RU2171035C2

RU2171035C2 - Method of producing feed additive from plant juice

Info

Publication number: RU2171035C2
Application number: RU99106744A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Кощаев; А.И. Петенко; Г.А. Плутахин
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2001-07-27

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: method involves bringing juice pH value to isoelectric point by subjecting juice to electolysis at voltage and direct current of 20-60 V; I of 0.5-4 A on electrodes U, with electrolyte being charged into cathodic cavity and juice into anodic cavity; separating cathodic and anodic cavities by membrane providing free ion migration and preventing working fluids from mixing. EFFECT: increased efficiency in settling of high-molecular and biologically active plant juice components, and increased storage time of produced concentrate. 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологиям приготовления корма из растительных продуктов. The invention relates to agriculture, in particular to technologies for the preparation of feed from plant products.

Известен способ осаждения белков из сока растений с использованием органических растворителей. В качестве растворителей предпочтение отдается ацетону, этанолу, изопропанолу. Способ включает добавление растворителей, осаждение белков, регенерацию растворителей (Новиков Ю.Ф. Получение протеиновых концентратов из сока зеленых растений // Сельское хозяйство за рубежом. 1983. N 3.). A known method of precipitation of proteins from plant sap using organic solvents. As solvents, acetone, ethanol, isopropanol are preferred. The method includes the addition of solvents, precipitation of proteins, regeneration of solvents (Novikov Yu.F. Obtaining protein concentrates from the juice of green plants // Agriculture Abroad. 1983. N 3.).

Однако данный способ не используется в из-за высокой его себестоимости. Даже относительно дешевые растворители (ацетон) слишком дороги, если речь идет об осаждении белка для кормовых целей. Причем потери растворителя составляют в среднем 0,5 кг на один кг протеинового концентрата (по сухому веществу). Кроме того, происходит затрата энергии на рециркуляцию растворителя. However, this method is not used due to its high cost. Even relatively cheap solvents (acetone) are too expensive when it comes to protein deposition for feed purposes. Moreover, the loss of solvent is on average 0.5 kg per kg of protein concentrate (dry matter). In addition, there is an expenditure of energy for recycling the solvent.

Известен способ осаждения высокомолекулярных веществ из сока растений при помощи центрифугирования (Новиков Ю.Ф. Получение протеиновых концентратов из сока зеленых растений // Сельское хозяйство за рубежом. 1983. N 3. ). There is a method of precipitation of high molecular weight substances from plant sap using centrifugation (Novikov YF Obtaining protein concentrates from the sap of green plants // Agriculture Abroad. 1983. N 3.).

Однако данный способ не получил широкого применения из-за отсутствия мощных промышленных центрифуг с числом оборотов ротора, создающим ускорение более 100000 g. Кроме того, таким способом возможно осаждение только хлоропластной фракции растительных протеинов, а цитоплазматическая фракция, являющая более питательной, остается в растворе. However, this method has not been widely used due to the lack of powerful industrial centrifuges with a rotor speed that creates an acceleration of more than 100,000 g. In addition, in this way it is possible to precipitate only the chloroplast fraction of plant proteins, and the cytoplasmic fraction, which is more nutritious, remains in solution.

Известно, что для осаждения белка в ряде стран используется технология "Про-Ксан II" и "Франс-Люцерн". В обеих технологиях для осаждения белка используют нагревание сока до температуры 60-65^oC. При этом получается продукт "Велпро" с содержанием протеинов, составляющим 1/3 от экстрагированной протеиновой части (Новиков Ю.Ф. Получение протеиновых концентратов из сока зеленых растений // Сельское хозяйство за рубежом. 1983. N 3.).It is known that for the precipitation of protein in a number of countries the technology "Pro-Xan II" and "France-Lucerne" are used. In both technologies, protein precipitation is used to heat the juice to a temperature of 60-65 ^o C. This results in a Velpro product with a protein content of 1/3 of the extracted protein portion (Novikov Yu.F. Obtaining protein concentrates from the juice of green plants / / Agriculture abroad. 1983. N 3.).

Однако при использовании тепловой коагуляции происходит денатурация белка, при этом теряются ценные функциональные свойства. Кроме того, происходит образование токсичных промежуточных агентов - производных хлорофилла. Кроме того, при термическом способе осаждения уменьшается доступность ряда незаменимых аминокислот, образующих не подвергающиеся распаду под действием желудочных ферментов соединения. Сам процесс термической коагуляции не обеспечивает даже кратковременного хранения коагулята и требует дополнительного внесения консерванта. Кроме того, на сам процесс коагуляции расходуется значительное количество энергии, что составляет около 60% всех энергозатрат, необходимых для всего технологического процесса. However, when using thermal coagulation, protein denaturation occurs, and valuable functional properties are lost. In addition, the formation of toxic intermediate agents - chlorophyll derivatives. In addition, the thermal precipitation method reduces the availability of a number of essential amino acids that form compounds that are not degraded by gastric enzymes. The process of thermal coagulation itself does not provide even short-term storage of the coagulate and requires the addition of a preservative. In addition, a significant amount of energy is spent on the coagulation process itself, which is about 60% of all energy required for the entire process.

Известен способ осаждения сока из отжатой биологической массы, в соответствии с которым водородный показатель доводится химическим путем до изоэлектрической точки, после чего сок из массы нагревают до температуры 80-85^oC (см. а. с. ЧССР N 248504, кл. A 23 K 1/14, 1987 г. - прототип).A known method of sedimentation of juice from squeezed biological mass, in accordance with which the hydrogen index is brought chemically to an isoelectric point, after which the juice from the mass is heated to a temperature of 80-85 ^o C (see and.with. Czechoslovakia N 248504, class A 23 K 1/14, 1987 - prototype).

Однако этот способ требует применения нескольких технологических операций. Кроме того, необходимо наличие складских помещений для хранения химических агентов, требующихся для осаждения протеина из сока растений. However, this method requires the use of several technological operations. In addition, the need for storage facilities for the storage of chemical agents required for the precipitation of protein from plant sap.

Известные способы не позволяют эффективно осаждать белок из сока растений. Known methods do not allow efficient precipitation of protein from plant sap.

Техническим решением задачи является повышение эффективности осаждения и времени хранения высокомолекулярных и биологически активных компонентов из сока растений. The technical solution to the problem is to increase the deposition efficiency and storage time of high molecular weight and biologically active components from plant sap.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения кормовой добавки из сока растений, включающем его получение, нагрев и доведение водородного показателя до изоэлектрической точки белков путем электролиза, где величина напряжения и постоянного электрического тока на электродах составляет U=20-60 В; I=0,5-4 А, при этом электролит помещают в катодную полость, а сок - в анодную и их разделяют мембраной, обеспечивающей свободное перемещение ионов. The problem is achieved in that in a method for producing a feed additive from plant sap, including its preparation, heating and bringing the hydrogen index to the isoelectric point of proteins by electrolysis, where the magnitude of the voltage and constant electric current at the electrodes is U = 20-60 V; I = 0.5-4 A, while the electrolyte is placed in the cathode cavity, and the juice is placed in the anode and they are separated by a membrane that provides free movement of ions.

Заявленный способ коагуляции сока отличается от прототипа тем, что не требует добавление химических реагентов извне. The claimed method of coagulation of juice differs from the prototype in that it does not require the addition of chemicals from the outside.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию "новизна". These differences allow us to conclude that the claimed technical solutions meet the criterion of "novelty."

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружены аналогичные заявляемой совокупности признаки, что позволяет судить об изобретательском уровне. According to the patent and scientific literature, no similar features of the claimed combination were found, which allows one to judge the inventive step.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство, с помощью которого реализуется способ получения кормовой добавки. The invention is illustrated in the drawing, which shows a device by which a method for producing a feed additive is implemented.

Способ получения кормовой добавки из сока растений реализуется следующим образом. A method of obtaining a feed additive from plant juice is implemented as follows.

Отжатый сок из растений помещают в электролизную камеру 1 в полость, где расположен электрод 2 - анод, электролит заливают в полость, где установлен электрод 3 - катод, эти полости разделяют мембраной 4, которая выполнена из нескольких слоев ткани. Такая мембрана обеспечивает свободное перемещение ионов. На электроды 1 и 2 подается постоянный электрический ток от 0,5-4 А при напряжении 20-60 В. The squeezed juice from the plants is placed in the electrolysis chamber 1 in the cavity where the electrode 2 — the anode is located, the electrolyte is poured into the cavity where the electrode 3 — cathode is installed, these cavities are separated by a membrane 4, which is made of several layers of tissue. Such a membrane provides free movement of ions. A constant electric current of 0.5-4 A is supplied to the electrodes 1 and 2 at a voltage of 20-60 V.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Сок получают из люцерны посевной в период оптимального содержания высокомолекулярных и биологически активных веществ с использованием пресса шнековой конструкции. Сок с помощью системы труб подается в отсек или полость камеры 1, одна из стенок которого представляет собой неселективную мембрану 4, состоящую из нескольких слоев плотной ткани. В смежном соседнем отсеке находится раствор электролита - NaCl. На угольные электроды 2 и 3, находящиеся в соседних отсеках камеры, подается постоянный электрический ток со следующими параметрами: U = 20-60 В, I = 0,5-4 А. В ходе процесса происходит электролиз воды, в результате которого в соке происходит накопление ионов водорода, которые обеспечивают закисление сока и, как следствие, достижение изоэлектрической точки белков, находящихся в соке. При достижении изоэлектрической точки высокомолекулярные и биологически активные компоненты сока теряют свою растворимость и выпадают в осадок. По окончании процесса для разделения на фракции обработанный сок через кран в нижней части емкости попадает в конусовидный отстойник. После этого через верхний кран новая порция сока поступает в рабочий отсек камеры. Juice is obtained from sowing alfalfa during the period of optimal content of high molecular weight and biologically active substances using a screw press design. Juice using a pipe system is fed into the compartment or cavity of the chamber 1, one of the walls of which is a non-selective membrane 4, consisting of several layers of dense tissue. In an adjacent adjacent compartment is an electrolyte solution - NaCl. The carbon electrodes 2 and 3, located in adjacent compartments of the chamber, are supplied with a constant electric current with the following parameters: U = 20-60 V, I = 0.5-4 A. During the process, electrolysis of water occurs, as a result of which the juice the accumulation of hydrogen ions, which provide acidification of the juice and, as a consequence, the achievement of the isoelectric point of the proteins in the juice. When the isoelectric point is reached, the high molecular weight and biologically active components of the juice lose their solubility and precipitate. At the end of the process for separation into fractions, the processed juice through a tap in the lower part of the tank enters a conical sump. After that, through the upper tap a new portion of juice enters the working compartment of the chamber.

Claims

A method of producing a feed additive from plant juice, including squeezing the juice from a plant, heating and bringing the pH of the juice chemically to the protein isoelectric point, characterized in that the pH of the juice is brought to the protein isoelectric point by electrolysis, where the voltage and constant electric current electrodes is U = 20 - 60 V; I = 0.5 - 4 A, while the electrolyte is placed in the cathode cavity, and the juice in the anode cavity and separated by a membrane that provides free movement of ions and prevents the mixing of working solutions.