изобретението

Гфуражни компоненти	за фуражни гранулати с
пентозаназа	целулаза
1 пшеница	37.1 тегл.%	24.8 тегл.%
\| ечемик	-	33.6 тегл.%
царевица	18.9 тегл.%	-
соев булгур 44%	14.5 тегл.%	13.4 тегл.%
грах	12.6 тегл.%	13.2 тегл.%
животинско брашно 55	8.4 тегл.%	9.1 тегл.%
животинска мазнина	3.2 тегл.%	-
1 Фий	3.1 тегл.%	3.5 тегл.%
рмесно-костно брашно	2.2 тегл.%	2.4 тегл.%

съставки	за фуражни гранулати с пентозаназа целулаза
влажност	11.4 тегл.%	11.8 тегл.%
сурова мазнина	5.5 тегл.%	2.9 тегл.%
сурова целулоза	3.7 тегл.%	5.8 тегл.%
суров протеин	19.8 тегл.%	21.2 тегл.%
сурова скорбяла	41.4 тегл.%	37.8 тегл.%
сурова пепел	6.6 тегл.%	6.0 тегл.%

физични свойства	за фуражни гранулати с
пентозаназа	целулаза
плътност	1.34 g/cm^	1.38 g/cm^
насипна плътност	0.69 g/cm^	0.64 g/cm3
плътност при стръскване	0.74 g/cm3	0.60 g/cm^
ъгъл на насипния конус	39.0°	42.0°
размер на частиците %50	0.71 тт	0.58 тт

отн. активност	&		целулаза	100 i	& Т-4	1 1		Q	целулаза	S Т-4	сл	1 «	00
активност	EPU/kg*	476	о г-4	1 1	00 •З· ч-	495	475	1 1	285
влага	£ <ϋ е	12.3	15.4	15.2 \|	12.7 \|	12.3	15.4	1 15.2 1	12.7
е-	и о	20	70	τ-ί 00	04	20	70	Г-Н 00	’ГН СЧ
отн. активност		:ен гранулат с		100	93.7	1 1	I 9Ό6 J	Фуражен гранулат	пентозаназа	§	КО		77
активност	EPU/kg*		пентозаназа	1790	1678	1 1	1 1621 1	2242	1561	1	1685
влага	< Л) <υ а	1 11.4	14.4	1 14.8 1	I 12.5 1	11.4	14.4	1 14.8 \|	12.5 \|
	и		t—4	40		о· 1—<	о Г-4	КГ) 40	1 73 \|	г-н
	съгласно изобретението	преди бързия кондиционер	след бързия кондиционер	I след пресата \|	1 след охладителя	сраВнителни опити	преди бързия кондиционер	след бързия кондиционер	I след пресата	\| след охладителя

* EPU = активност, която дава относително изменение на течливостта с 1 на минута в дефиниран декстран от овесени люспи.

Пример 5. Термична устойчивост на ензимни предгранулати съгласно изобретението във фуражна матрица (моделно изследване)

За доказване на високата термична устойчивост на получените съгласно изобретението ензимни предгранулати в една моделна система бе изследвана термичната устойчивост на ензимен предгранулат съгласно изобретението в матрица от различни фуражи. За тази цел се смесва предгранулат съгласно изобретението, съдържащ целулаза, съответно пентозаназа, с фураж за птици (обичайните съставки). Ензимът се вкарва във фуражната смес в количество от 5 тегл.%.

Измерването се извършва, както следва.

Стъклени тръбички (10 х 1 cm) се напълват с 5 g фуражна смес и след това се държат в термостатирана водна баня за определено време и при определена температура. След термичното третиране тръбичката се охлажда веднага в ледена вода. Остатъчната целулазна активност се определя по колориметричен метод, като се използва сравнителен стандарт на активност. Това изследване се основава на ензимната хидролиза на вътрешните β-1,4гликозидни връзки на определена азурин-кръсто5 сано омрежена целулоза. Установената активност в % спрямо изходната активност е представена в таблица V за изследваните ензими пентозаназа (таблица Va) и целулаза (таблица Vb). При това след обработка повече от час при температура 10 под 80°С целулазата с остатъчна активност над

95% се проявява като много стабилна във фуражната смес. Също и пентозаназата след обработка при температури от 83°С и продължителност от 60 min се оказва с 83% остатъчна актив15 ност като много термостабилна във фуражната смес. При много кратки престои, например 5 min, се регистрират още по-високи остатъчни активности (например почти 100% при 95°С, 5 min).

Сравними ензимни препарати от нивото 20 на техниката се оказват значително по-малко термоустойчиви във фуражни състави.

Таблица Уа, ТермоустойчиВост на ензимни предгранулати съгласно изобретението Във фуражна матрица: пентозаназа като ензим

опит No.'	време [min]	температура Г’С]	остатъчна активност [%]
1.1	0	70	100
1.2	5	70	130
1.3	33	70	94
1.4	33	70	72
1.5	60	70	81
1.6	60	70	72
2.1	0	78	100
2.2	23	78	102
2.3	42	78	91
3.1	0	83	100
3.2	5	83	119
3.3	5	83	130
3.4	60	83	83
3.5	60	83	89
4.1	0	87	100
4.2	23	87	96
4.3	42	87	89
5.1	0	95	100
5.2	5	95	111
5.3	5	95	120
5.4	23	95	75
5.5	33	95	60
5.6	60	95	47

Таблица Vb

Термоустойчивост на ензимни предгранулати съгласно изобретението! във фуражна матрица: целулаза като ензим

ί опит \| No.	време [min]	температура [°C]	остатъчна активност [%]
1.1	0	70	100
1.2	5	70	110
1.3	33	70	98
1.4	33	70	98
1.5	60	70	94
1.6	60	70	103
2.1	0	78	100
2.2	23	78	97
2.3	42	78	93
3.1	0	83	100
3.2	5	83	102
3.3	5	83	105
3.4	60	83	91
3.5	60	83	86
4.1	0	87	100
4.2	23	87	88
4.3	42	87	87
5.1	0	95.5	100
5.2	5	95.5	96
5.3	5	95.5	99
5.4	23	95.5	91
5.5	33	95.5	71
5.6	60	95.5	65

Доколкото в настоящото изобретение става дума за ензимна активност, определянето на активността за съответния ензим се извършва по обичайните, известни на специалиста стандартни методи. 40

Claims

Патентни претенции

1. Метод за получаване на стабилен ензимен предгранулат за включване във фуража 45 на животните, характеризиращ се с това, че методът включва следните етапи от а до е:

a) третиране на суровина за брашно със суха свръхгореща пара,

b) смилане на суровината за брашно за получаване на тип органично брашно със степен на смилане от 30 до 100 тегл.%,

c) смесване на 80 до 99,9 тегл.ч., включващи съдържанието на влага на типа органично брашно, с 0,01 до 20 тегл.ч. ензим или ензимна смес на база на сухото вещество на използвания ензимен препарат, при което тегловните части на ензима или ензимната смес и на типа брашно се сумират до 100 тегл.ч. смес,

d) добавяне към сместа на количество вода и/или до 20 тегл.ч. помощни вещества за гранулиране, и/или течен ензим или ензимна смес, достатъчни за достигане съдържание на влага във влажния гранулат от 20 до 50 тегл. %,

e) сушене на така получения влажен гранулат.

50
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че за получаване на типа органично брашно като суровини се използват житни зърна, бобени плодове и/или плодове от семейство Malvaceae.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в етап а) суровината за брашно се обработва със суха свръхгореща 5 пара с температура приблизително от 100 до

110°С при приблизително нормално до слабо свръхналягане и продължителност на обработката около 1 h.
4. Метод съгласно претенция 1, характе- 10 ризиращ се с това, че в етап Ь) степента на смилане на типа брашно е от 30 до 100%, предимно от 50 до 100%, за предпочитане от

70 до 100%.
5. Метод съгласно претенция 1, характери- 15 зиращ се с това, че в етап с) от 0,01 до 10 тегл.ч. ензим или ензимна смес се смесват с 90 до 99,99 тегл.ч. тип органично брашно.
6. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в етап с) предимно от 2 20 до 7 тегл.ч. ензим или ензимна смес се смесват с от 93 до 98 тегл.ч. тип брашно.
7. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в етап d) към сместа се добавят количество вода и/или до 20 тегл.ч. 25 помощни вещества за гранулиране, и/или течен ензим или ензимна смес, достатъчни за достигане съдържанието на влага във влажния гранулат от 25 до 45 тегл. %, предимно от 25 до 35 тегл. %. 30
8. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че ензимът или ензимната смес се използват под формата на прах или воден разтвор на ензима или ензимната смес.
9. Метод съгласно претенция 1, характе- 35 ризиращ се с това, че ензимът или ензимната смес е хидролаза, предимно от групата на карбохидразите, протеазите, липазите и естерази- те, или оксинитрилази, таназа, хитиназа, кератиназа или оксидаза или смес от тези ензими. 40
10. Метод съгласно претенция 9, характеризиращ се с това, че се използва ензим със странични активности или ензимна смес.
11. Метод съгласно претенция 9, характе- ризиращ се с това, че карбохидразите са из- 45 брани от β-глюканази, целулази, амилази, пентозанази, пектинази, ксиланази, арабанази, хемицелулази, галактоманази, полигалактоуранази, фитази, глюкоамилази, а-галактозидази, пулуланази, Disretasa^R. 50
12. Метод съгласно претенция 9, характеризиращ се с това, че оксидазата е глюкоза- оксидаза или пероксидаза.
13. Метод съгласно претенция 9, характеризиращ се с това, че ензимът е лизозим или мурамидаза.
14. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в етап d) се добавят до 20 тегл.ч., предимно 15 тегл. ч. за предпочитане от 0,5 до 5 тегл.ч. гранулиращи помощни вещества.
15. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че като гранулиращи помощни вещества се използват ензимно поносими и хранително физиологично приемливи свързващи вещества, пълнители и/или органични разтворители от естествен произход.
16. Метод съгласно претенция 13, характеризиращ се с това, че като свързващо вещество се влага деструктирана разтворима скорбяла и/или пшеничен глутен.
17. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че се получава влажен гранулат с големина на зърната от 50 до 800 pm, предимно от 100 до 800 pm, за предпочитане от 100 до 500 pm.
18. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че предварително смесените в прахообразна форма компоненти за ензимния гранулат се подават в бързия смесител на порции или непрекъснато и там също така на порции или непрекъснато, с цел регулиране съдържанието на влага, се дозира подходящо количество вода или воден разтвор, евентуално с разтворени в него гранулиращи помощни вещества или с разтворения в него ензим или ензимна смес и след предварително зададено време на престой се изважда от бързия смесител или непрекъснато се изтегля.
19. Ензимен предгранулат със стабилна активност за вграждане в частиците на фуражен гранулат, характеризиращ се с това, че се получава по метод съгласно претенциите от 1 до 18.
20. Ензимен гранулат съгласно претенция 19, характеризиращ се с това, че съдържа в тегл.%: от 0,08 до 22 сухо вещество на ензима или ензимната смес от 55 до 96,92 сухо вещество на типа органично брашно, евентуално до 18,5 помощни вещества за гранулиране (пресметнати като безводни вещества) с от 3 до 12 влага, при което сумата от компонентите от ензим или ензимна смес, брашно - сухо вещество, влага и евентуално помощно вещество за гранулиране възлиза на 100 тегл.%.
21. Използване на ензимния предгранулат съгласно една от претенциите 19 или 20 за получаване на фуражен гранулат, за предпочитане по такъв начин, че ензимният предгра нулат се смесва с обичайните компоненти на фуражния гранулат и тази смес се преработва чрез екструзия до хомогенен фуражен гранулат.

Издание на Патентното ведомство на Република България 1113 София, бул. Д-р Г. М. Димитров 52-Б

Експерт: Б. Шикаланова

Редактор: В. Алтаванова