PL242642B1 - Sposób redukcji fosforu fitynowego w śrucie rzepakowej poprzez fermentację z dodatkami enzymatycznymi i bakteriami - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób uszlachetniania pasz rzepakowych w tym poekstrakcyjnej śruty rzepakowej o zawartości białka nie mniejszej niż 20%, w którym poddaje się ją fermentacji stałej wgłębnej. Do wody z dodatkami enzymatycznymi oraz preparatem bakteryjnym, których dodaje się każdego w ilości od 0,01 do 5% wagowych, w szczególności egzogennej 6-fitazy o maksymalnej aktywności 1,5 mln FYT/kg wraz z preparatem bakteryjnym w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. Kefiri 5.0 x 1010 cfu/g oraz mieszaniny enzymów składającej się z (endo-1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo 1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo- 1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg) dodaje się śrutę rzepakową w stosunku 1:2 (śruta rzepakowa/woda), a po co najmniej 24 h neutralizuje się mikroorganizmy wygrzewając uzyskaną mieszaninę w temperaturze nie mniejszej niż 70°C przez co najmniej 15 minut, i korzystnie suszy się uzyskany produkt w temperaturze od 45 do 60°C do osiągnięcia co najmniej 86% suchej masy. Uzyskany produkt charakteryzuje się w swoim składzie tym, że nie zawiera fosforu w postaci fitynowej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób redukcji fosforu fitynowego w śrucie rzepakowej poprzez fermentację z dodatkami enzymatycznymi i bakteriami w celu redukcji fosforu fitynowego w materiale przeznaczonym do wykorzystania w żywienia zwierząt monogastrycznych, zwłaszcza drobiu, w szczególności kurcząt brojlerów i indyków.

Obecnie coraz większy nacisk kładzie się na wycofanie z żywienia zwierząt gospodarskich pasz pochodzących z upraw z udziałem GMO, poszukuje się alternatywnych komponentów białkowych, które mogłyby zastąpić poekstrakcyjną śrutę sojową. Na taki stan ma również wpływ koszt oraz dostępność śruty sojowej. Istotnym jest fakt, że Polska w ostatnich latach jest potentatem w produkcji rzepaku. (Rękas i in., 2016). Pasze rzepakowe zwane produktami ubocznymi uzyskanymi w wyniku pozyskiwania oleju, do których należą poekstrakcyjna śruta rzepakowa, makuchy, wytłoki i ekspelery rzepakowe charakteryzują się wysoka wartością pokarmową. Wysoka zawartość białka w poekstrakcyjnej śrucie rzepakowej, która może sięgać nawet 38% w suchej masie, umożliwia wykorzystanie tej grupy komponentów białkowych w żywieniu zwierząt gospodarskich zarówno przeżuwaczy jak i monogastrycznych. Niestety zawierają także stosunkowo wysoki udział substancji antyodżywczych (ANF), do których należą (polisacharydy nieskrobiowe, kwas erukowy, glukozynolany, taniny, oligosacharydy, fityniany, inhibitory proteaz) ograniczających ich wykorzystanie w paszach dla zwierząt monogastrycznych (SchoEne i in., 2001, Smulikowska, 2003; Brzóska i in., 2010, Patyra i Kwiatek, 2015). Ponadto zawarty w paszach rzepakowych fosfor jest praktycznie niedostępny dla zwierząt, występujące on w postaci soli potasowych i magnezowych (rzadziej wapniowych), w ciałach białkowych lub ziarnach aleuronowych w postaci globoidów znużonych w substancji podstawowej (białko bezpostaciowe) (Sathe i Reddy, 2001; Angel i in., 2002; Dersjant-Li i in., 2015). Ponadto ze względu na mnogość reaktywnych miejsc, fityniany mogą wiązać kationy (dwu lub trójwartościowe) nie tylko w obrębie pojedynczej grupy fosforanowej, ale także pomiędzy różnymi grupami fosforanowymi tej samej molekuły lub pomiędzy grupami fosforanowymi różnych cząsteczek fitynianów, tak więc struktura cząsteczki jest zgodna z wysoką zdolnością chelatowania. Z Zn²+ tworzą najbardziej stabilne sole, następnie kolejno z Cu²+, Ni²+, Co²+, Mn²+, Ca²+ i Fe²+ w malejącej stabilności (Angel i in., 2002; Bohn i in., 2008). W badaniach (Coulibaly i in., 2011; Selle i in., 2012), wykazana również została możliwość powstawania potrójnych kompleksów białka, kwasu fitynowego i węglowodanów. Odpowiednie zbilansowanie mieszanki pod względem zawartości fosforu jest bardzo istotne, gdyż jego niedobór obniża produkcyjność zwierząt, a wprowadzony w nadmiarze zwiększa jej koszt i negatywnie obciąża środowisko naturalne (Prasad i in., 2015). W żywieniu zwierząt, w celu zredukowania negatywnego działania kwasu fitynowego, związek ten powinien ulec hydrolizie. Wśród zabiegów technologicznych redukujących zawartość fitynianów w surowcach paszowych można wymienić między innymi moczenie, kiełkowanie czy fermentację (Kasprowicz-Potocka, 2012; Zaworska i in., 2017). W większości zabiegów technologicznych hydroliza kwasu fitynowego jest wynikiem działania natywnych enzymów degradujących fityniany - fitaz, naturalnie występujących w roślinach. Jednakże w ostatnich latach najbardziej rozpowszechnionym w przemyśle paszowym oraz najbardziej efektywnym sposobem rozkładu fitynianów stało się stosowanie dodatku egzogennej fitazy mikrobiologicznej (Selle i Ravindran, 2007; Dersjant-Li i in., 2015), także do procesów uszlachetniania pasz (Zaworska, 2017).

Pasze rzepakowe mogą być częściowym lub pełnym substytutem importowanej poekstrakcyjnej śruty sojowej w żywieniu określonych gatunków i grup zwierząt dopiero z zastosowaniem dodatków enzymatycznych lub po jej uszlachetnieniu w procesie fermentacji (Drażbo i in., 2018). Fermentacja jest prostym i tanim sposobem, przetwarzania i konserwacji materiałów paszowych. Przetworzenie następuje poprzez szybkie obniżenie pH w obecności kwasów organicznych. Jednakże w zależności od warunków tych procesów (temp., wilgotność, czas, typ urządzeń) mogą one wpływać zarówno korzystnie jak i niekorzystnie na strawność tych składników (Li i in. 2002). Dlatego też stosuje się kultury starterowe - inokulanty zawierające wyselekcjonowane mikroorganizmy, ukierunkowując przebieg fermentacji i ograniczenie rozwoju negatywnej flory. Preparaty te zawierają także enzymy, beta glukanazę lub celulazę, które wydatnie poprawiają skuteczność przetwarzania. Enzymy bowiem mają za zadanie szybko i skutecznie uwolnić dodatkowe cukry z węglowodanów zawartych w materiale (Bedford, 2000).

W danych literaturowych dostępne są opracowania, w których prowadzona była fermentacja mączki rzepakowej z użyciem bakterii oraz drożdży (Rhizopus oligosporus, lub kultury Lactobacillus fermentum, Enterococcus faecium, Saccharomyces cerevisae i Bacillus subtilis). Badania te wykazały, że proces fermentacji może zmniejszyć zawartość glukozynolanów - glukobrassycyny (o 97,3%), oligosacharydów (73%), ligniny i NDF (o 30%) i fitynianów (o 67%) w zależności od składu inokulum i warunków procesu (Bau i in. 1994, Chianga i in. 2010).

Jak wykazały badania (El-Batal i Karem, 2001) z wykorzystaniem Aspergillus Niger, w wyniku fermentacji poekstrakcyjnej śruty rzepakowej następuje redukcja związków antyżywieniowych w tym przede wszystkim fitynianów.

Znane są także rozwiązania, które przewidują wykorzystanie procesu fermentacji materiałów paszowych. W patencie o nr CN105494890 wynalazek ujawnia proces wykorzystujący enzymolizę i fermentację mikrobiologiczną w celu poprawy odżywczej wartości odżywczej śruty rzepakowej. Sposób charakteryzuje się tym, że: proces łączenia enzymatycznej egzogennie dodanej zasadowej proteazy i dwuetapowej fermentacji mikrobiologicznej stosuje się do wytworzenia produktu fermentacji o wysokiej zawartości białka, bogatego w polipeptyd, mały peptyd, aminokwasy, kwas organiczny, probiotyki i inne składniki odżywcze i ma niską zawartość kwasu fitynowego, garbników i innych czynników antyżywieniowych. Sfermentowana śruta rzepakowa może być podawana do paszy płynnej i może częściowo zastąpić stosowanie mączki rybnej, mączki sojowej i tym podobnych w żywieniu zwierząt. Ponadto, sposób dostarczony przez wynalazek przyjmuje stałą fermentację i nie wymaga sterylizacji materiału.

Z kolei w rozwiązaniu CN106720997 przedstawiono technologie enzymatycznej hydrolizy i synergii fermentacji kiszonki z kukurydzy. Za pośrednictwem synergetycznej technologii hydrolizy związku enzymatycznego i dwuetapowej biofermentacji poprzez pobieranie całych roślin jako surowca, lucerny i alg jako materiałów pomocniczych. Nowa technologia ma tę zaletę, że dzięki synergicznemu działaniu enzymolizy złożonego enzymu i fermentacji drobnoustrojów, czynniki przeciwodżywcze w surowcach, takich jak słoma kukurydziana, ulegają rozkładowi biologicznemu, tworząc małe cząsteczki a szkodliwe substancje, takie jak kwas fitynowy i jak są wyeliminowane; i poprzez działanie fermentacyjne bakterii z rodzaju Lactobacillus.

W rozwiązaniu znanym ze zgłoszenia CN103749959 fermentowano otręby za pomocą płynnego roztworu bakteriami Lactobacillus. Stosunek substancji do płynu reguluje się w stosunku 1 : 0,5 do 1 : 1,5, mieszaninę poddaje się fermentacji w temperaturze od 25 do 50°C przez 2 do 3 dni, a sfermentowaną mieszaninę suszy się i rozdrabnia w celu uzyskania stałych otrąb fermentowanych. Przyjmuję się stałą fermentację. Końcowy produkt, otręby fermentowane, ma złoty kolor żółty i jest bogaty w kwas mlekowy, probiotyki, a zdolność przeciwutleniająca sfermentowanych otrębów jest znacznie lepsza w porównaniu z wyjściowym surowcem. W otrębach tych nie ma kwasu fitynowego, przez co przeprowadzanie tego biologicznego procesu powoduje, że fermentowane otręby są bezpieczną łatwo strawną paszą dla zwierząt, która może pobudzać spożycie paszy i poprawiać odporność zwierzęcia.

W patencie JPH0723725 nasiona zaszczepiano starterami pleśni koji w celu eliminacji kwasu fitynowego, przy jednoczesnym utrzymaniu aktywności witamin z grupy B i ułatwienia wchłaniania minerałów. Ziarna, takie jak odpady soi, są parzone, a następnie ochładzane jeden raz w celu doprowadzenia zawartości wilgoci w soi do takiego poziomu, aby umożliwić rozprzestrzenianie się formy koji, a powstały odpad soi został zaszczepiony pleśnią koji (np. Aspergillus usamii) przez jednorodne mieszanie. Następnie mieszaninę ogrzewa się w temperaturze 28-30°C przez określony czas w celu przeprowadzenia fermentacji i wytworzenia koji do momentu, aż kwas fitynowy w odpadach soi zostanie dostatecznie zredukowany, gdy grupa fosforanowa jest uwalniana z kwasu fitynowego i powstaje inozytol. Powstały produkt sojowy jest suszony i mielony.

W innym patencie znanym z opisu WO 2016046708 przetwarzano paszę przy użyciu nowo wybranych szczepów bakterii kwasu mlekowego. Cel przetwarzania osiąga się, stosując substrat pochodzenia roślinnego z kulturę starterową LAB, dominującą przez szczepy Pediococcus acidilactici BaltBio01 MSCL P1480 lub Pediococcus pentosaceus BaltBio02 MSCL P1481 izolowanych z fermentowanego materiału zbożowego. Fermentacja przeprowadzana jest w warunkach beztlenowych lub tlenowych, w temperaturze 20-40°C, w czasie od 8 h do 72 h w zależności od właściwości podłoża, który został zmieszany z wodą w stosunku 1 : 1. Po zakończeniu fermentacji zaleca się uzyskany materiał traktować różnorodnie m.in. granulować, suszyć czy konserwować w inny sposób, a następnie skarmiać zwierzętom.

Znane metody, w jakich inokulanty, preparaty mikrobiologiczne, enzymatyczne i preparaty chemiczne wprowadzane są do materiału fermentowanego, pośrednio mogą wpływać na obniżenie zawartości substancji antyżywieniowych. Efektywność procesu fermentacji uzależniona jest od warunków rozwoju mikroorganizmów, na który wpływa wilgotność, temperatura, czas, pH, dostęp tlenu i substratów. W praktyce analitycznej zmiany zachodzące podczas przetwarzania pasz często powodowały poprawę części właściwości otrzymanego produktu jak i pogorszenie innych. W rezultacie konieczne staje się poszukiwanie nowych kompozycji inolulantów i optymalizowanie parametrów procesu fermentacji, podłoża i substratów, aby możliwe było jak najszersze pozytywne działanie zmierzające do poprawy wartości pokarmowej pasz, która przyczyni się do możliwości wykorzystania pasz rzepakowych w żywieniu, w szczególności młodszych grup technologicznych i wydajności produkcyjnej, wykorzystania dostępnego materiału i obniżenia kosztów produkcji.

Udało się to poprzez zastosowanie sposobu uszlachetniania śruty rzepakowej nieoczekiwanie odkryć, że proces fermentacji z udziałem dodatku egzogennej 6-fitazy wraz z preparatem bakteryjnym, w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. Kefiri oraz mieszaniny enzymów składającej się z (endo-1,4 beta glukanazy, endo-1,3(4) beta glukanazy, endo-1,4 beta ksylanazy wpływa na całkowite zredukowanie zawartości niedostępnego w paszy fosforu w postaci fitynowej. Mając na uwadze, iż przemysł biotechnologiczny i paszowy poszukuje szybkich, tanich i prostych rozwiązań technologicznych, poprawiających wartość odżywczą śruty rzepakowej, zaproponowany proces przetwarzania pozwala ponadto obniżyć koszty paszy poprzez zastosowanie w mieszance zamiast drogiej poekstrakcyjnej śruty sojowej fermentowanej śruty rzepakowych.

Sposób redukcji fosforu fitynowego w śrucie rzepakowej poprzez fermentację z dodatkami enzymatycznymi i bakteriami polega na tym, że śrutę rzepakową o zawartości białka nie mniejszej niż 15%, korzystnie w warunkach beztlenowych, poddaje się fermentacji stałej wgłębnej, a do wody z dodatkiem enzymatycznym sypkiej egzogennej 6-fitazy o maksymalnej aktywności 1,5 mln FYT/kg wraz z preparatem bakteryjnym, w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. sathefiri 5.0 x 10¹⁰ cfu/g oraz dodatkiem multi-enzymatycznym składającym się z (endo-1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo-1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo-1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg) dodaje się śrutę rzepakową, a po co najmniej 24 h neutralizuje się mikroorganizmy, wygrzewając uzyskaną mieszaninę w temperaturze nie mniejszej niż 70°C przez 15 minut, i suszy się uzyskany produkt w temperaturze od 45 do 60°C, korzystnie 50-55°C do osiągnięcia co najmniej 86% suchej masy.

Przy czym korzystnie, gdy śrutę rzepakową w ilości 1 : 2 miesza się z wodą, korzystnie letnią w temperaturze 20-35°C, korzystnie 20°C i do otrzymanej mieszaniny aplikuje się enzym w postaci sypkiej egzogennej 6-fitazy o maksymalnej aktywności 1,5 mln FYT/kg w ilości korzystnie ilości od 0,01 do 5%, korzystnie nie mniej niż 1% stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą, wraz z preparatem bakteryjnym, w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. Kefiri, 5.0 x 10¹⁰ cfu/g w ilości od 0,01 do 5%, korzystnie nie mniej niż 1% w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą oraz dodatkiem multi-enzymatycznym składającym się z (endo-1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo-1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg) ilości od 0,01 do 5%, korzystnie nie mniej niż 0,1% w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą, a surowce miesza się, co najmniej w momencie dodawania, korzystnie utrzymując temperaturę pokojową lub wyższą, korzystnie temperaturę 20°C przez co najmniej 18 h, jednak nie dłużej niż 30 h, korzystnie 24 h.

Korzystnie, gdy wszystkie stosowane dodatki mają postać sypką. Korzystnie, gdy w przypadku stosowania enzymu sypkiego, jest on homogennie zmieszany z wodą przed dodaniem śruty rzepakowej, korzystnie w stosunku 1 : 2 (śruta rzepakowa : woda).

Korzystnie fermentację prowadzi się w naczyniach szklanych, pojemnikach, beczkach lub fermentatorach z tworzywa sztucznego, korzystnie plastiku lub plexi.

Jak pokazały przeprowadzone badania porównawcze w surowej śrucie rzepakowej (materiał wyjściowy) i produktach fermentacji podczas analizy fosforu fitynowego, stosując metodę opisaną przez Haug i Lantzsch (1983) i obliczeń statystycznych przy pomocy programu komputerowego SAS 9.3. (USA) oraz SAS Enterprise Guide 5.1 z przyjęciem istotności różnic pomiędzy grupami przy użyciu szczegółowego testu t-Studenta (dla porównania w parach) przy P < 0.05, uzyskany produkt charakteryzuje lepszą wartością pokarmową dzięki całkowitemu zredukowaniu zawartości fosforu fitynowego. Wyniki przeprowadzonych testów obrazuje poniża tabela.

PL 242642 Β1

Określenie wpływu procesu fermentacji na zmiany w zawartości fosforu fitynowego i % stosunku udziału fosforu fitynowego do fosforu ogólnego materiału wyjściowego (śruty rzepakowej) i suchej fermentowanej śrucie rzepakowej. (Średnie wyniki z 4 powtórzeń prowadzonego procesu fermentacji)

Tabela 1. Zawartość fosforu fitynowego i % stosunku udziału fosforu fitynowego do fosforu ogólnego materiału wyjściowego (śruty rzepakowej) i suchej fermentowanej śrucie rzepakowej.

Składnik (%) w suchej masie	Poekstrakcyjna śruta rzepakowa	Fermentowana poekstrakcyjna śruta rzepakowa	P
Pfit	0.61a	0.00b	<.0001
P fit % Pog.	51.99a	0.00b	<.0001

^a,b wartości w wierszach oznaczone różnymi literami różnią się istotnie P<0.05, pP prawdopodobieństwo testowe

Fermentacja śruty rzepakowej całkowicie zredukowała poziom niedostępnego w paszy fosforu w postaci fitynowej.

Wytworzona fermentowana śruta rzepakowy może zostać wykorzystana do produkcji mieszanek pełnoporcjowych, pasz uzupełniających, koncentratów i innych mieszanek paszowych stosowanych w żywieniu zwierząt.

Przykład zastosowania

Przykład I

Sposób redukcji fosforu fitynowego w śrucie rzepakowej poprzez fermentację z dodatkami enzymatycznymi i bakteriami według wynalazku polega na tym, śrutę o zawartości białka większej niż 22%, w warunkach beztlenowych poddaje się fermentacji stałej wgłębnej, a dowody aplikuje się enzym w postaci sypkiej egzogennej 6-fitazy o maksymalnej aktywności 1,0 min FYT/kg w ilości 1% w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą, wraz z preparatem bakteryjnym, w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. Kefiri, 5.0 χ 10¹⁰ cfu/g w ilości 1% w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą oraz dodatkiem multi-enzymatycznym składającym się z (endo-1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo-1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo-1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg) w ilości 0,1% każdy w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą, a po 24 h neutralizuje się mikroorganizmy, wygrzewając uzyskaną mieszaninę w temperaturze 70°C przez 15 minut, suszy się uzyskany produkt w temperaturze 50-55°C do osiągnięcia 86% suchej masy.

Przy czym śrutę rzepakową w ilości 1 :2 miesza się z letnią wodą o temperaturze około 20°C wymieszanej z enzymem w postaci sypkiej egzogennej 6-fitazy o aktywności 1,0 min FYT/kg w ilości 1 % w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą, wraz z preparatem bakteryjnym, w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. Kefiri, 5.0 χ 10¹⁰ cfu/g w ilości 0,1% w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą oraz mieszaniny enzymów składającej się z (endo-1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo-1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo-1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg) w ilości 0,1% każdego w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą, a surowce miesza się w momencie dodawania, utrzymując temperaturę pokojową 20°C przez cały proces fermentacji.

Dodawane enzymy i preparat bakteryjny mają postać sypką i homogennie mieszają się z mieszaniną wody i śruty w stosunku 2:1.

Fermentację prowadzi się w naczyniach wybranych spośród naczyń szklanych, pojemników, beczek lub fermentatorów z tworzywa sztucznego.

Jak pokazały przeprowadzone badania porównawcze w surowej śrucie rzepakowej (materiał wyjściowy) i produktach fermentacji podczas analizy fosforu fitynowego stosując metodę opisaną przez Haug i Lantzsch (1983) i obliczeń statystycznych przy pomocy programu komputerowego SAS 9.3. (USA) oraz SAS Enterprise Guide 5.1 z przyjęciem istotności różnic pomiędzy grupami przy użyciu szczegółowego testu t-Studenta (dla porównania w parach) przy P < 0.05, uzyskany produkt charakteryzuje lepszą wartością pokarmową dzięki całkowitemu zredukowaniu zawartości fosforu fitynowego. Wyniki przeprowadzonych testów obrazuje poniża tabela.

PL 242642 Β1

Określenie wpływu procesu fermentacji na zmiany w zawartości fosforu lity nowego i % stosunku udziału fosforu titynowego do fosforu ogólnego materiału wyjściowego (śruty rzepakowej) i suchej fermentowanej śrucie rzepakowej. (Średnie wyniki z 4 powtórzeń prowadzonego procesu fermentacji).

Tabela 1. Zawartość fosforu fitynowego i % stosunku udziału fosforu fitynowego do fosforu ogólnego materiału wyjściowego (śruty rzepakowej) i suchej fermentowanej śrucie rzepakowej.

Składnik (%) w suchej masie	Poekstrakcyjna śruta rzepakowa	Fermentowana poekstrakcyjna śruta rzepakowa	P
Pfit	0.61a	0.00b	<.0001
P fit % Pog.	51.99a	0.00b	<.0001

^ab wartości w wierszach oznaczone różnymi literami różnią się istotnie P<O05, Pprawdopodobicństwo testowe

Fermentacja śruty rzepakowej całkowicie zredukowała poziom niedostępnego w paszy fosforu w postaci fitynowej.

Przykład II

Sposób redukcji fosforu fitynowego w śrucie rzepakowej poprzez fermentację z dodatkami enzymatycznymi i bakteriami według wynalazku polega na tym, że śrutę rzepakową o zawartości białka większej niż 18%, w warunkach beztlenowych poddaje się fermentacji wgłębnej, a do wody aplikuje się enzym w postaci sypkiej egzogennej 6-fitazy o maksymalnej aktywności 1,0 min FYT/kg wraz z preparatem bakteryjnym, w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. Kefiri 5.0 χ 10¹⁰ cfu/g oraz mieszaniny enzymów składającej się z (endo-1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo-1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo-1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg), a następnie śrutę rzepakową, a po 24 h neutralizuje się mikroorganizmy, wygrzewając uzyskaną mieszaninę w temperaturze 70°C przez 15 minut, suszy się uzyskany produkt w temperaturze 50-55°C do osiągnięcia 86% suchej masy.

Przy czym śrutę rzepakową w ilości 1 : 2 miesza się z letnią wodą o temperaturze około 20°C zawierającej dodatek enzymatyczny w postaci sypkiej egzogennej 6-fitazy o maksymalnej aktywności 1,0 min FYT/kg w ilości 0,01 % w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą, wraz z preparatem bakteryjnym, w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. Kefiri, 5.0 χ 10¹⁰ cfu/g w ilości 0,01% w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą oraz mieszaniny enzymów składającej się z (endo-1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo-1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo-1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg) w ilości 0,01% każdy w stosunku do masy mieszaniny śruty z wodą, a surowce miesza się w momencie dodawania, utrzymując temperaturę pokojową 20°C przez cały proces fermentacji.

Enzymy mają postać suchą sypką i miesza się go z wodą przed dodaniem śruty rzepakowej. Fermentację prowadzi się w naczyniach wybranych spośród naczyń szklanych, pojemników, beczek lub fermentatorów z tworzywa sztucznego.

Jak pokazały przeprowadzone badania porównawcze w surowej śrucie rzepakowej (materiał wyjściowy) i produktach fermentacji podczas analizy fosforu fitynowego, stosując metodę opisaną przez Haug i Lantzsch (1983) i obliczeń statystycznych przy pomocy programu komputerowego SAS 9.3. (USA) oraz SAS Enterprise Guide 5.1 z przyjęciem istotności różnic pomiędzy grupami przy użyciu szczegółowego testu t-Studenta (dla porównania w parach) przy P < 0.05, uzyskany produkt charakteryzuje lepszą wartością pokarmową dzięki całkowitemu zredukowaniu zawartości fosforu fitynowego. Wyniki przeprowadzonych testów obrazuje poniża tabela.

PL 242642 Β1

Określenie wpływu procesu fermentacji na zmiany w zawartości fosforu fitynowego i % stosunku udziału fosforu fitynowego do fosforu ogólnego materiału wyjściowego (śruty rzepakowej) i suchej fermentowanej śrucie rzepakowe). (Średnie wyniki z 4 powtórzeń prowadzonego procesu fermentacji).

Tabela 1. Zawartość fosforu fitynowego i % stosunku udziału fosforu fitynowego do fosforu ogólnego materiału wyjściowego (śruty rzepakowej) i suchej fermentowanej śrucie rzepakowej.

Składnik (%) w suchej masie	Poekstrakcyjna śruta rzepakowa	Fermentowana poekstrakcyjna śruta rzepakowa	P
Pfit	0.61a	0.00b	<.0001
P fit % Pog.	51.99a	0.00b	<.0001

^ab wartości w wierszach oznaczone różnymi literami różnią się istotnie P<0.05, Pprawdopodobieństwo testowe

Fermentacja śruty rzepakowej całkowicie zredukowała poziom niedostępnego w paszy fosforu w postaci fitynowej.

Wytworzona fermentowana śruta rzepakowa może zostać wykorzystana do produkcji mieszanek pełnoporcjowych, pasz uzupełniających, koncentratów i innych mieszanek paszowych stosowanych w żywieniu zwierząt.

a) . Piśmiennictwo naukowe

Angel, R., Tamim, N. M., Applegate, T. J., Dhandu, A. S., Ellestad, L. E. 2002. Phytic acid chemistry: Influence on phytin-phosphorus availability and phytase efficacy. The Journal of Applied Poultry Research 11(4): 471-480.

Bau H.M., Villaume C., Lin C.F., Evrard J., Quemener B., Nicolas J.P., Mejean L. 1994. Effect of a solidstate fermentation using Rhizopus oligosporus sp. T-3 on elimination of antinutritional substances and modification of biochemical constituents of defatted rapeseed meal. Journal of the Science of Food and Agriculture. 65, 3: 315-322.

Bedford M.R. 2000. Exogenous enzyme in monogastric nutrition -Their current value and futurę benefits. Anim. Feed Science Technology. 86: 1-13.

Bohn, L., Meyer, A. S., Rasmussen, S. K. 2008. Phytate: impact on environment and human nutrition. A challenge for molecular breeding. Journal of Zhejiang University SCIENCE B 9(3): 165-191.

Brzóska F., Śliwiński B., Michalik-Rutkowska O. 2010. Pasze rzepakowe - miejsce w bilansie białkowym kraju oraz wartość pokarmowa. Wiadomości Zootechniczne, R. XLVIII. 2-3: 11-18.

Chiang G., Lu W. Q., Piao X. S., Hu J. K., Gong L. M., Thacker P. A. 2010. Effects of feeding solid-state fermented rapeseed meal on performance, nutrient digestibility, intestinal ecology and intestinal morphology of broiler chickens. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 23, 2: 263-271.

Coulibaly, A., Kouakou, B., Chen, J. 2011. Phytic acid in cereal grains: Healthy or harmful ways to reduce phytic acid in cereal grains and their effects on nutritional quality. American Journal of Plant Nutrition and Fertilization Technology 1(1): 1-22.

Dersjant-Li, Y., Awati, A., Schulze, H., Partridge, G. 2015. Phytase in non-ruminant animal nutrition: a critical review on phytase activities in the gastrointestinal tract and influencing factors. Journal of the Science of Food and Agriculture 95(5): 878-896.

Drażbo A., Ognik K., Zaworska A., Ferenc K., Jankowski J. 2018. The effect of raw and fermented rapeseed cake on the metabolic parameters, immune status, and intestinal morphology of turkeys. Poultry Science, Vol. 97, Issue 11, Pages 3910-3920.

El-Batal A.I., Karem H.A. 2001. Phytase production and phytic acid reduction in rapeseed meal by Aspergillus nigerduring solid State fermentation. Food Research International, 34(8), 715-720.

Li D., Pengbin X., Liming G., Shijun F., Canghai H. 2002. Determination of apparent ileal amino acid digestibility in rapeseed meal and cake processed at different temperatures using the direct and difference method with growing pigs. Arch Tierernahr. 56,5: 339-349.

Patyra, K. Kwiatkowski. 2015. Glukozynolany - składniki antyżywieniowe pasz. Życie Weterynaryjne. 2015, 90(10).

Prasad C. S., Mandal A. B., Gowda N. K. S., Sharma K., Pattanaik A. K., Tyagi P. K., Elangovan A. V. 2015. Enhancing phosphorus utilization for better animal production and environment sustainability. CURRENT SCIENCE, VOL. 108, NO. 7, 10 p. 1315-1319.

Rękas, A., Wroniak, M., Krygier, K.. Rynek rzepaku i oleju rzepakowego w Polsce i na świecie. Perspektywa rozwoju produkcji w latach 2003/2004-2014/2015. Przemysł Spożywczy. 70, 16-19.

Sathe, S. K., Reddy, N. R., 2001. Introduction. W: Food Phytates. Red. N. R. Reddy, S. K. Sathe. CRC Press, New York: s. 1-6. Pozyskano z: https://books.google.co.uk.

SchoEne F., Leiterer M., Hartung H., Jahreis G., Tischendorf F. 2001. Rapeseed glucosinolates and iodine in sows affect the milk iodine concentration and the iodine status of piglets. British Journal of Nutrition, 85, 659-670.

Selle, P. H., Cowieson, A. J., Cowieson, N. P., Ravindran, V. 2012. Protein-phytate interactions in pig and poultry nutrition: a reappraisal. Nutrition Research Reviews 25(1): 1 -17.

Selle, P. H., Ravindran, V. 2007. Microbial phytase in poultry nutrition. Animal Feed Science and Technology 135(1-2): 1-41.

Smulikowska S. 2003. Wartość odżywcza wytłoków rzepakowych dla drobiu. Polskie Drobiarstwo. 6: 9-11.

Zaworska A., Kasprowicz-Potocka M., Frankiewicz A. 2017. The influence of narrow-leafed lupin seed fermentation on their chemical composition and ileal digestibility and microbiota in growing pigs. Archives of Animal Nutrition. Doi: 10.1080/1745039X.2017.1329130.

b) . Patenty:

CN105494890

CN106720997

CN103749959

JPH0723725

WO 2016046708

Claims (10)

1. Sposób redukcji fosforu fitynowego w śrucie rzepakowej poprzez fermentację z dodatkami enzymatycznymi i bakteriami znamienny tym, że śrutę rzepakową o zawartości białka większej niż 15%, poddaje się fermentacji stałej wgłębnej tak, że do wody z dodatkiem enzymatycznym sypkiej egzogennej 6-fitazy o maksymalnej aktywności 1,5 mln FYT/kg wraz z preparatem bakteryjnym, w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. sathefiri 5.0 x 10¹⁰ cfu/g oraz dodatkiem multi-enzymatycznym składającym się z (endo-1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo-1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo-1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg) w ilości każdego od 0,01 do 5% wagowych dodaje się śrutę rzepakową w stosunku 1 : 2 śruta/woda), a po co najmniej 24 h neutralizuje się mikroorganizmy, wygrzewając uzyskaną mieszaninę w temperaturze nie mniejszej niż 70°C przez 15 minut, i suszy się uzyskany produkt w temperaturze od 45 do 60°C, korzystnie 50-55°C do osiągnięcia co najmniej 86% suchej masy.

2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że fermentację prowadzi się w warunkach beztlenowych.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, że dodatki enzymatyczne i preparat bakteryjny ma postać suchą, sypką.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3 znamienny tym, że śrutę rzepakową w ilości 1 : 2 (śruta rzepakowa : woda) miesza się z wodą o temperaturze 20-35°C i do otrzymanej mieszaniny aplikuje się enzym w postaci sypkiej egzogennej 6-fitazy o maksymalnej aktywności 1,5 mln FYT/kg wraz z preparatem bakteryjnym w skład którego wchodzą Lactobacillus Brevis, L. Plantarum, L. Kefiri, 5.0 x 10¹⁰ cfu/g oraz z mieszaniną enzymów składającą się z (endo1,4 beta glukanazą 80 000 U/kg, endo-1,3(4) beta glukanaza, 70 000 U/kg, endo-1,4 beta ksylanaza 270 000 U/kg, a surowce miesza się, co najmniej w momencie ich dodawania.

5. Sposób według zastrz. 4 znamienny tym, że woda ma temperaturę 20°C.

6. Sposób według zastrz. 4 albo 5 znamienny tym, że podczas fermentacji utrzymuje się temperaturę pokojową lub wyższą przez co najmniej 18 h i nie dłużej niż 30 h.

7. Sposób według zastrz. 4 albo 5 znamienny tym, że podczas fermentacji utrzymuje się temperaturę 30°C pokojową lub wyższą przez co najmniej 18 h i nie dłużej niż 30 h.

8. Sposób według zastrz. 6 albo 7 znamienny tym, że czas fermentacji wynosi 24 h.

PL 242642 B1 9

9. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń znamienny tym, że fermentację prowadzi się w naczyniach wybranych spośród: szklanych, pojemników, beczek lub fermentatorów z tworzywa sztucznego, korzystnie plastiku lub plexi.

10. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń znamienny tym, że uszlachetniona śruta rzepakowa uzyskana zgodnie z wynalazkiem w swoim składzie nie zawiera fosforu w postaci fitynowej.