PL246346B1

PL246346B1 - Sposób wytwarzania dodatku paszowego dla drobiu

Info

Publication number: PL246346B1
Application number: PL448385A
Authority: PL
Inventors: Katarzyna Chojnacka; Piotr Młynarz; Anna Witek-Krowiak; Dawid Skrzypczak; Grzegorz Izydorczyk; Katarzyna Mikula; Mateusz Gramza
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2025-01-13
Also published as: PL448385A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania dodatku paszowego dla drobiu, zawierającego aminokwasy, do stosowania w diecie zwłaszcza kur niosek, w celu wspomagania procesów życiowych ich organizmów. Sposób polega na tym, że larwy owadów i owady, takie jak mącznik młynarek Tenebrio molitor, chrząszcz rogowaty Allomyrina dichotoma, mucha domowa Musca domestica, świerszcz domowy Acheta domesticus, mucha czarna Hermetia illucens, ćma woskowa Galleria mellonella, mol spożywczy Plodia interpunctella, jedwabnik Bombyx mori, poddaje się hydrolizie kwasowej i/lub zasadowej, korzystnie w obecności kwasu siarkowego użytego w stężeniu od 5% do 60% m/m lub/i kwasu fosforowego użytego w stężeniu od 5% do 60% m/m, w temperaturze od 20°C do 50°C, w proporcji larw owadów lub/i owadów do czynnika hydrolizującego w zakresie od 1:1 do 100:1. Hydrolizat neutralizuje się do uzyskania pH od 5,0 do 6,0, z użyciem wodorotlenku potasu lub roztworu wodorotlenku potasu oraz uzupełnia się o mikroelementy paszowe, takie jak Cu, Mn, Zn, Fe lub/i Se, stosując stężenie od 0,01% do 1% dla każdego mikroelementu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dodatku paszowego dla drobiu, zawierającego aminokwasy, do stosowania w diecie zwłaszcza kur niosek, w celu wspomagania procesów życiowych ich organizmów.

Stwierdzono, że aminokwasy wspierają tworzenie hormonów tkankowych, takich jak melatoniny, serotoniny, histaminy, dopaminy, adrenaliny i noradrenaliny oraz aktywnych peptydów, wspomagających właściwe funkcjonowanie organizmu, dlatego dostarczanie zwierzętom preparatów z aminokwasami efektywnie wpływa na ich wzrost oraz prawidłowy rozwój.

Literatura naukowa zawiera przykłady wykorzystania larw niektórych owadów do utylizacji odpadów, zarówno biodegradowalnych, takich jak odpadowa biomasa i przeterminowana żywność, jak i trudno-biodegradowalnych tworzyw sztucznych w tym: polistyrenu, polietylenu, polipropylenu, polichlorku winylu, politereftalanu etylenu. Publikacja Abdulhay, H.S, 2020, Asian j. Agric. Biol., opisuje wykorzystanie larw chrząszcza Tribolium confusum do rozkładu polistyrenu, polietylenu i octanu etylenu-winylu. Z kolei w artykule Suteu, D., Zaharia, C., Badeanu, M., 2012, Scientific Study and Research: Chemistry and Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry został wykorzystany potencjał larw do przetwarzania odpadowej żywności. Dorosłe formy larw uważane są za bogate źródło białka, które może zostać zhydrolizowane enzymatycznie, co opisano w artykule Dong, D., Dong, M., Liu, K., Lu, Y., Yu, B., 2018, J. Food Process. Preserv. Hydrolizat stanowi bogate źródło aminokwasów i niskocząsteczkowych białek, które mogą być wykorzystywane w żywieniu ludzi i zwierząt.

Wynalazek KR101966503B1 opisuje hydrolizat białkowy larwy Tenebrio molitor, który stanowi funkcjonalną kompozycję spożywczą o działaniu przeciwutleniającym, skierowanym na ochronę wątroby i redukcję stresu. Larwy są hydrolizowane enzymatycznie, hydrolizat zawiera peptydy o masie 0,01 kDa lub więcej i 3 kDa lub mniej. Hydrolizat enzymatyczny z larwy Allomyrina dichotoma, chroniony patentem KR20200049691A również umożliwia otrzymanie kompozycji jadalnej, która zawiera polipeptydy o wielkości poniżej 500 Da oraz wolne aminokwasy w stężeniu 45% wagowych.

Liczne publikacje związane są z degradacją tworzyw sztucznych przez larwy owadów. Z patentu CN101717525A znany jest sposób degradacji tworzyw sztucznych z wykorzystaniem larw co najmniej jednego owada rozkładającego plastik, w tym degradację mikrobiologiczną tych materiałów. Tworzywa sztuczne wybrane są z grupy obejmującej polistyren (PS), polietylen (PE), polipropylen (PP), polichlorek winylu (PVC), politereftalan etylenu (PET) i poliwęglan (PC). Sposób rozkładania tworzyw sztucznych polietylenowych przez larwy mączlika indyjskiego przedstawiono również w patencie CN101717525B. Mączlik indyjski może rosnąć i rozmnażać się w obecności tworzyw sztucznych z dodatkiem materiałów biologicznych, w tym zbóż, suszonych owoców, tradycyjnych chińskich materiałów leczniczych i tym podobnych. Udowodniono, że polietylen jest rozkładany przez larwy, bez konieczności wstępnej obróbki surowca. Znany jest także sposób degradacji pianki z tworzywa sztucznego - polistyrenu ekspandowanego (styropianu) przez larwy mącznika żółtego CN103141445A, w którym larwom podawana jest pianka z tworzywa sztucznego z otrębami przy stosunku masowym 1 : (2-10). Patent CN108633845A dotyczy sposobu hodowli larwy ćmy pyskowej rozkładającej tworzywa sztuczne z wydajnością 120 miligramów polietylenu w ciągu 12 godzin. Dokument WO2018143750A1 ujawnia sposób degradacji plastików za pomocą mikroorganizmu wyizolowanego z jelita larwy Tenebrio molitor. Mikroorganizm wykazujący aktywność rozkładu tworzyw sztucznych zgodnie z tym wynalazkiem selektywnie lub całkowicie degraduje co najmniej jedno tworzywo sztuczne wybrane spośród politereftalanu etylenu (PET), polichlorku winylu (PVC), polistyrenu (PS), polipropylenu (PP) i polietylenu (PE) do niskocząsteczkowych związków w odpowiednich warunkach hodowli. W opisie zgłoszeniowym CNI 10150231A przedstawiono sposób biodegradacji tworzyw sztucznych z wykorzystaniem larw Coleoptera i mikroflory jelitowej larw Coleoptera.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania formulacji do stosowania jako dodatek paszowy dla diety kur niosek, opartej na aminokwasach, z wysokobiałkowych surowców takich jak larwy owadów i owady, dla których, dzięki zawartym w ich przewodzie pokarmowym bakteriom (Enterobacter asburiae i Bacillus sp.), odpadowe tworzywa sztuczne stanowią źródło składników odżywczych.

Sposób wytwarzania dodatku paszowego dla drobiu, zwłaszcza kur niosek, zawierającego aminokwasy, polega na tym, że larwy owadów i owady, takie jak mącznik młynarek Tenebrio molitor, chrząszcz rogowaty Allomyrina dichotoma, mucha domowa Musca domestica, świerszcz domowy Acheta domesticus, mucha czarna Hermetia illucens, ćma woskowa Galleria mellonella, mol spożywczy

Plodia interpunctella, jedwabnik Bombyx mori), poddaje się hydrolizie kwasowej i/lub zasadowej, korzystnie w obecności kwasu siarkowego użytego w stężeniu od 5 do 60% m/m lub/i kwasu fosforowego użytego w stężeniu od 5 do 60% m/m, w temperaturze od 20 do 50°C, w proporcji larw owadów lub/i owadów do czynnika hydrolizującego w zakresie od 1:1 do 100:1, następnie hydrolizat neutralizuje się do uzyskania pH od 5,0 do 6,0, z użyciem wodorotlenku potasu lub roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu od 1 do 50% m/m. Przy czym w przypadku hydrolizy alkalicznej owady i ich larwy, poddaje się hydrolizie z udziałem wodorotlenku potasu, użytego w stężeniu od 5 do 50% m/m, w temperaturze od 20 do 50°C, przy stosunku owadów i ich larw do zasady w zakresie od 1:1 do 100:1, a hydrolizat neutralizuje się do uzyskania pH od 5,0 do 6,0, z użyciem kwasu fosforowego o stężeniu od 5 do 60% m/m. Następnie, kompozycję aminokwasów do stosowania jako dodatek paszowy dla kur niosek uzupełnia się o mikroelementy paszowe do diety dla kur niosek, takie jak Cu, Mn, Zn, Fe lub/i Se, stosując stężenie od 0,01 do 1% dla każdego mikroelementu.

Korzystnie hydrolizie kwasowej lub zasadowej poddaje się larwy owadów i owady, wyhodowane na bioodpadach lub/i pożywce z tworzyw sztucznych wybranych z grupy obejmującej PET, PP, PE, PS, PVC HDPE lub/i LDPE.

Korzystnie równolegle z hydrolizą kwasową owadów i ich larw, część owadów i larw owadów poddaje się hydrolizie alkalicznej, przy użyciu wodorotlenku potasu, o stężeniu od 5 do 50% m/m, w temperaturze od 20 do 50°C, zachowując stosunek owadów bądź ich larw do roztworu w zakresie od 1:1 do 100:1. Wytworzone hydrolizaty kwaśny i alkaliczny miesza się ze sobą do uzyskania pH w zakresie od 5,0 do 6,0.

Sposób według wynalazku jest prostą i mało kosztowną metodą otrzymywania hydrolizatów aminokwasowych, zawierających krótkie peptydy oraz aminokwasy, z białka owadów i ich larw, które nie były dotychczas wykorzystywane do celów paszowych. Biopreparaty na bazie f ormulacji otrzymanej sposobem według wynalazku stosuje się w roli wysokobiałkowych dodatków paszowych dla drobiu, zwłaszcza dla kur niosek.

Dodatkową zaletą sposobu jest pozyskiwanie wysokiej jakości produktów paszowych z larw owadów i owadów, zdolnych do przetwarzania odpadów z tworzyw sztucznych. Zagospodarowanie owadów z procesów przetwarzania odpadów tworzywowych, jest tym bardziej cenne, że obecnie ich się nie utylizuje.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiany w przykładach wykonania.

PRZYKŁAD 1

Pochodzącą z fermy 500 kg mieszankę larw chrząszcza rogowatego (Allomyrina dichotoma), muchy domowej (Musca domestica) oraz świerszcza domowego (Acheta domesticus), miesza się w reaktorze z płaszczem grzejnym z 1500 kg wodorotlenku potasu o stężeniu 10%. Hydrolizę prowadzi się w temperaturze 50°C przez 2 godziny z ciągłym mieszaniem. Następnie do rektora dozuje się kwas fosforowy o stężeniu 30% m/m do uzyskania pH 5,0. Do formulacji z wolnymi aminokwasami i krótkimi peptydami wprowadza się mikroskładniki poprzez dodanie soli siarczanowych cynku, miedzi, żelaza i selenu. Otrzymaną formulację, zawierającą 10% zhydrolizowanego białka oraz 0,1% Zn, 0,1% Cu, 0,1% Fe oraz 0,05% Se, stosuje się jako dodatek paszowy w ilości 10% m/m do diety kur niosek. Stosowanie preparatu skutkowało wzrostem masy jaj o około 8%.

PRZYKŁAD 2

Sposób realizuje się jak w przykładzie 1, z tą różnicą, że substrat do hydrolizy pozyskuje się z mieszanki larw muchy czarnej w ilości 25 kg, ćmy woskowej Galleria mellonella w ilości 25 kg, mola spożywczego Plodia interpunctella w ilości 25 kg oraz jedwabnika Bombyx mori w ilości 25 kg, którą umieszcza się w akwarium. Jako pożywkę wykorzystuje się mieszaninę odpadowych materiałów sztucznych (PET, PP, PE, PS, PVC HDPE i LDPE) oraz odpadów żywnościowych z gospodarstwa domowego w ilości 10 kg. Hodowlę prowadzi się przez dwa miesiące, do momentu przepoczwarzenia się około 50% larw w dorosłe osobniki. Materiał bogaty w białko poddaje się hydrolizie zasadowej w reaktorze z płaszczem grzejnym, zawierającym 150 kg wodorotlenku potasu o stężeniu 20% m/m w temperaturze 40°C. Po 24 godzinach, roztwór neutralizuje się kwasem fosforowym o stężeniu 40% m/m do uzyskania pH 5,0. Do formulacji z wolnymi aminokwasami i krótkimi peptydami wprowadza się mikroskładniki poprzez dodanie soli siarczanowych cynku, miedzi, żelaza i selenu jak w przykładzie 1.

PRZYKŁAD 3

Sposób realizuje się jak w przykładzie 1, z tą różnicą, że substratem do hydrolizy jest 100 kg larw muchy domowej (Musca domestica), pochodzących z fermy, które miesza się w reaktorze ze stali kwa soodpornej z płaszczem grzejnym, z 200 kg kwasu fosforowego o stężeniu 40% m/m. Hydrolizę kwasową prowadzi się ciągle mieszając przez 4 godziny w temperaturze 40°C. Następnie do rektora dozuje się wodorotlenek potasu o stężeniu 40% m/m do uzyskania pH 5.0. Do formulacji z wolnymi aminokwasami i krótkimi peptydami wprowadza się jak w przykładzie 1 mikroskładniki poprzez dodanie soli siarczanowych cynku, miedzi, żelaza i selenu.

PRZYKŁAD 4

Sposób realizuje się jak w przykładzie 1, z tą różnicą, że hydrolizie poddaje się 1000 kg larw mącznika młynarka (Tenebrio molitor) po przetwórstwie polistyrenu, które miesza się w reaktorze ze stali kwasoodpornej z 2000 kg kwasu siarkowego o stężeniu 20% m/m. Równolegle w drugim rektorze 1000 kg, larwy świerszcza domowego (Acheta domesticus) po przetwórstwie polietylenu poddaje się hydrolizie alkalicznej w 2000 kg wodorotlenku potasu o stężeniu 20%. W obu przypadkach hydrolizę prowadzi się w temperaturze 20°C przez 5 godzin przy ciągłym mieszaniu. W celu neutralizacji, miesza się oba hydrolizaty do uzyskania pH 5,0. Do kompozycji aminokwasów, zawierającej 20% zhydrolizowanego białka wprowadza się jak w przykładzie 1 mikroskładniki poprzez dodanie soli siarczanowych cynku, miedzi, żelaza i selenu.

Claims

1. Sposób wytwarzania dodatku paszowego dla drobiu, zawierającego aminokwasy, do stosowania w diecie zwłaszcza kur niosek, obejmujący hydrolizę białka pochodzenia zwierzęcego, znamienny tym, że owady i ich larwy, takie jak mącznik młynarek Tenebrio molitor, chrząszcz rogowaty Allomyrina dichotoma, mucha domowa Musca domestica, świerszcz domowy Acheta domesticus, mucha czarna Hermetia illucens, ćma woskowa Galleria mellonella, mola spożywczego Plodia interpunctella, jedwabnik Bombyx mon), będące źródłem białka poddaje się hydrolizie kwasowej i/lub zasadowej, korzystnie w obecności kwasu siarkowego użytego w stężeniu od 5 do 60% m/m lub/i kwasu fosforowego użytego w stężeniu od 5 do 60% m/m, w temperaturze od 20 do 50°C, w proporcji larw owadów lub/i owadów do czynnika hydrolizującego w zakresie od 1:1 do 100:1, następnie hydrolizat neutralizuje się do uzyskania pH od 5,0 do 6,0, z użyciem wodorotlenku potasu lub roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu od 1 do 50% m/m, przy czym w przypadku hydrolizy alkalicznej owady i ich larwy, poddaje się hydrolizie z udziałem wodorotlenku potasu, użytego w stężeniu od 5 do 50% m/m, w temperaturze od 20 do 50°C, przy stosunku owadów i ich larw do zasady w zakresie od 1:1 do 100:1, a hydrolizat neutralizuje się do uzyskania pH od 5,0 do 6,0, z użyciem kwasu fosforowego o stężeniu od 5 do 60% m/m, następnie kompozycję aminokwasów uzupełnia się o mikroelementy paszowe dla drobiu, takie jak Cu, Mn, Zn, Fe lub/i Se, stosując stężenie od 0,01 do 1 % dla każdego mikroelementu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hydrolizie kwasowej lub alkalicznej poddaje się larwy owadów i owady, wyhodowane na bioodpadach lub pożywce z tworzyw sztucznych wybranych z grupy obejmującej PET, PP, PE, PS, PVC HDPE lub/i LDPE.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że kompozycję aminokwasów, uzyskuje się przez zmieszanie produktów hydrolizy kwaśnej i zasadowej larw owadów i owadów.